Bakır alaşımlarının ısıl işlemi nedir?

Vazgeçilmez endüstriyel metal malzemeler olan bakır ve bakır alaşımları, mükemmel elektriksel ve termal iletkenlikleri, mükemmel korozyon direnci, iyi işleme performansı ve kayda değer mukavemet ve yorulma direnci nedeniyle biyofilmler ve deniz ürünleri gibi birçok alanda önemli bir rol oynamaktadır. Verilere göre bakır alaşımlarının elektrik, inşaat, ulaşım ve diğer sektörlerdeki uygulamaları %60'tan fazladır ve bu da önemini göstermektedir.

Bakır alaşımlarının ısıl işlemi ısıtma, izolasyon ve soğutma gibi birden fazla hassas adımı içeren bir işlemdir. Temel amacı bakır alaşımlarının mukavemet, sertlik, plastisite ve korozyon direnci gibi çeşitli özelliklerini optimize etmektir.

1. Isıl işlemin ana yöntemleri

Tavlama

• Homojenleştirme tavlaması: Esas olarak külçe ve dökümlerde kullanılır ve kimyasal bileşimin eşit dağılımını sağlamayı amaçlar. Bu işlemden sonra dökümün kimyasal bileşimindeki eşitsizlik %5'in altına indirilebilir.
• Gerilim giderme tavlaması: Deformasyon işlemi, kaynak ve döküm sırasında biriken artık iç gerilimi etkili bir şekilde ortadan kaldırın, soğuk deforme olmuş veya kaynaklı parçaların boyutsal stabilitesini ve güvenilir performansını sağlayın ve kesme sırasında iş parçasının deformasyonunu önleyin. Gerilim giderme tavlaması özellikle soğuk şekillendirilmiş pirinç, alüminyum bronz, silikon bronz ve gerilim korozyonu çatlamasına önemli ölçüde eğilimi olan diğer malzemeler için gereklidir. Tavlama sıcaklığı genellikle 230~350°C arasındadır ve tutma süresi yaklaşık 30~60 dakikadır.
• Yeniden kristalleştirme tavlaması: yumuşatma tavlaması olarak da bilinir; ara tavlamayı, bitmiş ürün tavlamasını ve kütük tavlamasını kapsar. Ara tavlama iki soğuk haddeleme arasında gerçekleştirilir. Yeniden kristalleşme sıcaklığının üzerine ısıtılır ve tutulduktan sonra yavaşça soğutulur, bu da iş sertleşmesini ortadan kaldırmaya yardımcı olur. Bitmiş ürün tavlaması, soğuk haddelenerek nihai ürün boyutuna getirilen malzemeler içindir. İstenilen özellikler ve durum, tavlama sıcaklığı ve bekletme süresinin hassas bir şekilde kontrol edilmesiyle elde edilir. Kütük tavlaması, sıcak haddeleme sonrası kütükler için olup, eksik termal deformasyonun neden olduğu sertleşmeyi ortadan kaldırmayı ve yapısal homojenleşmeyi desteklemeyi amaçlamaktadır.

Katı çözelti işlemi (söndürme)

• Amaç: Alaşımı, ikinci fazın katı çözelti içinde tamamen veya maksimum düzeyde çözüneceği bir sıcaklığa ısıtın ve ikinci fazın yeniden çökelmesini önlemek ve aşırı doymuş bir katı çözelti oluşturmak için beklettikten sonra hızla soğutun. Söndürme sıcaklığının ötektik sıcaklıktan düşük ve çözünürlük hattı sıcaklığından yüksek olması gerekir. Bekletme süresi esas olarak güçlendirme aşamasının çözünme hızına bağlıdır. Söndürme transfer süresi ne kadar kısa olursa o kadar iyidir. Söndürme etkisini sağlamak için su sıcaklığı genellikle 25°C'nin altında kontrol edilir.

Yaşlandırma tedavisi (temperleme)

• Amaç: Aşırı doymuş katı çözeltide ince ve dağılmış parçacıkların çökelmesini teşvik ederek alaşım özelliklerini geliştirmek. Yaşlandırma tedavisi genellikle yapay yaşlandırmayı veya sıcak işlemden sonra doğrudan yapay yaşlandırmayı benimser. Yaşlandırılmış alaşımlar için herhangi bir nedenden dolayı iç gerilim oluşursa yeniden yaşlandırma gerekir (sıcaklık önceki aşamaya göre biraz daha düşüktür). Sıcaklık kontrol doğruluğu son derece yüksektir ve genellikle ±3°C'yi aşmaz.

2. Isıl işlem için önlemler

• Isıtma yöntemi: Bakır alaşımlı ısıl işlem, fırın ısıtma, indüksiyonla ısıtma ve diğer yöntemlerle gerçekleştirilebilir. Makul ısıtma yöntemi seçimi, oksidasyon ve yanma riskini önemli ölçüde azaltabilir ve ısıl işlemin verimliliğini ve etkisini artırabilir.
• Sıcaklık kontrolü: Isıl işlemlerde sıcaklık kontrolü çok önemlidir. Çok yüksek sıcaklık iri tanelere, elementlerin buharlaşmasına ve hatta aşırı yanmaya neden olabilir; çok düşük sıcaklık, beklenen performans iyileştirme etkisinin elde edilmesini zorlaştıracaktır. Bu nedenle sıcaklığın spesifik malzeme ve proses gereksinimlerine göre doğru bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.
• Zaman kontrolü: En iyi ısıl işlem etkisini sağlamak için ön ısıtma, homojenizasyon tavlaması, su verme, temperleme vb. gibi her aşamanın bekletme süresinin malzemeye ve prosese göre dikkatlice ayarlanması gerekir.
  Atmosfer kontrolü: Bazı ısıl işlem proseslerinde oksidasyon ve yanmayı azaltmak için atmosferin kontrol edilmesi gerekir. Örneğin vakumlu ısıl işlem, vakum ortamı yoluyla oksidasyon riskini azaltır; koruyucu atmosfer ısıl işlemi, oksidasyonu ve yanmayı önlemek için inert gaz (nitrojen gibi) veya indirgeyici gaz (hidrojen gibi) kullanır.

3. Isıl işlemin uygulanması

• Dökme bakır alaşımları: Dökme bakır alaşımlarının çoğu doğrudan döküm halinde kullanılır ve ısıl işlemle güçlendirilemez. Ancak berilyum bronzu, krom bronzu, silikon bronzu ve bazı yüksek bakır alaşımları gibi birkaçı ısıl işlem yoluyla performans optimizasyonuna ulaşabilir.
• Deforme bakır alaşımları: Soğuk şekillendirilmiş bakır yarı mamul ürünler (teller, levhalar, çubuklar, borular vb.), plastisiteyi iyileştirmek için gerilim giderme tavlaması ve yeniden kristalleştirme tavlaması yoluyla ortadan kaldırılması gereken iş sertleştirme fenomenine sahiptir; aynı zamanda çözelti muamelesi ve yaşlandırma tedavisi yoluyla mukavemeti ve sertliği de geliştirilebilir. Veriler, ısıl işlem görmüş deforme bakır alaşımlarının mukavemet ve sertliğinin %20'den fazla artırılabildiğini ve plastisitenin de önemli ölçüde iyileştirilebildiğini göstermektedir.

Özetle, bakır alaşımlarının ısıl işlemi karmaşık ve hassas bir işlemdir ve ısıl işlem yöntemi ve parametrelerinin alaşım bileşimine, işlem durumuna ve performans gereksinimlerine göre doğru bir şekilde seçilmesi gerekir.

Zhejiang Mingxu Machinery Manufacturing Co., Ltd. esas olarak kendinden yağlamalı rulmanlar ve lineer rulmanlar. Bakır alaşımı işlemede on yıldan fazla üretim ve araştırma ve geliştirme tecrübesine sahiptir. Bizimle teknolojiyi tartışmaya ve ürün alışverişinde bulunmaya hoş geldiniz: [email protected].