Jaké je tepelné zpracování slitin mědi?

Měď a slitiny mědi jako nepostradatelné průmyslové kovové materiály hrají klíčovou roli v mnoha oblastech, jako jsou biofilmy a mořské produkty, díky své vynikající elektrické a tepelné vodivosti, vynikající odolnosti proti korozi, dobrému zpracování a značné pevnosti a odolnosti proti únavě. Podle údajů představuje použití slitin mědi v elektrotechnice, stavebnictví, dopravě a dalších průmyslových odvětvích více než 60 %, což ukazuje na její význam.

Tepelné zpracování slitin mědi je proces, který zahrnuje více přesných kroků, jako je ohřev, izolace a chlazení. Jeho hlavním účelem je optimalizovat různé vlastnosti slitin mědi, jako je pevnost, tvrdost, plasticita a odolnost proti korozi.

1. Hlavní způsoby tepelného zpracování

Žíhání

• Homogenizační žíhání: Používá se hlavně v ingotech a odlitcích s cílem dosáhnout rovnoměrného rozložení chemického složení. Po této úpravě lze snížit nerovnoměrnost chemického složení odlitku na méně než 5 %.
• Žíhání pro odlehčení pnutí: Účinně eliminuje zbytkové vnitřní napětí nahromaděné během deformačního zpracování, svařování a odlévání, zajišťuje rozměrovou stabilitu a spolehlivý výkon za studena deformovaných nebo svařovaných dílů a zabraňuje deformaci obrobku během řezání. Žíhání pro odlehčení pnutí je zvláště nutné pro mosaz deformovanou za studena, hliníkový bronz, křemíkový bronz a další materiály s výraznou tendencí k praskání korozí pod napětím. Teplota žíhání je obvykle mezi 230~350 ℃ a doba výdrže je asi 30~60 minut.
• Rekrystalizační žíhání: také známé jako změkčovací žíhání, které zahrnuje mezižíhání, žíhání hotového výrobku a žíhání předvalků. Mezižíhání se provádí mezi dvěma válcováními za studena. Zahřeje se nad teplotu rekrystalizace a poté se po držení pomalu ochladí, což napomáhá eliminovat ztužování. Žíhání hotového výrobku je pro materiály, které jsou válcovány za studena na velikost hotového výrobku. Požadovaných vlastností a stavu se dosáhne přesným řízením teploty žíhání a doby výdrže. Žíhání předvalků je určeno pro předvalky po válcování za tepla, jehož cílem je eliminovat zpevnění způsobené neúplnou tepelnou deformací a podpořit strukturální homogenizaci.

Úprava tuhým roztokem (kalení)

• Účel: Zahřejte slitinu na teplotu, při které je druhá fáze zcela nebo maximálně rozpuštěna v tuhém roztoku, a po zadržení rychle ochlaďte, aby se zabránilo opětovnému vysrážení druhé fáze a vytvoření přesyceného pevného roztoku. Teplota kalení musí být nižší než eutektická teplota a vyšší než teplota čáry rozpustnosti. Doba výdrže závisí především na rychlosti rozpouštění zpevňovací fáze. Čím kratší je doba přenosu kalení, tím lépe. Teplota vody je obvykle řízena pod 25 °C, aby se zajistil zhášecí účinek.

Léčba stárnutí (temperování)

• Účel: Podporovat srážení jemných a dispergovaných částic v přesyceném tuhém roztoku, a tím zlepšit vlastnosti slitiny. Léčba stárnutí obvykle využívá umělé stárnutí nebo přímé umělé stárnutí po práci za tepla. U slitin, které prošly stárnutím, je v případě vnitřního pnutí z nějakého důvodu vyžadováno opětovné stárnutí (teplota je o něco nižší než v předchozí fázi). Přesnost regulace teploty je extrémně vysoká, obecně nepřesahuje ±3°C.

2. Opatření pro tepelné zpracování

• Způsob ohřevu: Tepelné zpracování slitiny mědi lze provádět ohřevem pece, indukčním ohřevem a dalšími metodami. Rozumným výběrem způsobu ohřevu lze výrazně snížit riziko oxidace a spalování a zlepšit účinnost a účinek tepelného zpracování.
• Regulace teploty: Regulace teploty při tepelném zpracování je zásadní. Příliš vysoká teplota může vést k hrubým zrnům, těkání prvků a dokonce přepálení; příliš nízká teplota znesnadní dosažení očekávaného efektu zlepšení výkonu. Proto je potřeba teplotu přesně řídit podle konkrétních požadavků na materiál a proces.
• Časová kontrola: Doba zdržení každé fáze, jako je předehřívání, homogenizační žíhání, kalení, temperování atd., je třeba pečlivě upravit podle materiálu a procesu, aby byl zajištěn nejlepší účinek tepelného zpracování.
  Kontrola atmosféry: V některých procesech tepelného zpracování je třeba kontrolovat atmosféru, aby se snížila oxidace a spalování. Například vakuové tepelné zpracování snižuje riziko oxidace prostřednictvím vakuového prostředí; tepelné zpracování ochranné atmosféry využívá inertní plyn (jako je dusík) nebo redukční plyn (jako je vodík), aby se zabránilo oxidaci a spalování.

3. Aplikace tepelného zpracování

• Slitiny lité mědi: Většina slitin lité mědi se používá přímo v litém stavu a nelze je zpevnit tepelným zpracováním. Některé, jako je berylliový bronz, chromový bronz, křemíkový bronz a některé slitiny s vysokým obsahem mědi, však mohou dosáhnout optimalizace výkonu pomocí tepelného zpracování.
• Deformované měděné slitiny: Měděné polotovary tvářené za studena (jako jsou dráty, desky, tyče, trubky atd.) mají jev mechanického zpevnění, který je třeba eliminovat žíháním pro odlehčení pnutí a rekrystalizačním žíháním pro zlepšení plasticity; současně lze jeho pevnost a tvrdost zlepšit také úpravou roztokem a ošetřením stárnutím. Data ukazují, že pevnost a tvrdost tepelně zpracovaných deformovaných slitin mědi lze zvýšit o více než 20 % a plasticita je také výrazně zlepšena.

Stručně řečeno, tepelné zpracování slitin mědi je složitý a choulostivý proces a způsob tepelného zpracování a parametry musí být přesně vybrány podle složení slitiny, stavu zpracování a požadavků na výkon.

Zhejiang Mingxu Machinery Manufacturing Co., Ltd. se zabývá především samomazná ložiska a lineární ložiska. Má více než deset let zkušeností s výrobou a výzkumem a vývojem v oblasti zpracování slitin mědi. Vítejte, abyste s námi diskutovali o technologii a vyměňovali si produkty: [email protected].