Xử lý nhiệt của Beryllium Copper C17200

Việc xử lý nhiệt của hợp kim Cu-Be chủ yếu là ủ dung dịch rắn và làm cứng hóa lão hóa. Không giống như các hợp kim đồng khác có sức mạnh chỉ thu được bằng gia công nguội, beryllium đồng được thu được bằng cách gia công nguội và các quá trình làm cứng lão hóa nóng lên đến 1250-1500 Mpa. Lão hóa cứng thường được gọi là làm cứng kết tủa hoặc xử lý nhiệt. Khả năng của hợp kim đồng berili để chấp nhận xử lý nhiệt này là vượt trội so với các hợp kim khác về hình dạng và tính chất cơ học. Ví dụ, hình dạng phức tạp có thể đạt được ở mức độ cứng và độ cứng cao nhất của bất kỳ hợp kim cơ sở đồng nào khác, nghĩa là trong trạng thái cán và lão hóa tiếp theo của vật liệu. Văn bản sau đây mô tả chi tiết quá trình làm cứng lão hóa của Cu-Be cường độ cao hợp kim C17200, cũng như xử lý nhiệt cụ thể của rèn và đúc hợp kim, thiết bị xử lý nhiệt được khuyến nghị, phương pháp oxy hóa bề mặt và phương pháp ủ dung dịch chung.

Trong quá trình làm cứng lão hóa, các hạt giàu beryllium siêu nhỏ được hình thành trong ma trận kim loại, một phản ứng kiểm soát khuếch tán có sức mạnh thay đổi theo thời gian và nhiệt độ lão hóa. Thời gian và nhiệt độ tiêu chuẩn được đề nghị cho phép các bộ phận đạt được cường độ cực đại trong vòng hai đến ba giờ mà không ảnh hưởng đến cường độ do tiếp xúc với nhiệt độ kéo dài. Ví dụ, đường cong phản ứng hợp kim C17200 trong hình cho thấy nhiệt độ thấp, nhiệt độ tiêu chuẩn và nhiệt độ lão hóa cao ảnh hưởng đến hiệu suất cao nhất của hợp kim và thời gian cần thiết để đạt cường độ cực đại.

Như có thể thấy trong hình, ở nhiệt độ thấp 550 ° F (290 ° C), cường độ của C17200 tăng chậm và không đạt cực đại cho đến khoảng 30 giờ sau. Ở nhiệt độ tiêu chuẩn 600 ° F (315 ° C) trong 3 giờ, cường độ của C17200 thay đổi rất ít. Ở 700 ° F (370 ° C), cường độ đạt cực đại trong vòng 30 phút và giảm gần như ngay lập tức. Nói tóm lại, khi nhiệt độ lão hóa tăng, cả thời gian cần thiết để đạt cường độ cực đại và cường độ tối đa có sẵn đều giảm.

C17200 Beryllium đồng có thể già đi ở các cường độ khác nhau. Cao điểm lão hóa đề cập đến sự lão hóa đến cường độ tối đa. Các hợp kim chưa già đến độ bền tối đa là chưa được rèn và các hợp kim đã vượt quá độ bền tối đa của chúng là quá già. Cu-Beryllium dưới già làm tăng độ dẻo dai, độ giãn dài đồng đều và độ bền mỏi, trong khi quá già làm tăng độ dẫn điện, dẫn nhiệt và ổn định kích thước. Berili đồng không bị lão hóa ở nhiệt độ phòng ngay cả khi nó được bảo quản trong thời gian dài.

Độ lệch cho phép của thời gian đông cứng phụ thuộc vào nhiệt độ lò và yêu cầu hiệu suất cuối cùng. Để đạt được độ tuổi tối ưu ở nhiệt độ tiêu chuẩn, thời gian đốt lò thường được kiểm soát trong vòng 30 phút. Tuy nhiên, đối với lão hóa ở nhiệt độ cao, cần có thời gian chính xác hơn để tránh lấy trung bình. Ví dụ, thời gian lão hóa của C17200 ở 700 ° F (370 ° C) phải được kiểm soát trong vòng 3 phút để duy trì hiệu suất cao nhất. Tương tự, do sự gia tăng mạnh của đường cong phản ứng lão hóa ở giai đoạn ban đầu, lão hóa không đủ cũng đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ các biến quy trình. Trong một chu trình làm cứng lão hóa tiêu chuẩn, tốc độ làm nóng và làm mát không quan trọng. Tuy nhiên, để đảm bảo các bộ phận không bắt đầu lão hóa trước khi chúng đạt đến nhiệt độ, có thể đặt cặp nhiệt điện để xác định khi nào đạt được nhiệt độ mong muốn.

 

Thiết bị làm cứng

Lò không khí tuần hoàn. Nhiệt độ của lò không khí tuần hoàn được kiểm soát ở mức ± 15 ° F (± 10 ° C). Đó là khuyến cáo cho việc làm cứng lão hóa tiêu chuẩn của các bộ phận đồng-beryllium. Những lò này được thiết kế để chứa khối lượng lớn và nhỏ của các bộ phận và lý tưởng cho các bộ phận dập trống trên chất mang lão hóa. Tuy nhiên, do chất lượng nhiệt tinh khiết của nó, cần tránh sự lão hóa không đủ hoặc quá ngắn chu kỳ lão hóa của các bộ phận khối lượng.

Chuỗi lò lão hóa. Lò lão hóa sợi thép với môi trường bảo vệ như một phương tiện sưởi ấm thích hợp để xử lý một lượng lớn cuộn dây đồng beryllium, thường trong một lò dài, để vật liệu có thể được mở rộng hoặc cuộn tròn. Điều này cho phép kiểm soát tốt hơn thời gian và nhiệt độ, tránh sự đồng nhất một phần và khả năng kiểm soát các giai đoạn đặc biệt của quá trình lão hóa không đủ hoặc nhiệt độ cao / thời gian ngắn và làm cứng chọn lọc.

Tắm muối. Chúng tôi cũng khuyên bạn nên sử dụng phòng tắm muối để làm cứng hợp kim đồng beryllium. Tắm muối cung cấp nhiệt nhanh và thậm chí sưởi ấm và được khuyến nghị trong bất kỳ phạm vi làm cứng nhiệt độ, đặc biệt là trong thời gian ngắn của lão hóa nhiệt độ cao.

Lò chân không. Sự lão hóa chân không của các bộ phận đồng-beryllium có thể được thực hiện thành công nhưng phải cẩn thận. Bởi vì lò sưởi chân không chỉ phụ thuộc vào bức xạ, rất khó để làm nóng các bộ phận có tải trọng lớn đồng đều. Các bộ phận bên ngoài tải được tiếp xúc với bức xạ trực tiếp nhiều hơn các bộ phận bên trong, do đó, nhiệt độ sau khi xử lý nhiệt sẽ thay đổi hiệu suất. Để đảm bảo gia nhiệt đồng đều, tải phải được giới hạn và các bộ phận phải được cách ly khỏi cuộn sưởi. Lò chân không cũng có thể được sử dụng để lấp đầy các khí trơ như argon hoặc nitơ. Tương tự, trừ khi lò được trang bị quạt tuần hoàn, các bộ phận phải được bảo vệ.