การประสานของโลหะผสมเบริลเลียม-ทองแดง

ทองแดงเบริลเลียมมีความต้านทานการกัดกร่อนสูง การนำไฟฟ้าและการนำความร้อน รวมทั้งมีความแข็งแรงสูงและทนต่ออุณหภูมิสูงไม่ก่อให้เกิดประกายไฟและไม่เป็นแม่เหล็ก มีประโยชน์ในอุตสาหกรรมเหมืองแร่และปิโตรเคมีทองแดงเบริลเลียมยังใช้สำหรับสปริง คอนเนคเตอร์ และชิ้นส่วนอื่นๆ ที่มีการโหลดแบบวัฏจักรด้วยความต้านทานสูงต่อความล้า

ทองแดงเบริลเลียมประสานมีราคาไม่แพงและดำเนินการได้ง่ายโดยไม่ทำให้โลหะผสมอ่อนลงโลหะผสมทองแดงเบริลเลียมมีให้เลือกสองประเภท: ความแข็งแรงสูง C17000, C17200 และ C17300;และการนำไฟฟ้าสูง C17410, C17450, C17500 และ C17510การอบชุบด้วยความร้อนช่วยเสริมความแข็งแกร่งให้กับโลหะผสมเหล่านี้

โลหะวิทยา

อุณหภูมิในการประสานสำหรับโลหะผสมเบริลเลียม-ทองแดงโดยทั่วไปจะสูงกว่าอุณหภูมิการชุบแข็งตามอายุและใกล้เคียงกับอุณหภูมิการหลอมละลายของสารละลายโดยประมาณ

ขั้นตอนทั่วไปในการรักษาโลหะผสมเบริลเลียมทองแดงด้วยความร้อนมีดังนี้:

ขั้นแรก โลหะผสมจะต้องผ่านการอบอ่อนด้วยสารละลายซึ่งทำได้โดยการละลายโลหะผสมลงในสารละลายที่เป็นของแข็ง ดังนั้นจึงพร้อมสำหรับขั้นตอนการชุบแข็งตามอายุหลังจากการหลอมด้วยสารละลาย โลหะผสมจะถูกทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วจนถึงอุณหภูมิห้องโดยการชุบน้ำหรือใช้ลมแรงสำหรับชิ้นส่วนบาง

ขั้นตอนต่อไปคือการชุบแข็งตามอายุ โดยที่อนุภาคย่อยที่มีขนาดเล็ก แข็ง และอุดมด้วยเบริลเลียมก่อตัวขึ้นในเมทริกซ์โลหะเวลาและอุณหภูมิในการเสื่อมสภาพเป็นตัวกำหนดปริมาณและการกระจายของอนุภาคเหล่านี้ภายในเมทริกซ์ผลที่ได้คือความแข็งแรงของโลหะผสมที่เพิ่มขึ้น

ชั้นเรียนโลหะผสม

1. ทองแดงเบริลเลียมความแข็งแรงสูง – ปกติซื้อทองแดงเบริลเลียมในสภาพที่ผ่านการอบอ่อนด้วยสารละลายการหลอมนี้ประกอบด้วยการให้ความร้อนถึง 1,400-1475 ° F (760-800 ° C) ตามด้วยการดับอย่างรวดเร็วการประสานสามารถทำได้ทั้งในช่วงอุณหภูมิการหลอมละลาย - ตามด้วยการทำให้เย็นลง - หรือโดยการให้ความร้อนอย่างรวดเร็วมากที่ต่ำกว่าช่วงนี้ โดยไม่ส่งผลกระทบต่อสภาพการหลอมด้วยสารละลายอุณหภูมิจะถูกสร้างขึ้นโดยการบ่มที่อุณหภูมิ 550-700 องศาฟาเรนไฮต์ (290-370°C) เป็นเวลาสองถึงสามชั่วโมงสำหรับโลหะผสมเบริลเลียมอื่นๆ ที่มีโคบอลต์หรือนิกเกิล การอบชุบด้วยความร้อนอาจแตกต่างกันไป

2. ทองแดงเบริลเลียมการนำไฟฟ้าสูง – องค์ประกอบที่ใช้ในอุตสาหกรรมเป็นหลักคือทองแดงเบริลเลียมสมดุล 1.9%อย่างไรก็ตามสามารถจัดหาเบริลเลียมได้น้อยกว่า 1%หากเป็นไปได้ ควรใช้โลหะผสมที่มีปริมาณเบริลเลียมน้อยกว่าเพื่อให้ได้ผลลัพธ์การประสานที่ดีที่สุดอบอ่อนด้วยความร้อนที่ 1650-1800°F (900-9800°C) ตามด้วยการดับอย่างรวดเร็วอุณหภูมิจะถูกสร้างขึ้นโดยอายุที่ 850-950 ° F (455-510 ° C) เป็นเวลาหนึ่งถึงแปดชั่วโมง

ทำความสะอาด

ความสะอาดเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการประสานที่ประสบความสำเร็จการทำความสะอาดพื้นผิวที่เชื่อมประสานเพื่อขจัดน้ำมันและจาระบีก่อนนั้นมีความสำคัญต่อแนวปฏิบัติที่ดีในการต่อเชื่อมโปรดทราบว่าควรเลือกวิธีการทำความสะอาดตามเคมีของน้ำมันหรือจาระบีไม่ใช่ทุกวิธีการทำความสะอาดจะมีประสิทธิภาพเท่ากันในการกำจัดน้ำมันและ/หรือจาระบีที่ปนเปื้อนออกทั้งหมดระบุสิ่งปนเปื้อนบนพื้นผิว และติดต่อผู้ผลิตสำหรับวิธีการทำความสะอาดที่เหมาะสมการแปรงด้วยสารกัดกร่อนหรือการดองด้วยกรดจะขจัดผลิตภัณฑ์ออกซิเดชัน

หลังจากทำความสะอาดส่วนประกอบ ประสานทันทีด้วยฟลักซ์เพื่อป้องกันหากต้องจัดเก็บส่วนประกอบ ชิ้นส่วนอาจได้รับการเคลือบด้วยไฟฟ้าของทองคำ เงิน หรือนิกเกิลถึง 0.0005″ (0.013 มม.)การชุบสามารถใช้เพื่อทำให้พื้นผิวทองแดงเบริลเลียมเปียกได้ง่ายขึ้นด้วยโลหะเติมทั้งทองแดงและเงินอาจชุบได้ 0.0005-0.001″ (0.013-0.025 มม.) เพื่อซ่อนออกไซด์ที่ยากต่อการทำให้เปียกที่เกิดจากทองแดงเบริลเลียมหลังจากการประสาน ให้ขจัดคราบฟลักซ์ที่เหลือด้วยน้ำร้อนหรือแปรงแบบกลไกเพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อน

การพิจารณาการออกแบบ

ช่องว่างระหว่างข้อต่อควรปล่อยให้ฟลักซ์ไหลออกและยังมีเส้นเลือดฝอยที่เพียงพอ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเคมีของสารตัวเติม-โลหะที่เลือกระยะห่างสม่ำเสมอควรเป็น 0.0015-0.005″ (0.04-0.127 มม.)เพื่อช่วยในการแทนที่ฟลักซ์จากข้อต่อ - โดยเฉพาะอย่างยิ่งการออกแบบข้อต่อที่ใช้แถบสำเร็จรูปหรือแถบพรีฟอร์ม - อาจใช้การเคลื่อนที่ของพื้นผิว faying หนึ่งในส่วนที่เกี่ยวกับส่วนอื่น ๆ และ / หรือการสั่นสะเทือนอย่าลืมคำนวณระยะห่างสำหรับการออกแบบข้อต่อตามอุณหภูมิการประสานที่คาดการณ์ไว้นอกจากนี้ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของทองแดงเบริลเลียมคือ 17.0 x 10-6/°Cพิจารณาความเครียดที่เกิดจากความร้อนเมื่อเชื่อมโลหะด้วยคุณสมบัติการแผ่ขยายทางความร้อนที่แตกต่างกัน