Берилієві мідні сплави з їх чудовою провідністю, еластичністю та стійкістю до втоми є основною підкладкою для різних електричних заклепок і контактних компонентів. При кімнатній температурі на поверхні берилієвої міді природним чином утворюється тонкий шар зміни кольору. Після високо{2}}термічної обробки утворюється щільний шар оксиду. Ця оксидна плівка безпосередньо перешкоджає наступним процесам гальваніки, зварювання та інших фінішних процесів, серйозно впливаючи на точність формування та робочу стабільність різних мідно-берилієвих срібних контактів. Тому видалення оксиду та очищення поверхні берилієвої міді є критичним кроком у обробці компонентів. У цій статті детально проаналізовано принцип формування шару оксиду міді берилію та процеси професійного очищення, які підходять для різних умов роботи.
Плівка оксиду берилію міді в основному складається із суміші оксиду берилію та різних оксидів міді. Товщина та склад плівки в основному визначаються температурою термообробки, часом витримки та атмосферою термообробки. Оскільки берилій має дуже сильну спорідненість до кисню, а оксид берилію не може бути відновлений воднем, утворення оксиду не можна повністю усунути незалежно від атмосфери термічної обробки; лише ступінь окислення можна зменшити шляхом оптимізації процесу. Різні марки берилієвих мідних сплавів мають істотно різні характеристики окислення. Візьмемо як приклад сплав берилієвої міді C17200, який зазвичай використовується, в атмосфері термічної обробки азотом високотемпературне середовище 700 градусів F і вище призведе до утворення поверхневого шару, в якому переважає оксид берилію, тоді як низькотемпературне середовище 600 градусів F і нижче утворить змішану плівку оксиду берилію та оксиду міді. Оксидний шар, що утворюється при низькій температурі, тонший і легше видаляється промиванням кислотою. Науковий процес термічної обробки може значно спростити труднощі подальших операцій очищення електричних пружинних контактів.
Умови термічної обробки безпосередньо визначають товщину та складність очищення плівок оксиду міді берилію. Ефекти окислення традиційної термічної обробки старіння та відпалу розчину суттєво відрізняються. За звичайних умов витримки при 600°F в інертній атмосфері протягом 2 годин товщина оксидної плівки сплаву C17200 становить лише 300-800 Å, тоді як після відпалу розчину при 1450°F товщина плівки може досягати 1000-2000 Å. Товсті плівки оксиду берилію найважче очистити, і їх неможливо видалити звичайним травленням кислотою; вони потребують попередньої обробки-високотемпературним концентрованим лужним розчином. Ці високо{14}}шари оксиду зазвичай з’являються на етапі обробки сировини. Відомі постачальники сировини можуть виконати попередню обробку, забезпечуючи безоксидну підкладку для подальшої обробки електричних контактів In-Die Rivet.
Для арматурних берилієвих мідно-мідних клепальних вузлів після штампування та старіння промисловість розробила кілька зрілих кислотних систем травлення та очищення, які підходять для різних умов окислення та матеріалів сплаву. Основні склади для очищення включають системи сірчаної кислоти-перекису водню, системи фосфорної кислоти-азотної кислоти (PNA) і системи азотної кислоти. Різні рецептури мають суттєво різні відповідні сценарії, робочі параметри, а також переваги та недоліки. Важливо відзначити, що свинцеві-вмісні берилієві мідні сплави повинні уникати систем сірчаної кислоти, щоб запобігти утворенню нерозчинних залишків сульфату свинцю, які можуть вплинути на гладкість поверхні та провідність срібних електричних контактів. Для цих сплавів перевагою є процеси травлення азотною кислотою або PNA.
Сірчана кислота-перекис водню є широко використовуваною системою м’якого очищення в промисловості. Стандартне співвідношення становить 20% сірчаної кислоти + 3% перекису водню з робочою температурою 125 градусів за Фаренгейтом. Це пропонує такі переваги, як легке керування, відсутність шкідливих випарів і просте очищення відпрацьованої рідини. Він також може досягати ефекту полірування зануренням, покращуючи гладкість поверхні берилієвої міді, і підходить для очищення різних точних електричних рухомих контактних заклепок. На швидкість реакції цієї системи впливає лише концентрація перекису водню та температура; коливання концентрації сірчаної кислоти мінімально впливають на ефект очищення. Крім того, іони міді в розчині можна видалити за допомогою низько{9}}температурної кристалізації, що дозволяє повторно використовувати розчин. Лише періодичний моніторинг концентрації перекису водню необхідний для підтримки стабільних окислювальних очисних можливостей.
Системи очищення азотною кислотою є дешевшими та створюють яскраві, чисті поверхні з берилієвої міді, що робить їх придатними для-обробки великих обсягів деталей. Однак вони мають суттєві недоліки: важко контролювати швидкість реакції, під час процесу легко утворюються шкідливі пари, а відпрацьована рідина потребує спеціальної обробки. У той час як сечовина може бути додана, щоб контролювати випаровування, це посилює екзотермічну реакцію, ускладнює контроль температури та легко створює дефекти бульбашок. Наразі більшість виробничих сценаріїв використовують процеси без сечовини-азотної кислоти, покладаючись на хороші системи вентиляції для забезпечення безпеки експлуатації. Ця система має високу-несучу здатність до навантаження на мідь і підходить для-очищення попередньої обробки різноманітних матеріалів із вбудованими срібними контактами в матриці.
Яскрава імерсійна очисна система PNA містить 38% фосфорної кислоти + 2% азотної кислоти + 60% оцтової кислоти з робочою температурою 160 градусів F. Її основна перевага полягає в тому, що вона поєднує в собі очищаючий і полірувальний ефекти, зменшуючи шорсткість поверхні підкладки та роблячи підкладку з берилієвої міді більш придатною для подальших процесів гальванічного покриття та зварювання. Порівняно з ополіскуванням холодною водою, ополіскування гарячою водою може додатково оптимізувати ефект формування поверхні. Невелика кількість азотної кислоти робить реакцію очищення більш контрольованою. Єдиним недоліком є те, що залишкові іони фосфату та міді дещо збільшать вартість очищення стічних вод у вузлі рухомої пружини для автомобільного реле.
Повний процес очищення берилієвої міді не можна відокремити від етапу попередньої обробки. Ретельне видалення поверхневого жиру та забруднень перед травленням забезпечує більш рівномірний ефект травлення та дозволяє уникнути проблеми неповного очищення на певних ділянках. Якщо очищену арматуру з берилієвої міді заклепки неможливо негайно піддати гальванічному покриттю або зварюванню, необхідна обробка поверхні. У промисловості зазвичай використовується засіб проти обростання BTA, який може утворювати стійку захисну плівку на поверхні підкладки, ефективно ізолюючи кисень і вологу, захищаючи прецизійні компоненти, такі як рухома пружина реле, від окислення та забруднення протягом тривалого періоду та забезпечуючи стабільну якість під час подальшої обробки.
Таким чином, суть очищення берилію міддю полягає в узгодженні конкретного процесу очищення з характеристиками оксидного шару та матеріалу сплаву, точно подолавши такі проблеми, як труднощі з видаленням оксиду берилію, дефекти поверхні та погана адгезія покриття. Стандартизовані процедури очищення можуть ретельно видалити шар оксиду міді берилію, забезпечуючи якість гальванічного покриття та зварювання різних мідних заклепок і контактних компонентів берилію, а також покращуючи провідність і термін служби продукту.
Для індивідуальних рішень процесу очищення та підтримки технологій обробки, адаптованих до різнихпружини для штампування берилію, зв’яжіться з нами. Ми надамо професійні рекомендації щодо впровадження на основі умов експлуатації вашого продукту.
Зв'яжіться з нами
