Θερμική επεξεργασία ορείχαλκου, εξηγώντας λεπτομερώς τις θερμοκρασίες ανόπτησης διαφορετικών ποιοτήτων ορειχάλκινων σωλήνων, ράβδων και συρμάτων καθώς και τις μηχανικές ιδιότητες και εφαρμογές μετά την ανόπτηση
Ο ορείχαλκος είναι ένα δυαδικό κράμα χαλκού-ψευδάργυρου, γνωστό και ως συνηθισμένος ορείχαλκος. Σύμφωνα με τη δομή, μπορεί να χωριστεί σε μονό ορείχαλκο και διφασικό ορείχαλκο. Ο απλός ορείχαλκος ονομάζεται επίσης ορείχαλκος και η περιεκτικότητα σε Cu είναι μεταξύ 62,4%-100% (wt). Ο διφασικός ορείχαλκος είναι ( + ) ορείχαλκος, η περιεκτικότητα σε Cu είναι μεταξύ 56,6%-62,4% (wt) και η στερεή διαλυτότητα του Zn στο Cu αυξάνεται καθώς μειώνεται η θερμοκρασία. Εκτός από τον ορείχαλκο που περιέχει αλουμίνιο, ο ορείχαλκος γενικά δεν έχει την ενισχυτική επίδραση της θερμικής επεξεργασίας. Ως εκ τούτου, η ανόπτηση χρησιμοποιείται συχνά για τη βελτίωση της απόδοσης της ψυχρής επεξεργασίας (στάμπα, σχέδιο, μηχανική κατεργασία). Οι μηχανικές ιδιότητες και οι ιδιότητες ψυχρής παραμόρφωσης των ημικατεργασμένων προϊόντων ορείχαλκου μετά την ανόπτηση εξαρτώνται κυρίως από το μέγεθος των κόκκων. Ο γενικός κανόνας είναι ότι το μέγεθος των κόκκων είναι μικρό και η σκληρότητα υψηλή. Επιπλέον, η ψυχρή παραμόρφωση είναι μεγάλη και η σκληρότητα υψηλή (σκλήρυνση με ψυχρή εργασία). η θερμοκρασία ανόπτησης είναι χαμηλή και η σκληρότητα είναι υψηλή.
Μετά την ανόπτηση μετά από ψυχρή παραμόρφωση, στην ίδια θερμοκρασία, η σκληρότητα θα είναι χαμηλή για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ταυτόχρονα, η σκληρότητα θα είναι χαμηλή για υψηλή θερμοκρασία.
Ο ορείχαλκος με χαμηλή περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο έχει μικρή σκληρυντική επίδραση στην ψυχρή εργασία και οι κόκκοι του πρέπει να ραφιναριστούν για να αποκτήσουν υψηλότερη σκληρότητα.
Ο ορείχαλκος που περιέχει περισσότερο από 20% Zn (wt) έχει υπολειπόμενη τάση μετά από ψυχρή παραμόρφωση. Σε υγρή ατμόσφαιρα (ιδιαίτερα ατμόσφαιρα που περιέχει αμμωνία και άλατα αμμωνίου), υδράργυρο και διαλύτες αλάτων υδραργύρου, είναι εύκολο να προκληθεί διάβρωση λόγω πίεσης και ρωγμές. Πρέπει να είναι Εκτελέστε ανόπτηση ανακούφισης από το στρες.
Η ενδιάμεση θερμοκρασία ανόπτησης (βαθμός) κατά τη διάρκεια της ψυχρής διαδικασίας επεξεργασίας ορείχαλκου γενικά πρέπει να μειωθεί κατάλληλα καθώς μειώνεται το ενεργό μέγεθος (mm), όπως αναφέρεται παρακάτω:
H96:
560-600 (>5mm) 540-580 (1-5mm)
{{0}} (0.5-1χιλ.) 450-500 (<0.5mm)
H90:
650-700 (>5mm) 620-680 (1-5mm)
{{0}} (0.5-1χιλ.) 450-560 (<0.5mm)
H80:
650-700 (>5mm) 580-650 (1-5mm)
{{0}} (0.5-1χλστ.), 500-560 (<0.5mm)
H68:
580-650 (>5mm) 540-600 (1-5mm)
{{0}} (0.5-1χιλ.) 440-500 (<0.5)
H62, H59:
650-700 (>5mm) 600-660 (1-5mm
{{0}} (0.5-1χιλ.) 460-530 (<0.5mm)
HFe59-1-1%3α
600-650 (>5mm) 520-620 (1-5mm)
{{0}} (0.5-1χιλ.) 420-480 (<0.5mm)
HSn70-1:
600-750 (>5mm) 560-620 (1-5mm)
{{0}} (0.5-1χιλ.) 450-500 (<0.5mm)
HSn62-1:
600-650 (>5mm) 550-630 (1-5mm)
{{0}} (0.5-1χιλ.) 500-550 (<0.5mm)
HSn63-3:
600-650 (>5mm) 540-620 (1-5mm)
{{0}} (0.5-1χιλ.) 480-540 (<0.5mm)
HSn59-1:
600-650 (>5mm) 580-630 (1-5mm)
{{0}} (0.5-1χιλ.) 480-550 (<0.5mm)
Ανάλογα με τις τρεις καταστάσεις των σωλήνων και των ράβδων πριν από την ανόπτηση: "σκληρό, τραβηγμένο ημίσκληρο και μαλακό", η θερμοκρασία ανόπτησης (βαθμός) πρέπει να αυξάνεται σταδιακά, όπως αναφέρεται παρακάτω:
Υλικό σωλήνα:
H96 μαλακό %7β%7β1%7δ%7δ
H80 μαλακό %7β%7β1%7δ%7δ
H68, H62 σκληρό 340-380 τραβηγμένο ημίσκληρο 400-450
HPb59-1, HSn70-1 ημίσκληρο 420-450
H60 στρογγυλός ορθογώνιος κυματοδηγός σκληρός 200-250
Μπαρ:
H96 μαλακό %7β%7β1%7δ%7δ
H90, H80, H70 τραβηγμένο ημίσκληρο 250-300 μαλακό 650-720
H68 τραβηγμένο ημίσκληρο 350-400 μαλακό 500-550
H62, HSn62-1 τραβηγμένο ημίσκληρο 400-450
H59-1, HFe59-1-1 ημίσκληρο 350-400
HMn58-2 τραβηγμένο ημίσκληρο 320-370
Η ανόπτηση με ανακρυστάλλωση ορειχάλκινου σύρματος απαιτεί σταδιακή αύξηση της θερμοκρασίας ανόπτησης (βαθμός ) σύμφωνα με τις τρεις σχετικά καταστάσεις "σκληρό, ημίσκληρο και μαλακό" πριν από την ανόπτηση. Διαφορετικές διάμετροι καλωδίων πρέπει επίσης να ρυθμιστούν ανάλογα, όπως αναφέρονται παρακάτω:
H96, H90, H80:
Διάμετρος σύρματος 0.3-0.6 μαλακό 390-410
Διάμετρος σύρματος {{0}}.3-6.0 Σκληρό 160-180 Μαλακό 390-410
H68:
Διάμετρος σύρματος {{0}}.3-6.0 Σκληρό 160-180 Ημίσκληρο 350-370 Μαλακό 460-480
H62:
Διάμετρος σύρματος {{0}}.3-1.0 Σκληρό 160-180 Ημίσκληρο 160-180 Μαλακό 390-410
Διάμετρος σύρματος 1.1-4.9 Σκληρό 160-180 Ημίσκληρο 240-260 Μαλακό 390-410
Διάμετρος σύρματος 5.0-6.0 Σκληρό 160-180 Ημίσκληρο 260-280 Μαλακό 390-410
HPb59-1:
Διάμετρος σύρματος {{0}}.3-6.0 Σκληρό 160-250 Ημίσκληρο 330-350 Μαλακό 390-430
Όταν κύρια στοιχεία όπως Al, Ni, Fe, Sn, Si, Mn και Pb ενσωματωθούν στη φάση και τη φάση, οι σχετικές ποσότητες των φάσεων και μπορούν να αλλάξουν. Ο ορείχαλκος που περιέχει περισσότερο από 3% Al (wt) μπορεί να παλαιωθεί και να ενισχυθεί.
Για παράδειγμα, η διαδικασία ενίσχυσης της θερμικής επεξεργασίας του HAl59-3.2 είναι στερεό διάλυμα 800 μοιρών και γήρανση 350-450 βαθμού.
Το τυπικό μέγεθος κόκκων ορείχαλκου εκφράζεται σε μέσο μέγεθος κόκκου (mm) (βλ. YS/T 347-2004 "Μέθοδος προσδιορισμού μέσου μεγέθους κόκκων χαλκού και κραμάτων χαλκού" για λεπτομέρειες). Τα διαφορετικά τυπικά μεγέθη κόκκων προσαρμόζονται σε διαφορετικές μεθόδους επεξεργασίας:
Το τυπικό μέγεθος κόκκου είναι 0,015 mm, κατάλληλο για ελαφρώς παραμορφωμένα μέρη, όπως τύλιγμα και κάμψη.
Το τυπικό μέγεθος κόκκου είναι 0,025 mm, κατάλληλο για ελαφριά σφράγιση εξαρτημάτων, όπως ανάγλυφο και άλλη κυρτή και κοίλη επεξεργασία.
Το τυπικό μέγεθος κόκκου είναι 0,035 mm, το οποίο είναι κατάλληλο για μέρη που απαιτούν υψηλή ομαλότητα μετά τη σφράγιση.
Το τυπικό μέγεθος κόκκου είναι 0,050 mm, κατάλληλο για εξαρτήματα βαθιάς σχεδίασης, όπως εξαρτήματα βαθιάς σχεδίασης και κάμψης.
Το τυπικό μέγεθος κόκκου είναι 0,070 mm, κατάλληλο για παχιά εξαρτήματα σφράγισης.
Οι μηχανικές ιδιότητες και οι χρήσεις του ορείχαλκου παρατίθενται παρακάτω:
Συνηθισμένος ορείχαλκος:
1. H96, ανόπτηση, αντοχή σε εφελκυσμό 240MPa, επιμήκυνση 52%, που χρησιμοποιείται για κυματοδηγούς, σωλήνες συμπυκνωτή, ψύκτρες θερμότητας και αγώγιμα μέρη.
2. H90, ανόπτηση, αντοχή σε εφελκυσμό 260MPa, επιμήκυνση 44%, χρησιμοποιείται για σωλήνες ύδρευσης και αποχέτευσης δεξαμενής νερού, καπάκια αντίστασης, μετάλλια, αγάλματα λατρείας κ.λπ.
3. H80, ανόπτηση, αντοχή σε εφελκυσμό 310MPa, επιμήκυνση 52%, χρησιμοποιείται για πλέγμα χαλκού, σωλήνες με λεπτά τοιχώματα, κυματοειδείς σωλήνες, προμήθειες κτιρίων κ.λπ.
4. H68, ανόπτηση, αντοχή σε εφελκυσμό 330MPa, επιμήκυνση 56%, χρησιμοποιείται σε διάφορα σύνθετα μέρη ψυχρής σφράγισης, κελύφη καλοριφέρ, κυματοδηγούς, φυσούνες κ.λπ. Είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο κράμα ορείχαλκου.
5. H62, ανόπτηση, αντοχή σε εφελκυσμό 360MPa, επιμήκυνση 49%, που χρησιμοποιείται για διάφορες καρφίτσες, παξιμάδια, πριτσίνια, ροδέλες, κυματοδηγούς, πλάκες σύσφιξης, δαχτυλίδια και μέρη καλοριφέρ, βιομηχανία ζάχαρης, ναυπηγική βιομηχανία, εξαρτήματα για βιομηχανία χαρτιού κ.λπ.
Κασσίτερος ορείχαλκος:
1. HSn70-1, ανόπτηση (ψυχρή παραμόρφωση 50%), αντοχή σε εφελκυσμό 350MPa----επιμήκυνση 60%; αντοχή σε εφελκυσμό 700 MPa----επιμήκυνση 4%, χρησιμοποιείται για σωλήνες συμπυκνωτή ποντοπόρων πλοίων.
2. HSn62-1, ανόπτηση, (ψυχρή παραμόρφωση 50%), αντοχή σε εφελκυσμό 400MPa----επιμήκυνση 40%; αντοχή σε εφελκυσμό 700MPa----επιμήκυνση 4%, χρησιμοποιείται για εξαρτήματα πλοίων.
3. HSn60-1, ανόπτηση, (ψυχρή παραμόρφωση 50%), αντοχή σε εφελκυσμό 380MPa----επιμήκυνση 40%; αντοχή σε εφελκυσμό 560 MPa----επιμήκυνση 10%, χρησιμοποιείται για συγκόλληση εξαρτημάτων πλοίου και ράβδους συγκόλλησης.
Μόλυβδος ορείχαλκος:
1. HPb74-3, ανόπτηση (ψυχρή παραμόρφωση 50%), αντοχή σε εφελκυσμό 350MPa----επιμήκυνση 50%; αντοχή σε εφελκυσμό 550MPa----επιμήκυνση 5%, χρησιμοποιείται σε αυτοκίνητα και γεωργικά μηχανήματα που απαιτούν καλή απόδοση κοπής εξαρτημάτων.
2. HPb64-2, ανόπτηση (ψυχρή παραμόρφωση 50%), αντοχή σε εφελκυσμό 350MPa - επιμήκυνση 55%; αντοχή σε εφελκυσμό 600MPa - επιμήκυνση 5%, χρησιμοποιείται στις βιομηχανίες ρολογιών και αυτοκινήτων που απαιτούν καλή απόδοση κοπής Εξάρτημα.
3. HPb63-3, ανόπτηση (ψυχρή παραμόρφωση 50%), αντοχή σε εφελκυσμό 350 MPa - επιμήκυνση 55%. αντοχή σε εφελκυσμό 600PMa - επιμήκυνση 5%, χρησιμοποιείται για εξαρτήματα ρολογιών που απαιτούν εξαιρετική απόδοση κοπής.
4. HPb60-1, ανόπτηση (ψυχρή παραμόρφωση 50%), αντοχή σε εφελκυσμό 370MPa----επιμήκυνση 45%; αντοχή σε εφελκυσμό 670MPa----επιμήκυνση 4%, χρησιμοποιείται για επεξεργασία με καλό θερμικό σοκ και απόδοση κοπής.
Αλουμίνιο ορείχαλκος:
1. HAl85-0.5, ανόπτηση, αντοχή σε εφελκυσμό 350MPa, επιμήκυνση 60%, χρησιμοποιείται για σωλήνες συμπυκνωτή σε ποντοπόρα πλοία.
2. HAl77-2, ανόπτηση (ψυχρή παραμόρφωση 50%), αντοχή σε εφελκυσμό 400MPa ---- επιμήκυνση 55%; αντοχή σε εφελκυσμό 650MPa ---- επιμήκυνση 12%, χρησιμοποιείται για σωλήνες συμπυκνωτή σε ποντοπόρα πλοία.
3. HAl60-1-1, ανόπτηση (ψυχρή παραμόρφωση 50%), αντοχή σε εφελκυσμό 450MPa - επιμήκυνση 45%. αντοχή σε εφελκυσμό 750MPa - επιμήκυνση 8%, χρησιμοποιείται για εξαρτήματα υψηλής αντοχής που εργάζονται σε θαλασσινό νερό.
4. HAl59-3-2, ανόπτηση (ψυχρή παραμόρφωση 50%), αντοχή σε εφελκυσμό 380MPa----επιμήκυνση 50%; αντοχή εφελκυσμού 650MPa----επιμήκυνση 15%, χρησιμοποιείται για εργασία υψηλής αντοχής σε κανονική θερμοκρασία Εξάρτημα.
Μαγγάνιο ορείχαλκος:
1. HMn58-2, ανόπτηση (ψυχρή παραμόρφωση 50%), αντοχή σε εφελκυσμό 400MPa - επιμήκυνση 40%; αντοχή σε εφελκυσμό 700MPa - επιμήκυνση 10%, χρησιμοποιείται για ναυπηγεία και βιομηχανικά μέρη ασθενούς ρεύματος.
2. HMn57-3-1, ανόπτηση (ψυχρή παραμόρφωση 50%), αντοχή σε εφελκυσμό 550MPa - επιμήκυνση 25%; αντοχή σε εφελκυσμό 700MPa - επιμήκυνση 3%, χρησιμοποιείται για ανθεκτικά στη διάβρωση μέρη.
Σιδερένιος ορείχαλκος:
1. HFe59-1-1, ανόπτηση (ψυχρή παραμόρφωση 50%), αντοχή σε εφελκυσμό 450MPa - επιμήκυνση 50%; αντοχή σε εφελκυσμό 700MPa - επιμήκυνση 7%, χρησιμοποιείται υπό συνθήκες τριβής και διάβρωσης με θαλασσινό νερό εξαρτήματα και ροδέλες.
2. HFe58-1-1, ανόπτηση, αντοχή σε εφελκυσμό 450 MPa, επιμήκυνση 10%, χρησιμοποιείται για θερμή συμπίεση και κατεργασμένα εξαρτήματα με υψηλές απαιτήσεις κοπής.
Ορείχαλκος νικελίου:
1. HNi65-5, ανόπτηση, αντοχή σε εφελκυσμό 380MPa, επιμήκυνση 65%, χρησιμοποιείται για σωλήνες μετρητή πίεσης, σωλήνες συμπυκνωτή κ.λπ.
Ορείχαλκος πυριτίου:
1. HSi80-3, ανόπτηση, αντοχή σε εφελκυσμό 500 MPa, επιμήκυνση 40%, χρησιμοποιείται για σωλήνες ατμού και εξαρτήματα σωλήνων νερού και μπορεί να αντικαταστήσει τον ανθεκτικό στη φθορά μπρούτζο κασσίτερο.
2. HSi65-1.5-3, ανόπτηση, αντοχή σε εφελκυσμό 300 MPa, επιμήκυνση 20%, χρησιμοποιείται για προσεγμένους σωλήνες και εξαρτήματα σωλήνων νερού και μπορεί να αντικαταστήσει τον ανθεκτικό στη φθορά μπρούτζο κασσίτερο.
