Пайка медно-бериллиевых сплавов

Бериллиевая медь обладает высокой коррозионной стойкостью, электропроводностью и теплопроводностью, а также высокой прочностью и устойчивостью к высоким температурам.Не искрящий и немагнитный, он полезен в горнодобывающей и нефтехимической промышленности.Обладая высокой устойчивостью к усталости, бериллиевая медь также используется для пружин, соединителей и других деталей, подверженных циклическим нагрузкам.

Пайка бериллиевой меди относительно недорога и легко выполняется без ослабления сплава.Бериллиево-медные сплавы выпускаются двух классов: высокопрочные С17000, С17200 и С17300;и высокопроводящие C17410, C17450, C17500 и C17510.Термическая обработка дополнительно упрочняет эти сплавы.

Металлургия

Температуры пайки сплавов бериллия и меди обычно выше температуры старения и примерно равны температуре отжига на твердый раствор.

Общие этапы термообработки бериллиево-медных сплавов следующие:

Во-первых, сплав должен быть отожжен на твердый раствор.Это достигается путем растворения сплава в твердый раствор, чтобы он был доступен для стадии дисперсионного твердения.После отжига на твердый раствор сплав быстро охлаждают до комнатной температуры путем закалки в воде или с использованием принудительной подачи воздуха для тонких деталей.

Следующим этапом является старение, при котором в металлической матрице образуются субмикроскопические твердые частицы с высоким содержанием бериллия.Время старения и температура определяют количество и распределение этих частиц в матрице.В результате повышается прочность сплава.

Классы сплавов

1. Высокопрочная бериллиевая медь. Бериллиевая медь обычно приобретается в состоянии отжига на твердый раствор.Этот отжиг состоит из нагрева до 1400-1475°F (760-800°C) с последующей быстрой закалкой.Пайка может выполняться либо в диапазоне температур отжига на твердый раствор с последующей закалкой, либо очень быстрым нагревом ниже этого диапазона, не влияя на условия отжига на твердый раствор.Затем отпуск производится путем старения при 550-700°F (290-370°C) в течение двух-трех часов.Для других бериллиевых сплавов, содержащих кобальт или никель, термическая обработка может отличаться.

2. Бериллиевая медь с высокой проводимостью. В промышленности преимущественно используется медь с содержанием бериллия 1,9%.Однако он может поставляться с содержанием бериллия менее 1%.По возможности следует использовать сплав с меньшим содержанием бериллия для достижения наилучших результатов пайки.Отжиг путем нагревания до 1650-1800°F (900-980°C) с последующей быстрой закалкой.Затем отпуск производится путем старения при 850-950°F (455-510°C) в течение от одного до восьми часов.

Уборка

Чистота жизненно важна для успешной пайки.Предварительная очистка поверхностей припоя для удаления масел и жиров имеет важное значение для хорошей практики соединения.Обратите внимание, что методы очистки следует выбирать на основе химического состава масла или смазки;не все методы очистки одинаково эффективны для удаления всех масел и/или жировых загрязнений.Определите поверхностное загрязнение и свяжитесь с производителем для получения информации о надлежащих методах очистки.Абразивная чистка или травление кислотой удаляют продукты окисления.

После очистки компонентов немедленно припаяйте их флюсом для обеспечения защиты.Если компоненты необходимо хранить, их можно защитить гальваническим покрытием из золота, серебра или никеля до 0,0005 дюйма (0,013 мм).Покрытие может использоваться для облегчения смачивания поверхности бериллия-меди присадочным металлом.И медь, и серебро могут быть покрыты слоем 0,0005–0,001 дюйма (0,013–0,025 мм), чтобы скрыть трудно смачиваемые оксиды, образованные бериллиевой медью.После пайки удалите остатки флюса горячей водой или механической щеткой во избежание коррозии.

Рассмотрение дизайна

Зазоры в соединениях должны позволять флюсу выходить, а также обеспечивать достаточную капиллярность, в зависимости от выбранного химического состава присадочного металла.Равномерные зазоры должны составлять 0,0015–0,005 дюйма (0,04–0,127 мм).Для облегчения вытеснения флюса из стыков, особенно в тех конструкциях стыков, в которых используются предварительно размещенные полосы или заготовки полос, можно использовать перемещение одной сопрягаемой поверхности по отношению к другой и/или вибрацию.Не забудьте рассчитать зазоры для конструкции соединения на основе предполагаемой температуры пайки.Кроме того, коэффициент расширения бериллиевой меди составляет 17,0 x 10-6/°C.Учитывайте термические деформации при соединении металлов с различными свойствами теплового расширения.