השימוש ב- Quenching in Harding Copper Alloys for Electrical Applications

⁇ קופר הם חומרים בסיסיים בתעשיית החשמל, פרס על מוליכות חשמלית יוצאת דופן שלהם, ביצועים תרמיים, גמישות מכנית. Components כגון מחברים, מסופים, מתגים, ואביבים מוליכים דורשים איזון זהיר בין מוליכות וכוח.תהליך של סגסוגת:0quenchFLT:1 & #8212; קירור לאחר חימום מתמשך לאחר שלב גדול של סגסוגת, הוא מספק לחץ כבד על ידי מנגנונים עמוקים של סגסוגת, ללא לחץ דם גבוה של פעולות.

הבנה של Quenching

Quenching הוא ניתוח חום שבו מתכת עבודה, מחומם לטמפרטורה מסוימת (טמפרטורה או פתרון טמפרטורה), הוא קריר במהירות. in ferrous מתכות, quench מלכודות פחמן בפתרון כדי ליצור מרטיני.בסגסוגת נחושת, התהליך הוא שונה אך חשוב באותה מידה. קירור מהיר מונע את המשקעים של אלמנטים מסגסוגת מתוך פתרון, ובכך לשמור על superaturated פתרון זה מייצר כוח חזק ו- 8 סגסוגת קשה.

עבור ⁇ נחושת המשמשים יישומים חשמליים, המטרה היא למקסם את הכוח המכאני ללא הפסדים בלתי אפשריים מוליכות חשמלית.הצעד הניקוי חייב להיות נשלט בדיוק כדי להשיג הפצה בסדר, אחידה של חיזוק precipitate במהלך ההזדקנות הבאה.ללא quenching הולם, ⁇ עשוי להישאר רך ודקטי, לא מתאים לאנשי קשר באביב או מסופי מתח גבוהים.

למה להזיז דברים עבור Copper Alloy Harding

רוב ⁇ נחושת אינם בשימוש בצורת טהורה; הם מסגסוגת עם אלמנטים כגון beryllium, ניקל, tin, tin, אבץ, או כרום כדי לשפר את הכוח. תוספות ⁇ אלה יכולים ליצור תרכובות בין-מתכתיות או לייצר חיזוק ברזולוציה מוצקה. 176S משולב פתרון אינטנסיבי של זמן גבוה, אשר חיוני עבור גיל-קשה (נקרא גם התחממות חמורה), כלומר 300 1C) ו- 300 1⁄2 (R) הוא מעל 300 1⁄2 (R) LT2 (R) הוא מעל 300 1-252 (R) LT2 (R) LT2, 000) LT2, 000) LT2 LT2 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בדומה לכך, (FLT:0)copper-nickel-tinספין-דל-טין ⁇ sFLT:1 (למשל, ToughMet, C72900) מסתמכ על quench כדי להקפיא פתרון מוצק הומוגני, ואחריו תגובה של ספין-קולציה שיוצרת חיבור עדין, מיקרו-מבנה.

החשיבות של quenching בסגסוגת נחושת קשיחות לא ניתן overstated.הקצב הקירור קובע אם אלמנטים ⁇ נשאר פתרון או precipitate מוקדם, המשפיע על האיזון הסופי של כוח, דוקטרליות, ו מוליכות.

התפקיד של Alloy

הפרמטרים הנדרשים לסינון תלויים במידה רבה במערכת ⁇ .

  • (FLT:0)Bras ( ⁇ s) סגסוגת אספר-זנק) ⁇ FLT:1: בדרך כלל לא גיל-קשה; quenching משמש ל anneal או לשלוט בגודל דגנים. קירור מהיר מן הטמפרטורה אנמנלינג יכול לדכא את היווצרות של ה-Savttle & #946; & #8217; שלב ב-zinces גבוה.
  • (FLT:0)Phosphor ברונזה (סגסוגת של קק"ל) 1:1: כמה ברונזות זרחן הם משקעים-קשה; quenching מטמפרטורה גבוהה שומר על tin בפתרון, המאפשר חלקיקים בסדר של Cu & #8323;Sn או Cu & #8324;Sn כדי ליצור במהלך ההזדקנות.
  • (FLT:0)Beryllium נחושתFLT:1: סגסוגת נחושת קלאסית-קשנית בגיל-השנים. Quenching חייבת להיות מהירה מספיק כדי לשמור על beryllium בפתרון. שמן או מים quenching הוא טיפוסי, בהתאם עובי חלק.
  • (FLT:0) Copper-chromium (Cu-Cr) ו-Nichoa-zirconium (Cu-Zr) (Cu-Zr) ,FLT:1: המשמש להתנגדות שטבעת אלקטרודות ומגעים חשמליים גבוהים.התקפיד מהיר מטמפרטורות פתרון גבוה עוזר לשמור על כרום או zirconium בפתרון מוצק להזדקנות.

הבנת הסגסוגת ’ דיאגרמת שלב ונטינטיקה טרנספורמציה חיונית לתכנון קונצ'נט מתאים (ה-FLT:0Copper Development AssociationFLT:1 ו-FLT:2ASM InternationalFLT 3:2ASM InternationalFLT 3) לספק משאבים נרחבים על טיפול בחום של ⁇ .

קונצ'ינג מדיה: השפעות על Cooling Rate ונכסים

הבחירה של בינוני quenching היא אחד ממשתנה התהליך החשוב ביותר.קצב הקירור מטמפרטורת הפתרון חייב להיות מהיר מספיק כדי לדכא שינויים בשלב לא רצוי אבל לא כל כך מהיר כי זה גורם עיוות יתר, סדק או מתח חי.שלוש הקטגוריות העיקריות הן מים, שמן, אוויר (או גזים אינרטיים).

מים קווינצ'ינג

מים הם המדיום הנפוץ ביותר quenching בינוני.החום גבוה שלה חסכוני לייצר שערי קירור שיכולים לעלות על 1000 & #176; C בשני בחלקים דקים. עבור ⁇ נחושת, מים quenching משמש כאשר שמירה מקסימלית של אלמנטים סגסוגת בפתרון הוא קריטי, במיוחד עבור חלקים דקים שבו הסיכון של עיוות הוא נמוך.

שמן קונצ'ינג

שמן מספק קצב קירור איטי יותר, אחיד יותר מאשר מים, בדרך כלל בטווח של 200 & #8201; & #8211; & #8201;500 & #176; C לשנייה, זה מפחית ⁇ תרמיים ומתח פנימי, מה שהופך אותו מתאים לחלקים עם צורות מורכבות או יותר צניחה צולבת מים.

אייר קולינג ואינט גז

קירור אוויר הוא השיטה האיטית ביותר, עם שיעורי בדרך כלל פחות מ 50 & #176; C לשנייה. זה משמש רק כאשר ⁇ & #8217; הטרנספורמציה היא sluggish מספיק שאפילו קירור איטי יכול לשמור על המבנה הרצוי.עבור ⁇ נחושת רבים, קירור אוויר הוא לא מספיק עבור חומרים עם הגיל-קשה כי משקעים מוקדמים מתרחשת, המוביל microarse מבניין נמוך יותר, עבור סגסוגת לא צריך חנקן מושלם כמו חנקן או חנקן (אוקס) הוא יעיל של חנקן יעיל יותר של חנקן (דלקתיים) הוא יעיל יותר חנקן יעיל) הוא יעיל עבור חנקן יעיל עבור חנקן הוא לא מתאים יותר מאשר חנקן הוא יעיל עבור חנקן (דלקתיים) הוא יעיל עבור חנקן חום שלילי) הוא יעיל עבור חנקן יעיל עבור חנקן יעיל עבור חנקן יעיל עבור חנקן יעיל עבור חנקן יעיל עבור חנקן יעיל עבור חנקן יעיל עבור חנקן יעיל עבור חנקן יעיל עבור חנקן יעיל עבור חנקן יעיל עבור חנקן (דלקתיים הוא יעיל עבור חנקן יעיל עבור חנקן יעיל עבור חנקן אווירי חום רגיל חנקן יעיל עבור חנק

בטבלה להלן מסכם את שיעורי הקירור הטיפוסיים ואת היישומים עבור כל מדיום.

Medium Cooling Rate (°C/s) Typical Usage
Water 500 – 2000 Thin sections, beryllium copper, Cu-Cr
Oil 100 – 500 Intricate parts, Cu-Ni-Sn, phosphor bronze
Air / Inert gas 5 – 50 Non-hardenable alloys, stress relief

בקרת תהליכים ואופטימיזציה

כדי להשיג באופן עקבי את התכונות הרצויות, quenching חייב להיות נשלט בדיוק. פרמטרים מרכזיים כוללים את טמפרטורת הטיפול הפתרון, להחזיק זמן, להעביר זמן מן פרווה כדי quench רחצה, טמפרטורת האמבטיה, ריגוש, ואת מצב של משטח העבודה.

פתרון טמפרטורה

הסגסוגת לטמפרטורה הנכונה היא חיונית כדי לפזר אלמנטים של ⁇ לתוך ממטריקס נחושת.עבור beryllium נחושת, הטמפרטורה פתרון הוא בדרך כלל 780 & #8201; & #8211;  800 & #176; C. אם הטמפרטורה נמוכה מדי, פירוק תוצאות כוח נמוך מדי לאחר ההזדקנות; אם גבוה מדי, גידול או התכה בלתי יעילה יכול להתרחש.

זמן העברה

העיכוב בין הסרת החלק מן הפרווה וגילום אותו ב-quקסם הוא קריטי.אפילו כמה שניות יכול לאפשר הטמפרטורה לרדת מתחת לקו ה-Solvus, מה שגורם למשקעים מוקדמים. עבור חלקים דקים, זמני העברה צריכים להיות שלוש שניות או פחות.מערכות טיפול אוטומטיות משמשים לעתים קרובות בייצור כדי להבטיח את יכולת ההחזרה.

טמפרטורה והזדקנות

טמפרטורת האמבטיה של הקווינץ משפיעה על קצב הקירור. A מים ב-20 & #176; C קריר מהר יותר מ 1 מ 40 & #176; C. עבור שמן, הטמפרטורה התפעולית היא בדרך כלל 60 & #8201; – & #8201;80 & #176; C כדי לשמור על עקביות (puing, מעורר) שומר על טמפרטורה אחידה ו- Vaprecerecerecerecerecerecerecetance) כי עלול לגרום לריאקציה קשה.

עבודה Geometry

עובי מדור, פינות חדות, וכל החורים משפיעים על החילוץ החום.חלקים ת'יק מגניבים לאט יותר מאשר חלקים דקים, כך בינוני הניקוי חייב להיות נבחר בהתאם. עבור חלקים עם עובי, בינוני איטי יותר כמו שמן עשוי להיות הכרחי כדי למנוע סדקים מתח באזורים דקים.בסיס פיניט מודלing (FEM) משמש יותר ויותר כדי לחזות פרופילים קירור ואופטימיזציה של פרמטרים של תהליך.

טיפול לאחר-Quenching

שאילתות לבד לא להשלים את הטיפול החום; זה קובע את הבמה להזדקנות (הקשות טרום-החלפה) לאחר quenching, ⁇ נמצאת במצב סופר-מעורר, רך יחסית (לעתים קרובות נקרא “ כפי ש-quenched & #8221; זה ואחריו ההזדקנות בטמפרטורה בינונית (בדרך כלל 250 & #8201; #82; #400; וכו ') הם נמנעים מאוזנת יתר על ידי הזדקנות ו-176 שעות; ו-זמנית; , כדי להפחית את הזמן; , כדי להפחית את זה, 176 ואילך, כדי להפחית את הפחתת כוח מאוזנת יתר על ידי חיתוך, , , 176 ואילך; , 000 , , , כדי להפחית את זה הוא לחץ על ידי חיתוך, 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 .

במקרים מסוימים, צעד (FLT:0temperingFelo:1) משמש כחלופה להזדקנות, במיוחד עבור ⁇ אשר עשויים להיות מתפתל מדי. טמפינג בטמפרטורה נמוכה יותר מקל על לחצים פנימיים מנקה ועדיין להדוף כמה שלבים קשים.

עבור ⁇ נחושת מסוימים, כגון נחושת-כרום, a FLT:0 סגסוגת ההזדקנות עקיפה 1 (מעודכן) לאחר quenching הוא נפוץ. אחרים, כמו Cu-Ni-Sn, עוברים ספין-דלוקציה ללא שלב ההזדקנות מובהק, אבל הסימון חייב להיות מהיר מספיק כדי לשמור על המדינה ההומוגנית.

השפעה על תפקוד חשמלי

דאגה עיקרית ביישומים חשמליים היא מוליכות.לאחר quenching, ⁇ היא בפתרון מוצק על-חושי, אשר מתפזר אלקטרונים ומפחית את ההתנהלות יחסית לנחושת טהורה.לדוגמה, כפי שמצופה נחושת דמויית עשוי להיות רק 15 & #8201; ו-#8201; ו- #8201;20% IACS במהלך ההזדקנות, המשקעים של beuratives ו- 2, 000 to takerys to Getty to the אטומים ו- 112 to runs to takeate to takes to takes to the אטומים to the 0302, 2.comm to runtmates to make am to the Unm to make amcates to make am to the Unm to the Unmcates to the Unmatem to the Unmcates to runtm to runtmatemates to runtm.com; 8201-i211 to runtm; 8201-i211 to runtm to runtm.com; 8201; 8201-32-32-32, IACates to runates to runates to runate

עבור ⁇ אחרים, כגון Cu-Cr, מוליכות לאחר ההזדקנות יכול להגיע 80 & #8201; & #8211; & #8201; 90% IACS, הרבה יותר גבוה מאשר beryllium נחושת, אבל עם כוח נמוך יותר.המסחר בין כוח ו מוליכות הוא טבועה; מעצבים חייבים לבחור את הסגסוגת ואת הטיפול החום כי מתאים את דרישות היישום.

Defects and Remedies

quencher יכול להוביל פגמים כי פשרה ביצועי רכיב חשמלי. חלק נושאים אופייניים כוללים:

  • (ב) (במילים אחרות:0) ,(Quench סדקים ב- 1:1 (במיוחד במים, בשל מתח תרמי גבוה): שימוש בשמן, צמצום וריאציות של חלק, או טרום חימום החלק.
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ (הההתמדה) או oxidationFLT:1) (הירידה מעל פניות מהאווירה של פרונסיה).
  • (ב) [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]], [ה][דרוש מקור]]]] [ה[[המאה ה-20],], [ה[[המאה ה-20]],]
  • (FLT:0) עיוותים בלתי פוסקים (מתוך קירור לא חד-מיני): שימוש בשקיקה איטית יותר, עיצוב חלק סימטרי גיאוגרפיה, או לשלב הקלה בלחץ לפני המנצ'ינג הסופי.
  • (בקיצור:0) ,U Obecnihotal Solution HoldingFLT:1 (מעלה בזמן איטי של quench).

יישומים ב-Fronents

⁇ נחושת נצנצנצ'ים וגיליים נמצאים כמעט בכל מערכת חשמל.

  • (FLT:0) ניצול מגעים ומחברים: Beryllium נחושת הוא החומר הסטנדרטי עבור מגעים בעלי אחריות גבוהה בצבא, אווירופייס, ומחברים לרכב.שילוב של כוח גבוה, מוליכות טובה, ועייפות מעולה מופעלת על ידי quenching והזדקנות נאותה.
  • (FLT:0)Switchgear ו-BreakersFreaLT:1; ⁇ Cu-Cr משמשים לטיפים ליצירת קשר ב-Valconers.The quenching Step מבטיחה romium precipitates, אשר מספקים התנגדות קשת והתנהגויות טובות.
  • (FLT:0) Power Broadcast TerminalsFLT:1: Copper-nickel-silicon (C70250) וסגסוגת נחושת-ניקל-tin משמשים עבור אוטובוסים גבוהים ומחברים.שליטה בניכויים ותשואות ההזדקנות מניבות מעל 600 MPa עם מוליכות מעל 40% IACS.
  • (FLT:0) ,Welding אלקטרודותFLT:1: Cu-Cr-Zr ⁇ s (למשל, C18150) הם מכווצים ומתבגרים כדי להשיג קשיחות גבוהה ו מוליכות תרמית, חיוני עבור התנגדות ביישומי.

האמינות של רכיבים אלה תלויה בטיפול חום עקבי, במיוחד צעד הריצוף.FLT:0AS סטנדרטיםTMIRFLT:1 (כגון B103 עבור נחושת בירולון) ומפרטים ספק מגדירים את מחזורי הטיפול החום הדרושים.

מסקנה

Quenching הוא תהליך חיוני בהתמדה של ⁇ נחושת עבור יישומים חשמליים.על ידי קירור מהיר של ⁇ מטמפרטורה גבוהה, זה מנעול אלמנטים ⁇ בפתרון על-טבעי, המאפשר משקעים הבאים להתקשות.הבחירה של quenching במהירות את ⁇ מטמפרטורה גבוהה, בקרת טמפרטורה, ריגוש, ולטפל בכל השפעה מיקרו-מבנה הסופי ואת האיזון בין כוח מכני ותפקוד חשמלי זהיר עם תהליך אופטימיזציה, יכול לייצר טכניקות נחושת מתקדמות יותר, כמו גם כדי להמשיך לפתח תכונות מתקדמות של ייצור.