Brasagem de ligas de berílio-cobre

O cobre berílio oferece alta resistência à corrosão, condutividade elétrica e condutividade térmica, além de alta resistência e resistência a altas temperaturas.Não faiscante e não magnético, é útil nas indústrias de mineração e petroquímica.Com alta resistência à fadiga, o cobre-berílio também é utilizado para molas, conectores e outras peças sujeitas a cargas cíclicas.

A brasagem de cobre-berílio é relativamente barata e facilmente realizada sem enfraquecer a liga.As ligas de cobre-berílio estão disponíveis em duas classes: C17000, C17200 e C17300 de alta resistência;e alta condutividade C17410, C17450, C17500 e C17510.O tratamento térmico fortalece ainda mais essas ligas.

Metalurgia

As temperaturas de brasagem para ligas de berílio-cobre são tipicamente acima da temperatura de endurecimento por envelhecimento e aproximadamente a mesma que a temperatura de recozimento em solução.

As etapas gerais para o tratamento térmico de ligas de berílio-cobre são as seguintes:

Primeiro, a liga deve ser recozida em solução.Isso é feito dissolvendo a liga em uma solução sólida para que ela esteja disponível para a etapa de endurecimento por envelhecimento.Após o recozimento em solução, a liga é rapidamente resfriada à temperatura ambiente por têmpera em água ou usando ar forçado para peças finas.

O próximo passo é o endurecimento por envelhecimento, pelo qual partículas submicroscópicas, duras e ricas em berílio são formadas na matriz metálica.O tempo e a temperatura de envelhecimento determinam a quantidade e distribuição dessas partículas dentro da matriz.O resultado é o aumento da resistência da liga.

Classes de liga

1. Cobre-berílio de alta resistência – O cobre-berílio é normalmente adquirido na condição de recozimento em solução.Este recozimento consiste em aquecimento a 1400-1475°F (760-800°C), seguido por uma têmpera rápida.A brasagem pode ser realizada tanto na faixa de temperatura de recozimento em solução, seguida por uma têmpera, quanto por aquecimento muito rápido abaixo dessa faixa, sem afetar a condição de recozimento em solução.A têmpera é então produzida envelhecendo a 550-700°F (290-370°C) por duas a três horas.Com outras ligas de berílio contendo cobalto ou níquel, o tratamento térmico pode variar.

2. Cobre de berílio de alta condutividade – A composição predominantemente usada na indústria é 1,9% de cobre com equilíbrio de berílio.No entanto, pode ser fornecido com menos de 1% de berílio.Sempre que possível, a liga com menor teor de berílio deve ser empregada para obter os melhores resultados de brasagem.Recozimento por aquecimento a 1650-1800°F (900-980°C), seguido por uma têmpera rápida.A têmpera é então produzida envelhecendo a 850-950°F (455-510°C) por uma a oito horas.

Limpeza

A limpeza é vital para uma brasagem bem sucedida.A pré-limpeza das superfícies de brasagem para remover óleos e graxas é essencial para uma boa prática de união.Observe que os métodos de limpeza devem ser escolhidos com base na química do óleo ou graxa;nem todos os métodos de limpeza são igualmente eficazes na remoção de todos os contaminantes de óleos e/ou graxas.Identifique o contaminante da superfície e entre em contato com o fabricante para obter os métodos de limpeza adequados.Escovação abrasiva ou decapagem ácida removerá os produtos de oxidação.

Após a limpeza dos componentes, solde imediatamente com fluxo para fornecer proteção.Caso os componentes precisem ser armazenados, as peças podem ser protegidas com galvanoplastia de ouro, prata ou níquel até 0,0005″ (0,013 mm).O chapeamento pode ser usado para facilitar o umedecimento da superfície de cobre-berílio pelo metal de adição.Tanto o cobre quanto a prata podem ser revestidos de 0,0005-0,001″ (0,013-0,025mm) para esconder os óxidos difíceis de molhar formados pelo cobre-berílio.Após a brasagem, remova os resíduos de fluxo com água quente ou escova mecânica para evitar corrosão.

Consideração de design

As folgas das juntas devem permitir que o fluxo escape e também fornecer capilaridade suficiente, dependendo da química do metal de adição escolhida.As folgas uniformes devem ser de 0,0015-0,005″ (0,04-0,127mm).Para auxiliar no deslocamento do fluxo das juntas - especialmente aqueles projetos de juntas que utilizam tiras pré-colocadas ou pré-formas de tiras - o movimento de uma superfície de contato em relação à outra e/ou vibração pode ser empregado.Lembre-se de calcular as folgas para o projeto da junta com base na temperatura de brasagem prevista.Além disso, o coeficiente de expansão do cobre-berílio é de 17,0 x 10-6/°C.Considere deformações induzidas termicamente ao unir metais com diferentes propriedades de expansão térmica.