إن عملية المعالجة الحرارية لسبائك Cu-Be هي أساسًا تبريد تقسية للمعالجة الحرارية وتصلب العمر.على عكس سبائك النحاس الأخرى التي يتم الحصول على قوتها فقط عن طريق السحب على البارد ، يتم الحصول على البريليوم المطاوع عن طريق السحب البارد وعمليات التصلب الحراري التي تصل إلى 1250 إلى 1500 ميجا باسكال.يشار إلى التصلب بالعمر عمومًا باسم تصلب الترسيب أو عملية المعالجة الحرارية.تعد قدرة سبائك النحاس البريليوم على قبول هذا النوع من عمليات المعالجة الحرارية أفضل من السبائك الأخرى من حيث التشكيل وأداء المعدات الميكانيكية.على سبيل المثال ، يمكن تحقيق الأشكال المعقدة بأقصى مستويات القوة والقوة لجميع السبائك الأخرى القائمة على النحاس ، أي تحت الدرفلة على البارد والشيخوخة اللاحقة للمواد الخام.

تم وصف العملية الكاملة للتصلب بالعمر لسبائك البريليوم النحاسي عالي القوة C17200 ، وعملية المعالجة الحرارية الخاصة لتزوير السبائك وتزويرها ، والفرن الكهربائي الموصى به للغاية للمعالجة الحرارية ، وأكسدة الهواء السطحي وطرق التقسية والتبريد الأساسية للمعالجة الحرارية بالتفصيل أقل.

في العملية الكاملة لتصلب الشيخوخة ، سيتم إنتاج جزيئات اقتصادية خارجية غنية بالبريليوم في ركيزة زراعة المواد المعدنية ، والتي تعد انعكاسًا للتحكم في الانتشار ، وسوف تتغير قوتها مع مرور الوقت ودرجة الحرارة.يسمح التوقيت القياسي الدولي ودرجة الحرارة الموصى بهما للأجزاء بالوصول إلى أقصى قوتها في غضون ساعتين إلى ثلاث ساعات دون المساس بالقوة من خلال التعرض الطويل لدرجة الحرارة.على سبيل المثال ، يوضح الرسم البياني لاستجابة السبائك C17200 في الشكل كيف تؤثر درجة الحرارة المنخفضة للغاية ودرجة الحرارة القياسية ودرجة الحرارة العالية للشيخوخة على خصائص ذروة السبيكة والوقت الذي يستغرقه تحقيق ذروة القوة.

يمكن أن نرى من الشكل أنه عند درجة الحرارة المنخفضة للغاية البالغة 550 درجة فهرنهايت (290 درجة مئوية) ، تزداد قوة C17200 ببطء ، ولا تصل إلى أعلى قيمة إلا بعد حوالي 30 ساعة.عند درجة حرارة قياسية تبلغ 600 درجة فهرنهايت (315 درجة مئوية) لمدة 3 ساعات ، فإن انتقال كثافة C17200 ليس كبيرًا.عند 700 درجة فهرنهايت (370 درجة مئوية) ، تبلغ الكثافة ذروتها في غضون ثلاثين دقيقة وتنخفض بشكل كبير على الفور.بكل بساطة ، كلما زادت درجة حرارة الشيخوخة ، سيقل الوقت اللازم لتحقيق أعلى قوة وأقصى قوة يمكن استخدامها.

يمكن تقشير البريليوم النحاسي C17200 بقوى مختلفة.تشير ذروة التقصف إلى التقصف الذي يحقق قوة أكبر.السبائك التي لم يبلغ عمرها إلى الحد الأقصى من القوة تكون غير مغطاة ، والسبائك التي تتجاوز قوتها القصوى تكون زائدة عن الحد.يعمل التقصف غير الكافي للبريليوم على تحسين الليونة والاستطالة المنتظمة وقوة التعب ، بينما يعمل التقصف المفرط على تحسين التوصيل الكهربائي ونقل الحرارة وموثوقية القياس.لا يتم تحفيز البريليوم البريليوم في درجة حرارة الغرفة حتى لو تم تخزينه لفترات طويلة من الزمن.

يكمن تحمل وقت تصلب العمر في التحكم في درجة الحرارة ومواصفات الخاصية النهائية.من أجل تحقيق أفضل فترة تطبيق عند درجة حرارة قياسية ، يتم التحكم في وقت فرن الصهر بشكل عام في غضون ± 30 دقيقة.ومع ذلك ، من أجل التقصف بدرجة حرارة عالية ، من الضروري وجود تردد ساعة أكثر دقة لمنع المتوسط.على سبيل المثال ، تأكد من التحكم في وقت التقصف C17200 عند 700 درجة فهرنهايت (370 درجة مئوية) في غضون ± 3 دقائق للحفاظ على الأداء الأمثل.وبالمثل ، نظرًا لأن منحنى استجابة التقصف قد تم تحسينه بشكل كبير في الرابط الأصلي ، يجب أيضًا التحكم في المتغيرات المستقلة للعملية بأكملها بشكل صارم بسبب التقصف غير الكافي.خلال فترة دورة التصلب العمرية المحددة ، لا تكون معدلات التسخين والتبريد حرجة.ومع ذلك ، لضمان عدم تعرض الجزء للتقصف التدريجي حتى الوصول إلى درجة الحرارة ، يمكن وضع مقاوم حراري لتحديد متى يتم الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة.

آلات ومعدات تقوية العمر

فرن غاز نظام التدوير.يتم التحكم في درجة حرارة فرن الغاز في نظام التدوير عند ± 15 درجة فهرنهايت (± 10 درجة مئوية).يُقترح تنفيذ محلول تقسية قياسي لأجزاء البريليوم النحاسية.تم تصميم هذا الفرن لاستيعاب الأجزاء ذات الحجم الكبير والمنخفض الحجم وهو مثالي لاختبار ختم أجزاء القوالب على الوسائط الهشة.ومع ذلك ، نظرًا لجودتها الحرارية البحتة ، من المهم منع التقصف غير الكافي أو فترات دورة التقصف القصيرة جدًا للأجزاء عالية الجودة.

فرن التقصف من نوع السلسلة.تعتبر أفران تقادم السلك ذات الجو الدفاعي كمادة تسخين مناسبة لإنتاج ومعالجة العديد من ملفات نحاس البريليوم عمومًا في فرن طويل ، بحيث يمكن توسيع المادة الخام أو لفها.هذا يسمح بتحكم أفضل في الوقت ودرجة الحرارة ، ويمنع التماثل الجزئي ، ويمكنه التعامل مع فترات خاصة من درجات الحرارة غير الكافية أو العالية / التقادم القصير والتصلب الانتقائي.

حمام الملح.يُقترح أيضًا استخدام حمام ملح لمعالجة سبائك النحاس البريليوم التي تصلب الشيخوخة.يمكن أن توفر حمامات الملح تسخينًا سريعًا وموحدًا ويوصى باستخدامها في جميع مناطق تصلب درجات الحرارة ، خاصة في حالة التقصف بدرجة حرارة عالية على المدى القصير.

فرن التلدين.يمكن تقصف أجزاء البريليوم النحاسية بمضخة التفريغ بنجاح ، ولكن كن حذرًا.نظرًا لأن تسخين فرن التلدين يتم فقط عن طريق مصدر إشعاع ، فمن الصعب تسخين الأجزاء المحملة بشدة بشكل موحد.يتم إشعاع الأجزاء التي يتم تحميلها من الخارج على الفور أكثر من الأجزاء الداخلية ، وبالتالي فإن مجال درجة الحرارة بعد عملية المعالجة الحرارية سيغير الأداء.من أجل ضمان تسخين منتظم بشكل أفضل ، يجب أن يكون الحمل محدودًا ، ويجب حماية الأجزاء من الملف اللولبي للتسخين.يمكن أيضًا استخدام فرن التلدين للردم بالغازات النادرة مثل الأرجون أو N2.وبالمثل ، ما لم يكن الفرن مزودًا بمروحة تبريد بنظام الدوران ، فتأكد من صيانة الأجزاء.