Berýliová meď je typický vysokovýkonný{0}}materiál zo zliatiny medi, ktorý sa široko používa v elektronike, automobilovej elektronike, presných relé a nových energetických zariadeniach vďaka svojej kombinácii vysokej pevnosti, vysokej elasticity, vysokej vodivosti a vynikajúcej odolnosti proti únave. Pri výrobe presných konštrukčných komponentov sa berýliová meď často spracováva na pružiny, kontakty a rôzne vysoko{2}}spoľahlivé vodivé konštrukčné komponenty, ako sú výlisky z berýliovej medi, pružinové kontakty z berýliovej medi a elektrické kontaktné pružiny BeCu. Tieto komponenty zvyčajne vyžadujú presné razenie alebo progresívne lisovacie procesy, preto má tvarovateľnosť materiálu rozhodujúci vplyv na kvalitu konečného produktu.
Z hľadiska materiálového systému patrí berýliová meď k typickej precipitačnej-zliatine medi vytvrdzovanej. Spracovaním roztoku a vytvrdzovaním starnutím možno dosiahnuť stav materiálu, ktorý kombinuje vysokú pevnosť a dobrú vodivosť. Zliatiny berýliovej medi sa preto často používajú vo vysoko-spoľahlivých systémoch elektrického spojenia. V týchto aplikáciách musí mať materiál vynikajúce elastické schopnosti zotavenia pri zachovaní stabilnej vodivosti pri dlhodobom-cyklickom zaťažení.
Pri skutočnej výrobe razenia však niektoré pásiky berýliovej medi vykazujú lokalizované trhliny alebo dokonca lomy počas fázy tvarovania. To ovplyvňuje nielen výťažnosť produktu, ale zvyšuje aj výrobné náklady. Najmä pri vysoko presných{2}}procesoch tvárnenia, ako je lisovanie BeCu, lisovanie zo zliatiny berýlia alebo presné lisovanie s berýliom, sa chyby materiálu často zosilňujú, čo vedie k šíreniu trhlín počas lisovania.
Ďalšie testovanie odhalilo v materiáli výrazne vysoké hladiny nečistôt, ako je horčík (Mg) a vápnik (Ca). Obsah Mg bol približne 242 mg/kg, zatiaľ čo obsah Ca bol približne 341 mg/kg. V prípade materiálov s berýliovou meďou s vysokou-čistotou je zvyčajne potrebné obsah týchto prvkov nečistôt kontrolovať pod 50 mg/kg. Nadmerný obsah nečistôt negatívne ovplyvňuje jednotnosť mikroštruktúry materiálu a mechanické vlastnosti.
V materiálových systémoch berýliovej medi majú prvky ako Mg a Ca vysokú kapacitu tuhého roztoku v medenej matrici, ale tiež ľahko tvoria oxidové inklúzie s kyslíkom. Napríklad Ca sa spája s kyslíkom a vytvára častice oxidu vápenatého. Tieto častice sú typicky sférické alebo nepravidelne rozdelené a existujú v matrici ako inklúzie. V mikroštruktúre materiálu tieto inklúzie vykazujú významné rozdiely vo fyzikálnych vlastnostiach v porovnaní s medenou matricou.
Počas lisovania je materiál vystavený zložitým stavom napätia, vrátane namáhania v ťahu, šmyku a ohybu. Keď sú v materiáli prítomné tvrdé inklúzie, deformačná kapacita týchto oblastí je výrazne nižšia ako kapacita okolitého matricového kovu, čo vedie k lokalizovanej koncentrácii napätia. Keď táto koncentrácia napätia dosiahne určitú úroveň, vznikajú trhliny v blízkosti inklúzií a šíria sa pozdĺž smeru deformácie.
Pri skutočných lisovacích procesoch sa trhliny zvyčajne objavujú na dne raziaceho krátera alebo v oblasti najvážnejšej deformácie a smer trhliny je často kolmý na smer valcovania. Táto charakteristika lomu je typická pri procesoch, ako je lisovanie plechov z berýliovej medi a výroba plechov BeCu. Ak sú v materiáli prítomné inklúzie, tlak na lisovanie sa prednostne sústreďuje v týchto oblastiach, čím sa vytvárajú miesta iniciácie trhlín.
Aby sa predišlo podobným problémom s praskaním, je potrebné posilniť metalurgickú kontrolu kvality počas výroby materiálu. Po prvé, zdroje prvkov nečistôt by sa mali prísne kontrolovať počas fázy odlievania ingotov, čím sa zníži vnášanie nečistôt, ako je Mg a Ca, optimalizáciou kvality taviacich surovín. Po druhé, efektívne procesy odstraňovania trosky a techniky filtračného odlievania možno použiť počas rafinácie na odstránenie nekovových inklúzií z taveniny.
Okrem toho je potrebná prísna kontrola mikroštruktúry materiálu počas následných procesov valcovania a tepelného spracovania, aby sa zabezpečila rovnomernosť zrna a mikroštruktúrna stabilita. Komplexný systém riadenia kvality materiálu môže výrazne znížiť obsah inklúzií, čím sa zlepší tvárnosť materiálu pri vysoko{1}}vodivom lisovaní do medi a pri presnom lisovaní.
Vo všeobecnosti základná príčina praskania pri razení v pásiku z berýliovej medi spočíva v prítomnosti ne-kovových inklúzií, ako sú oxidy vápnika v materiáli. Tieto inklúzie narúšajú rovnomernosť mikroštruktúry materiálu a vytvárajú lokalizované body koncentrácie napätia, ktoré sa ľahko stanú bodmi iniciácie trhlín počas deformácie lisovaním. Posilnenie kontroly metalurgickej kvality surovín, zníženie obsahu prvkov nečistôt a optimalizácia procesov tavenia a odlievania môže účinne zlepšiť tvárnosť pásov berýliovej medi a znížiť riziko praskania pri razení.
kontaktujte nás
Ak hľadáte vysoko spoľahlivéVýlisky z berýliovej medialebo presné flexibilné riešenia komponentov pripojenia, kontaktujte nás. Náš inžiniersky tím môže poskytnúť profesionálnu materiálovú a procesnú technologickú podporu pre váš projekt.
