Hårdlödning av beryllium-kopparlegeringar

Berylliumkoppar erbjuder hög korrosionsbeständighet, elektrisk ledningsförmåga och värmeledningsförmåga, plus hög hållfasthet och motståndskraft mot höga temperaturer.Gnistfri och icke-magnetisk, den är användbar inom gruv- och petrokemisk industri.Med hög motståndskraft mot utmattning används berylliumkoppar också för fjädrar, kopplingar och andra delar som utsätts för cyklisk belastning.

Lödning av berylliumkoppar är relativt billigt och enkelt att utföra utan att försvaga legeringen.Beryllium-kopparlegeringar finns i två klasser: höghållfasta C17000, C17200 och C17300;och högkonduktivitet C17410, C17450, C17500 och C17510.Termisk behandling förstärker dessa legeringar ytterligare.

Metallurgi

Hårdlödningstemperaturer för beryllium-kopparlegeringar är vanligtvis över åldringshärdningstemperaturen och ungefär samma som lösningens glödgningstemperatur.

Allmänna steg för värmebehandling av beryllium-kopparlegeringar följer:

Först måste legeringen vara lösningsglödgad.Detta uppnås genom att lösa upp legeringen till en fast lösning så att den blir tillgänglig för åldringshärdningssteget.Efter lösningsglödgning kyls legeringen snabbt till rumstemperatur genom härdning med vatten eller med hjälp av forcerad luft för tunna delar.

Nästa steg är åldershärdning, varvid submikroskopiska, hårda, berylliumrika partiklar bildas i metallmatrisen.Åldringstid och temperatur bestämmer mängden och fördelningen av dessa partiklar i matrisen.Resultatet är ökad styrka hos legeringen.

Legeringsklasser

1. Höghållfast berylliumkoppar – Berylliumkoppar köps normalt i lösningsglödgat skick.Denna glödgning består av uppvärmning till 1400-1475°F (760-800°C), följt av en snabb släckning.Hårdlödning kan utföras antingen i lösningsglödgningstemperaturområdet följt av en härdning eller genom mycket snabb uppvärmning under detta intervall, utan att påverka det lösningsglödgade tillståndet.Temperationen framställs sedan genom att åldras vid 550-700°F (290-370°C) i två till tre timmar.Med andra berylliumlegeringar som innehåller kobolt eller nickel kan värmebehandlingen variera.

2. Berylliumkoppar med hög ledningsförmåga – Den sammansättning som främst används inom industrin är 1,9 % berylliumbalanskoppar.Den kan dock levereras med mindre än 1% beryllium.Om möjligt bör legeringen med mindre berylliumhalt användas för bästa lödningsresultat.Glödga genom att värma till 1650-1800°F (900-980°C), följt av en snabb släckning.Temperationen framställs sedan genom att åldras vid 850-950°F (455-510°C) under en till åtta timmar.

Rengöring

Renlighet är avgörande för framgångsrik hårdlödning.Förrengöring av hårdlödningsytorna för att avlägsna oljor och fett är avgörande för god sammanfogningspraxis.Observera att rengöringsmetoder bör väljas baserat på olje- eller fettkemi;inte alla rengöringsmetoder är lika effektiva för att ta bort alla oljor och/eller fettföroreningar.Identifiera ytföroreningen och kontakta tillverkaren för korrekta rengöringsmetoder.Slipande borstning eller syrabetning tar bort oxidationsprodukter.

Efter rengöring av komponenter, löd omedelbart med flussmedel för att ge skydd.Om komponenter måste förvaras kan delarna skyddas med elektroplåt av guld, silver eller nickel till 0,0005 tum (0,013 mm).Plätering kan användas för att underlätta vätningen av beryllium-kopparytan av tillsatsmetallen.Både koppar och silver kan pläteras 0,0005-0,001″ (0,013-0,025 mm) för att dölja de svårvätta oxiderna som bildas av berylliumkoppar.Efter lödning, avlägsna flussrester med varmt vatten eller mekanisk borstning för att undvika korrosion.

Designhänsyn

Ledavstånd bör tillåta flussmedel att strömma ut och även ge tillräcklig kapilläritet, beroende på vald tillsats-metallkemi.Enhetliga spelrum bör vara 0,0015-0,005″ (0,04-0,127 mm).För att hjälpa till att förskjuta flussmedel från fogar - speciellt de fogutformningar som använder förutplacerade remsor eller förformade remsor - kan förflyttning av den ena ytan i förhållande till den andra och/eller vibration användas.Kom ihåg att beräkna spelrum för fogkonstruktionen baserat på den förväntade hårdlödningstemperaturen.Dessutom är berylliumkoppars expansionskoefficient 17,0 x 10-6/°C.Tänk på termiskt inducerade spänningar vid sammanfogning av metaller med olika värmeexpansionsegenskaper.