Beryllium Copper C17200: n lämpökäsittely

Cu-Be-lejeeringin lämpökäsittely on pääasiassa kiinteiden liuosten hehkuttamista ja vanhentamista kovettuvaa. Toisin kuin muut kuparilejeeringit, joiden lujuus saadaan vain kylmällä koneistuksella, muokattu kupari-beryllium saadaan kylmällä koneistuksella ja kuumilla vanhennuskovetusprosesseilla 1250-1500 MPa: iin saakka. Ikääntyvään kovettumiseen viitataan usein saostumisen kovettumisena tai lämpökäsittelynä. Berylliumkuparilejeerinkin kyky hyväksyä tämä lämpökäsittely on muotoseoksien suhteen parempi muodostumis- ja mekaanisten ominaisuuksiensa suhteen. Esimerkiksi monimutkaiset muodot voidaan saavuttaa minkä tahansa muun kuparipohjaisen lejeeringin korkeimmalla lujuus- ja kovuusasteella, ts. Materiaalin valssauksessa ja sitä seuraavassa vanhenemistilassa. Seuraava teksti kuvaa yksityiskohtaisesti erittäin lujan Cu-Be: n vanhenemiskovettumisprosessia seos C17200sekä taonta- ja valuseosten erityinen lämpökäsittely, suositellut lämpökäsittelylaitteet, pinnan hapetus ja yleiset liuottimen hehkutusmenetelmät.

Vanhentamisen kovettuessa metallimatriisiin muodostuu mikroskooppisia berylliumrikkaita hiukkasia, diffuusio-ohjattua reaktiota, jonka lujuus vaihtelee ikääntymisajan ja lämpötilan mukaan. Suositeltu vakioaika ja lämpötila antavat osien saavuttaa huippulujuutensa 17200 - XNUMX tunnissa vaarantamatta lujuutta pitkään altistuneelle lämpötilalle. Esimerkiksi CXNUMX-seoksen vastekäyrä kuvassa osoittaa, kuinka matala lämpötila, normaalilämpötila ja korkea vanhenemislämpötila vaikuttavat seoksen huippusuorituskykyyn ja aikaan, joka tarvitaan huipun lujuuden saavuttamiseen.

Kuten kuvasta voidaan nähdä, C550: n lujuus kasvaa hitaasti 290 ° C: n (17200 ° F) lämpötilassa, ja se saavuttaa huippunsa vasta noin 30 tuntia myöhemmin. Normaalilämpötilassa 600 ° F (315 ° C) 3 tunnin ajan C17200: n lujuus muuttui vähän. 700 ° C: n lämpötilassa intensiteetti huipussaan 370 minuutissa ja putoaa melkein heti. Lyhyesti sanottuna vanhenemislämpötilan noustessa sekä huipun voimakkuuden saavuttamiseen tarvittava aika että suurin käytettävissä oleva intensiteetti vähenevät.

C17200 Kupariberyllium voidaan ikääntyä eri vahvuuksilla. Ikääntymisen huippu viittaa ikääntymiseen enimmäisintensiteettiin. Seokset, jotka eivät ole ikääntyneet täydelliseen lujuuteensa, ovat vanhentamattomia, ja seokset, jotka ovat ylittäneet enimmäislujuutensa, ovat yli-ikäisiä. Aliedoksentunut Cu-beryllium lisää sitkeyttä, tasaista venymää ja väsymislujuutta, kun taas yli-ikääntyminen lisää johtavuutta, lämmönjohtavuutta ja mittapysyvyyttä. Kupariberyllium ei ikäänny huoneenlämmössä, vaikka sitä säilytettäisiin pitkään.

Ikääntymisen kovettumisajan sallittu poikkeama riippuu uunin lämpötilasta ja lopullisista suorituskykyvaatimuksista. Optimaalisen iän saavuttamiseksi standardilämpötilassa uunin aikaa säädetään yleensä ± 30 minuutissa. Korkeassa lämpötilassa tapahtuvaa vanhentamista varten tarvitaan kuitenkin tarkempi ajoitus keskiarvon laskemisen välttämiseksi. Esimerkiksi C17200: n ikääntymisaika 700 ° C: n lämpötilassa on valvottava ± 370 minuutissa, jotta huipputeho säilyisi. Samoin ikääntymisvastekäyrän voimakkaan nousun vuoksi alkuvaiheessa riittämätön ikääntyminen vaatii myös prosessimuuttujien tiukkaa hallintaa. Tavallisessa vanhenemiskovettumisjaksossa lämmitys- ja jäähdytysnopeudet eivät ole tärkeitä. Kuitenkin sen varmistamiseksi, etteivät osat ala ikääntyä ennen kuin ne saavuttavat lämpötilan, voidaan asettaa lämpöparit määrittämään, milloin haluttu lämpötila on saavutettu.

 

Ikääntyvät kovetuslaitteet

Kiertoilmauuni. Kiertoilmauunin lämpötilaa säädetään ± 15 ° C: n lämpötilassa. Sitä suositellaan kupari-berylliumosien tavanomaiseen vanhentamiseen. Nämä uunit on suunniteltu sopimaan suuriin ja pieniin osiin tilavuuksia ja ovat ihanteellisia rumpujen leimaamiseksi osille ikääntymisen kantoaineella. Puhtaan lämpölaadunsa vuoksi on kuitenkin välttämätöntä välttää riittämätön vanheneminen tai liian lyhyt massaosien ikääntymisjakso.

Ketju ikääntyvä uuni. Teräslankojen vanhentamisuuni, jossa on suojaava ilmakehä lämmitysaineena, soveltuu suurten määrien beryllium-kuparikelan käsittelyyn, yleensä pitkässä uunissa, jotta materiaalia voidaan laajentaa tai kiertyä. Tämä mahdollistaa ajan ja lämpötilan paremman hallinnan välttäen osittaisen tasaisuuden ja kyvyn hallita erityisiä ajanjaksoja, joissa riittämätön tai korkea lämpötila / lyhyt aika vanhentuu ja valikoiva kovettuminen.

Suolakylpy. Suosittelemme myös suolahauteiden käyttöä kovetettujen beryllium-kupariseosten vanhentamiseksi. Suolakylpyjen lämmitys on nopeaa ja tasaista, ja niitä suositellaan kaikissa lämpötiloissa kovettuvilla alueilla, etenkin lyhytaikaisesti korkean lämpötilan ikääntyessä.

Tyhjiöuuni. Kupari-berylliumosien tyhjiöikäyttö voidaan suorittaa onnistuneesti, mutta on noudatettava varovaisuutta. Koska tyhjöuunilämmitys riippuu vain säteilystä, on vaikea lämmittää osia suurilla kuormilla tasaisesti. Kuorman ulkopuolella olevat osat altistetaan suorammalle säteilylle kuin sisällä olevat osat, joten lämpötilagradientti lämpökäsittelyn jälkeen muuttaa suorituskykyä. Tasaisen lämmityksen varmistamiseksi kuormitusta tulisi rajoittaa ja osat on eristettävä lämmityspatterista. Tyhjiöuuneja voidaan käyttää myös inerttien kaasujen, kuten argonin tai typen, täyttämiseen. Vastaavasti, ellei uunissa ole kierrätyspuhallinta, osat on suojattava.