ベリリウム銅合金のろう付け

ベリリウム銅は、高い耐食性、電気伝導性、熱伝導性に加えて、高い強度と高温耐性を提供します。非火花および非磁性で、鉱業および石油化学産業で役立ちます。ベリリウム銅は耐疲労性に優れており、ばねやコネクタなどの繰り返し荷重を受ける部品にも使用されています。

ベリリウム銅のろう付けは比較的安価で、合金を弱めることなく簡単に行うことができます。ベリリウム銅合金には、高強度C17000、C17200、C17300の2つのクラスがあります。高導電性C17410、C17450、C17500およびC17510。熱処理はこれらの合金をさらに強化します。

冶金

ベリリウム銅合金のろう付け温度は、通常、析出硬化温度より高く、溶体化処理温度とほぼ同じです。

ベリリウム銅合金を熱処理するための一般的な手順は次のとおりです。

まず、合金を溶体化処理する必要があります。これは、合金を固溶体に溶解して、時効硬化ステップに使用できるようにすることで実現されます。溶体化処理後、水焼入れまたは薄い部品に強制空気を使用することにより、合金を室温まで急速に冷却します。

次のステップは加齢硬化です。これにより、超微視的で硬いベリリウムに富む粒子が金属マトリックス内に形成されます。老化時間と温度は、マトリックス内のこれらの粒子の量と分布を決定します。その結果、合金の強度が向上します。

合金クラス

1.高強度ベリリウム銅–ベリリウム銅は通常、溶体化処理された状態で購入されます。この焼きなましは、1400〜1475°F（760〜800°C）に加熱した後、急速に急冷することで構成されます。ろう付けは、溶体化処理された温度範囲（その後に急冷）で、または溶体化処理された状態に影響を与えることなく、この範囲より下で非常に急速に加熱することによって達成できます。次に、550〜700°F（290〜370°C）で2〜3時間時効することにより、焼き戻しが行われます。コバルトまたはニッケルを含む他のベリリウム合金では、熱処理が異なる場合があります。

2.高導電率ベリリウム銅–産業で主に使用される組成は、1.9％のベリリウムバランス銅です。ただし、1％未満のベリリウムで供給することができます。可能な場合は、ベリリウム含有量の少ない合金を使用して、最良のろう付け結果を得る必要があります。1650-1800°F（900-980°C）に加熱してアニーリングした後、急冷します。次に、850-950°F（455-510°C）で1〜8時間時効することにより、焼き戻しが生成されます。

クリーニング

ろう付けを成功させるには、清浄度が不可欠です。ろう付け面を事前に洗浄して油やグリースを除去することは、適切な接合方法に不可欠です。洗浄方法は、オイルまたはグリースの化学的性質に基づいて選択する必要があることに注意してください。すべての洗浄方法が、すべての油やグリースの汚染物質を除去するのに同様に効果的であるとは限りません。表面の汚染物質を特定し、適切な洗浄方法について製造元に問い合わせてください。研磨ブラッシングまたは酸洗いは、酸化生成物を除去します。

コンポーネントを洗浄した後、保護を提供するためにフラックスですぐにろう付けしてください。コンポーネントを保管する必要がある場合は、金、銀、またはニッケルの電気メッキで0.0005インチ（0.013 mm）まで部品を保護できます。めっきを使用して、溶加材によるベリリウム銅表面の濡れを促進することができます。ベリリウム銅によって形成された濡れにくい酸化物を隠すために、銅と銀の両方に0.0005〜0.001インチ（0.013〜0.025mm）のメッキを施すことができます。ろう付け後、腐食を防ぐために熱湯または機械的ブラッシングでフラックスの残留物を取り除きます。

設計上の考慮事項

ジョイントクリアランスは、選択した溶加材の化学的性質に応じて、フラックスを逃がし、十分な毛細管現象を提供する必要があります。均一なクリアランスは0.0015〜0.005インチ（0.04〜0.127mm）である必要があります。接合部（特に、事前に配置されたストリップまたはストリッププリフォームを利用する接合部の設計）からの流束の移動を支援するために、一方の接合面の他方に対する移動および／または振動を使用することができる。予想されるろう付け温度に基づいて、ジョイント設計のクリアランスを計算することを忘れないでください。さらに、ベリリウム銅の膨張係数は17.0 x10-6/°Cです。熱膨張特性の異なる金属を接合する場合は、熱によるひずみを考慮してください。