1铜及铜合金分类:
1.1纯铜:纯铜呈紫红色,又称紫铜。导电性次于金银位于第三,在极低的温度下仍有很好的塑性和韧性。熔点℃,密度8.89-8.95g/cm3,电阻系数1.67-1.68×10??Ω?cm(20℃),热导率w/(m2?k),线胀系数17.0×10??/℃,在淡水及海水中有良好的稳定性。工业纯铜牌号中代号T。
1.2铜合金:铜合金按工艺分类有变形铜合金和铸造铜合金,按化学成分分类又可分为黄铜、青铜和白铜三类。在铜合金牌号中,黄铜代号H,青铜代号Q,白铜代号B。以锌为主要合金的为黄铜,以锡、铝、铍、硅、铬为主要合金的为青铜,以镍为主要合金的为白铜。各类铜合金又根据主要添加元素不同又有更细的分类,因此铜及铜合金牌号很多,待后详续。
2铜及铜合金的热处理概述
纯铜常用的热处理方式为再结晶退火。铜合金常用的热处理方式有均匀化退火、去应力退火、再结晶退火、固溶及时效处理。均匀化退火主要目的是使铸锭、铸件的化学成分均匀,主要在冶金厂、铸造车间进行。
2.1去应力退火主要目的是消除变形加工、焊接、铸造过程中产生的残余内应力,稳定冷变形或焊接件的尺寸与性能,防止工件在切削加工时产生变形。冷变形黄铜、铝青铜、硅青铜,其应力腐蚀破裂倾向严重,必须进行去应力退火。铜合金去应力退火温度比再结晶退火温蒂低30-℃,约为-℃成分复杂的铜合金温度稍高,一般为-℃。保温时间为30-60分钟。
去应力退火对铜合金的强度和硬度雾明显影响,而必须很大的铜合金去应力退火时会出现退火硬化现象,Zn含量大于10%、Al含量大于4%的铝青铜,Mn含量大于5%的黄青铜这种现象尤为明显。这与形成有序固溶体或溶质原子在位错周围集聚有关。
2.2再结晶退火包括价格工序间的退火和产品的最终退火,目的是消除加工硬化,恢复塑性和获得细晶粒组织。黄铜的晶粒度对其加工性能有较大影响,细晶粒组织强度高,加工表面质量好,但变
形抗力大,成型难度大。粗晶粒组织易于加工,但表面质量差,疲劳性能差因此,用于压力加工的黄青铜,必须根据需要控制晶粒度。
2.3光亮退火铜及铜合金在加工过程中容易氧化为了防止氧化,提高工件表面质量许在保护气氛或真空炉中退火,此即光亮退火。常用保护气有水蒸气、氨分解气、氮气干燥的氢气。具体应用详见表一。
2.4固溶处理及时效铜合金固溶处理的目的是为了获得成分均匀的过饱和固溶体,并通过随后的时效处理获得强化效果。有些合金(如铍青铜、硅青铜等)固溶处理可提高塑性便于进行冷变形加工。复杂铝青铜固溶处理后可获得类马氏体组织。
铜合金固溶处理必须严格控制炉温。温度过高会使合金晶粒粗大,严重氧化和过烧,变脆。温度过低,固溶不充分,又会影响随后的时效强化。炉温精度应该控制在±5℃以内,加热后一般采用水冷。
铜合金时效一般采用人工时效或热加工后直接人工时效。已经时效过的,为了消除某种原因而产生的内应力,还需要进行再时效(温度比前段略低)。温度控制精度也要求更高,一般不超出±3℃的范围。
3工业纯铜的热处理
工业纯铜热处理主要是再结晶退火,目的是改变晶粒度、消除内应力、使金属软化。退火温度为-℃。常用纯铜材料的退火温度见表二。
为了防止氢病,必须将工件清洗干净。对于含氧铜,特别是含氧量大于2%(质量)的纯铜,退火应在弱还原环境下进行,最好在真空炉中进行,或将退火温度限制在℃一下。退火完毕,工件赢迅速水冷,以减少氧化。
注:黄铜、青铜、白铜热处理待续。
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