Због своје изузетне еластичности, електричне проводљивости и отпорности на замор, легуре берилијум бакра се широко користе у производњи различитих еластичних компоненти и проводних делова. Међутим, оно чега многи нису свесни је да се прави потенцијал берилијум бакра често откључава само кроз критичан процес: очвршћавање са годинама. Ако се примени неправилно, овај процес не само да неће дати значајна побољшања перформанси, већ може довести и до делимичног деформисања, површинске оксидације или чак деградације механичких својстава. Фокусирајући се на типичне материјале од легура берилијум бакра, овај чланак систематски детаљно описује параметре процеса, окружења за термичку обраду, обрасце промене димензија и методе контроле деформација које су повезане са очвршћавањем након старења, чиме се помаже инжењерима у правилној примени материјала берилијум бакра у стварним производним поставкама.
Основни услови за старење очвршћавања
За штанцане од берилијум бакра, суштина процеса очвршћавања са старењем лежи у таложењу атома берилијума из презасићеног чврстог раствора у облику посебне фазе, чиме се значајно повећава чврстоћа и тврдоћа материјала. Узимајући за пример легуру 25, стандардни услови за старење су температура од 315 степени и време држања од 2 до 3 сата. Овде је кључно нагласити да израчунавање времена задржавања почиње оног тренутка када сам материјал достигне наведену температуру-а не у тренутку када комора пећи достигне задату температуру.
У стварној производњи, ако количина или тежина серије која се обрађује премашује ефективни капацитет пећи за термичку обраду, термопарови морају бити постављени у директан контакт са површином делова како би се тачно пратило стварно време потребно да загрејане компоненте достигну циљну температуру. Уобичајена грешка коју чине многа постројења за прераду је да започну мерење времена периода задржавања у тренутку када екран пећи очита 315 степени; међутим, када се велике серије берилијум-бакарних опружних контаката сложе заједно, унутрашње компоненте можда неће заиста достићи 315 степени све до пола сата касније. У таквим околностима, ефективно време држања је недовољно, таложење фазе ојачања је непотпуно, а резултујућа механичка својства неће испунити тражене стандарде. Супротно томе,-иако својства материјала остају релативно стабилна у оквиру стандардног трајања држања,-оперативне грешке које доводе до предугог времена држања или значајно повишене температуре пећи могу довести до „преко-старења“, што доводи до стварног опадања чврстоће материјала. Према томе, прецизна контрола температуре и уједначеност температуре представљају основне захтеве процеса очвршћавања са старењем.
Избор окружења за термичку обраду и квалитета површине
Генерално се препоручује да се третмани очвршћавања због старења спроводе у окружењу инертног гаса; обично коришћени заштитни гасови укључују азот, угљен-диоксид или аргон. Када се БеЦу електричне контактне опруге третирају заштитом од инертног гаса, њихове површине задржавају свој светли, природни метални сјај, што их чини погодним за директну употребу у електронским компонентама или прецизним конекторима где је висок квалитет површине критичан захтев.
Да би смањили трошкове, неки произвођачи се одлучују да спроводе третмане очвршћавања у атмосфери ваздуха. Иако је овај приступ једноставан, он пати од значајног недостатка: на високим температурама, на површини берилијум бакра се формира црни оксидни филм. За стандардне структурне компоненте, овај оксидни филм може бити прихватљив; међутим, за плоснате опруге од берилијум бакра или контактне опруге релеја-апликације које захтевају ниску отпорност на контакт-овај слој црног оксида значајно повећава контактну отпорност и угрожава електричне перформансе. Ако је третман на ваздуху неизбежан, обично је потребно накнадно кисељење или полирање да би се уклонио оксидни слој; ово не само да додаје додатне кораке обраде већ може и негативно утицати на прецизност димензија.
Штавише, употреба циркулационог гаса унутар пећи нуди изразиту предност обезбеђивања равномерног грејања. Да би се гарантовала уједначена дистрибуција температуре у целој комори пећи, препоручује се коришћење пећи за термичку обраду опремљену циркулационим вентилатором. Ово је посебно кључно за високо{2}}прецизне жигосане делове-као што су НГК берилијум-бакрени штанцани-где не-неједнаке температуре могу да доведу до превеликих варијација у перформансама међу деловима у истој серији, што отежава испуњавање строгих захтева за доследност.
Појаве термичког скупљања и њихови узроци
Након третмана легуре 25 која се{0}}очвршћава, док се њена чврстоћа значајно повећава, долази до скупљања од приближно 0,15% дуж њене уздужне осе. Основни узрок ове појаве је тај што се, током процеса старења, атоми берилијума унутар презасићеног чврстог раствора постепено таложе и формирају посебну фазу; ово мења константе кристалне решетке, што се макроскопски манифестује као смањење физичких димензија.
За једноставне берилијум-бакрене опруге-као што су равне опруге{1}}ово скупљање од 0,15% можда неће представљати значајан проблем. Међутим, за компоненте сложеног{4}}облика произведене прогресивним штанцањем{5}}као што су покретни контакти опруге замршеног облика који се налазе у аутомобилским релејима-ово мало скупљање може довести до неусклађености контакта, одступања силе опруге или погрешног регистровања рупа за монтажу. Деформација утиснутих делова после третмана због старења{8}}и даље остаје упоран изазов за многе произвођаче релеја и конектора.
Контрола деформација и решења
Метод 1: Под условом да услови обликовања дозвољавају, изаберите материјал са већом почетном тврдоћом. На пример, ако је првобитно коришћен материјал 1/4-тврдог темперамента, пређите на половину-тврдог темперамента; ако је коришћен полу{5}}нарав, пређите на потпуно тврд темперамент. Берилијумски бакарни контакти опруге са већом температуром поседују инхерентно већу густину дислокације током процеса штанцања; сходно томе, покретачке силе које управљају падавинама током процеса старења разликују се по величини, што резултира мерљивим смањењем скупљања. Међутим, овај метод има ограничење: што је материјал тврђи, процес штанцања постаје тежи, а захтеви за калупе и опрему су строжи.
Метод 2: Користите учвршћиваче да бисте ограничили деформацију. Поставите берилијумске опруге-намењене за употребу у релејима-у специјализоване металне елементе пре старења. Ови елементи су дизајнирани да одговарају коначним димензијама делова, чиме се ограничава њихово слободно скупљање током процеса старења. За делове сложене геометрије постоји свеобухватније решење: делове уградити у бакарни прах пре старења. Делујући као медијум, бакарни прах обезбеђује уједначено ограничење делова из свих праваца, ефикасно спречавајући савијање. Овај метод је погодан за прецизне делове-високе вредности и мале запремине.
Метод 3: Одговарајуће снизити температуру старења. Подесите стандардне параметре процеса-обично 315 степени током 2 сата-до 280 степени током 2 сата. Иако снижавање температуре смањује запремински удео преципитиране фазе-што резултира одређеним степеном смањења механичке чврстоће контаката опруге од берилијум-бакара (нпр. затезна чврстоћа може пасти са 1350 МПа на приближно 1200 МПа)-величина деформације при скупљању је сходно томе. Ова метода је применљива у сценаријима где постоји значајна граница толеранције чврстоће, али су високи захтеви за стабилност димензија.
Метод 4: Користите материјале -третиране (у-кућном очвршћавању) за штанцање. Ови -такозвани- материјали за очвршћавање у кући се односе на берилијум-бакрене траке које су биле подвргнуте третману раствором, али још увек нису остареле. Процес штанцања се прво завршава коришћењем овог материјала, након чега се утиснути делови подвргавају стандардном третману старења и очвршћавања као цела серија. Предност ове методе је у томе што, до времена старења, делови су већ попримили свој коначни геометријски облик; сходно томе, скупљање се одвија равномерно, а деформација остаје релативно контролисана. Међутим, важно је напоменути да је не-бакар од берилијума прилично мекан; стога, током штанцања, контрола неравнина и одржавање прецизности димензија разликују се од оних који се односе на материјале који су касније-старели, тврде{10}}материјал, што захтева посебна прилагођавања дизајна калупа.
Опис производа
1. Како утврдити да ли су делови за штанцање од бакра берилијума на терминалу правилно стари?
Правилно остарели делови за штанцање од бакра и берилијума обично показују већу тврдоћу, већу силу опруге, супериорну отпорност на замор и стабилније механичке особине. Ово се може проверити испитивањем тврдоће, испитивањем затезања, мерењем силе опруге или металографском анализом.
2.Која легура берилијум бакра је најпогоднија за опружне контакте?
Легура 25 (Ц17200) је најчешће коришћена врста легуре за контакте са опругама јер показује одличну чврстоћу, еластичност, проводљивост и отпорност на замор након старења. Широко се користи у релејима, прекидачима, конекторима и компонентама електричних контаката.
3. Да ли дебљина делова за штанцање од бакра и берилијума утиче на процес старења?
Да. Дебљим деловима је генерално потребно дуже време да достигну циљну температуру старења. Приликом машинске обраде великих или тешких делова са жигом, произвођачи треба да прате стварну температуру делова, уместо да се ослањају само на очитавања температуре пећи, како би се обезбедило потпуно и уједначено старење.
контактирајте нас
Да ли треба да идентификујете поуздане берилијум-бакрене материјале и процесе топлотне обраде за вашештанцане легуре берилијума? Позивамо вас да контактирате наш технички тим. Једноставно доставите своје нацрте делова, спецификације перформанси и захтеве за обим производње, а ми ћемо вам препоручити најприкладније врсте берилијум бакра и решења за обраду за ваше потребе.
