عملیات حرارتی آلیاژهای مس چگونه است؟

مس و آلیاژهای مس، به عنوان مواد ضروری فلزی صنعتی، به دلیل رسانایی الکتریکی و حرارتی عالی، مقاومت در برابر خوردگی عالی، عملکرد پردازش خوب، و مقاومت قابل توجه و مقاومت در برابر خستگی، در بسیاری از زمینه‌ها مانند بیوفیلم‌ها و محصولات دریایی نقش محوری دارند. بر اساس داده ها، کاربرد آلیاژهای مس در صنایع برق، ساختمان، حمل و نقل و سایر صنایع بیش از 60 درصد است که اهمیت آن را نشان می دهد.

عملیات حرارتی آلیاژهای مس فرآیندی است که شامل مراحل دقیق متعددی مانند گرمایش، عایق کاری و سرمایش است. هدف اصلی آن بهینه سازی خواص مختلف آلیاژهای مس مانند استحکام، سختی، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر خوردگی است.

1. روش های اصلی عملیات حرارتی

آنیلینگ

• بازپخت هموژنیزاسیون: عمدتاً در شمش ها و ریخته گری ها با هدف دستیابی به توزیع یکنواخت ترکیب شیمیایی استفاده می شود. پس از این عملیات، ناهمواری ترکیب شیمیایی ریخته گری را می توان به کمتر از 5 درصد کاهش داد.
• بازپخت تنش زدایی: به طور موثر تنش داخلی باقیمانده انباشته شده در طول پردازش تغییر شکل، جوشکاری و ریخته گری را از بین می برد، از ثبات ابعادی و عملکرد قابل اعتماد قطعات سرد تغییر شکل یا جوش داده شده اطمینان حاصل می کند و از تغییر شکل قطعه کار در طول برش جلوگیری می کند. بازپخت تنش زدایی به ویژه برای برنج تغییر شکل سرد، برنز آلومینیوم، برنز سیلیکون و سایر مواد با تمایل قابل توجهی به ترک خوردگی ناشی از تنش ضروری است. دمای بازپخت معمولاً بین 230 تا 350 درجه سانتیگراد است و زمان نگهداری حدود 30 تا 60 دقیقه است.
• بازپخت تبلور مجدد: همچنین به عنوان بازپخت نرم کننده، بازپخت میانی پوشش، بازپخت محصول نهایی و آنیل بیلت نیز شناخته می شود. بازپخت میانی بین دو نورد سرد انجام می شود. تا بالاتر از دمای تبلور مجدد گرم می شود و پس از نگهداری به آرامی سرد می شود که به از بین بردن سخت شدن کار کمک می کند. آنیل محصول نهایی برای موادی است که نورد سرد تا اندازه محصول نهایی می شوند. خواص و حالت مورد نظر با کنترل دقیق دمای بازپخت و زمان نگهداری به دست می آید. بازپخت بیلت برای بیلت ها پس از نورد گرم با هدف از بین بردن سختی ناشی از تغییر شکل حرارتی ناقص و ترویج همگن سازی ساختاری است.

درمان محلول جامد (کوئنچ)

• هدف: آلیاژ را تا دمایی گرم کنید که در آن فاز دوم به طور کامل یا حداکثر در محلول جامد حل شود و پس از نگهداری به سرعت سرد شود تا فاز دوم از رسوب مجدد جلوگیری کند و یک محلول جامد فوق اشباع تشکیل شود. دمای کوئنچ باید کمتر از دمای یوتکتیک و بالاتر از دمای خط حلالیت باشد. زمان نگهداری عمدتاً به سرعت انحلال فاز تقویتی بستگی دارد. هر چه زمان انتقال کوئنچ کمتر باشد بهتر است. دمای آب معمولاً زیر 25 درجه سانتیگراد کنترل می شود تا از اثر خاموش شدن اطمینان حاصل شود.

درمان پیری (تعطیل)

• هدف: ترویج رسوب ذرات ریز و پراکنده در محلول جامد فوق اشباع، در نتیجه افزایش خواص آلیاژ. درمان پیری معمولاً پیری مصنوعی یا پیری مصنوعی مستقیم پس از کار گرم را اتخاذ می کند. برای آلیاژهایی که کهنه شده اند، اگر تنش داخلی به دلایلی ایجاد شود، نیاز به پیری مجدد است (دما کمی کمتر از مرحله قبل است). دقت کنترل دما بسیار بالا است، معمولاً از ± 3 درجه سانتیگراد تجاوز نمی کند.

2. اقدامات احتیاطی برای عملیات حرارتی

• روش گرمایش: عملیات حرارتی آلیاژ مس را می توان با گرمایش کوره، گرمایش القایی و روش های دیگر انجام داد. انتخاب معقول روش گرمایش می تواند به طور قابل توجهی خطر اکسیداسیون و احتراق را کاهش دهد و کارایی و اثر عملیات حرارتی را بهبود بخشد.
• کنترل دما: کنترل دما در عملیات حرارتی بسیار مهم است. دمای بیش از حد بالا ممکن است منجر به دانه های درشت، تبخیر عناصر و حتی سوزاندن بیش از حد شود. دمای خیلی پایین دستیابی به اثر بهبود عملکرد مورد انتظار را دشوار می کند. بنابراین، دما باید با توجه به مواد خاص و الزامات فرآیند به طور دقیق کنترل شود.
• کنترل زمان: زمان نگهداری هر مرحله مانند پیش گرم کردن، بازپخت همگن، کوئنچ، تمپرینگ و غیره باید به دقت با توجه به مواد و فرآیند تنظیم شود تا از بهترین اثر عملیات حرارتی اطمینان حاصل شود.
  کنترل اتمسفر: در برخی از فرآیندهای عملیات حرارتی، جو برای کاهش اکسیداسیون و احتراق نیاز به کنترل دارد. به عنوان مثال، عملیات حرارتی خلاء خطر اکسیداسیون را از طریق محیط خلاء کاهش می دهد. عملیات حرارتی اتمسفر محافظ از گاز بی اثر (مانند نیتروژن) یا گاز کاهنده (مانند هیدروژن) برای جلوگیری از اکسیداسیون و احتراق استفاده می کند.

3. کاربرد عملیات حرارتی

• آلیاژهای مس ریخته گری: اکثر آلیاژهای مس ریخته گری مستقیماً در حالت ریختگی استفاده می شوند و با عملیات حرارتی قابل تقویت نیستند. با این حال، تعداد کمی مانند بریلیم برنز، کروم برنز، برنز سیلیکون و برخی آلیاژهای با مس بالا، می توانند از طریق عملیات حرارتی به بهینه سازی عملکرد دست یابند.
• آلیاژهای مس تغییر شکل یافته: محصولات نیمه تمام مسی با شکل سرد (مانند سیم، صفحات، میله ها، لوله ها و غیره) دارای پدیده سخت شدن کار هستند که باید از طریق بازپخت تنش زدایی و بازپخت تبلور مجدد برای بهبود انعطاف پذیری حذف شوند. در عین حال، استحکام و سختی آن نیز می تواند از طریق محلول درمانی و درمان پیری بهبود یابد. داده ها نشان می دهد که استحکام و سختی آلیاژهای مس تغییر شکل داده شده با حرارت را می توان تا بیش از 20٪ افزایش داد و انعطاف پذیری نیز به طور قابل توجهی بهبود یافته است.

به طور خلاصه، عملیات حرارتی آلیاژهای مس یک فرآیند پیچیده و ظریف است و روش و پارامترهای عملیات حرارتی باید با توجه به ترکیب آلیاژ، وضعیت پردازش و الزامات عملکرد به طور دقیق انتخاب شوند.

شرکت تولید ماشین آلات ژجیانگ مینگسو عمدتاً در این زمینه فعالیت می کند بلبرینگ های خود روان کننده و یاتاقان های خطی بیش از ده سال تجربه تولید و تحقیق و توسعه در فرآوری آلیاژ مس دارد. به بحث در مورد فناوری و تبادل محصولات با ما خوش آمدید: [email protected].