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铍铜是一种用途广泛的铜合金
[2024-07-02]

铍铜是一种用途广泛的铜合金,以下是关于铍铜加工的一些信息:


铍铜的性能特点:

- 良好的综合性能:力学性能优异,其强度、硬度、耐磨性和耐疲劳性在铜合金中居首。还具有高导电、导热、无磁、抗火花等性能,易于铸造和压力加工成形。

- 冷加工和热加工性能:冷加工性能极好,热加工性能良好。例如,C1751铍铜冷加工性能极好、热加工性能良好,主要用作膜片、膜盒、波纹管、弹簧等。

加工工艺:

1. 切削加工:

    - 切削液选择:切削时使用切削液能起到散热和润滑作用,延长刀具寿命并提高加工效率和产品质量。由于铍青铜在切削过程中产生大量切削热,切削液主要用于加快切削热扩散和降低切削温度。例如,采用矿物油加3%~7%猪油的切削液应用于C17200铍铜材料的切削,溶性油制成的乳剂虽散热有明显效果,但成分中含硫元素,会使铍青铜材料表面产生少许斑点,留下工件报废隐患,而矿物油加猪油散热效果相对乳剂较差,但润滑效果相对明显,可减小刀具与工件的摩擦,降低切削热产生。

    - 钻削加工:钻削铍青铜材料时,可选择高速钢麻花钻进行孔的钻制,钻头螺旋角为29°、顶角为118°、钻缘角为12°,必要时可使用专门磨制的刀尖。因铍铜材料的强度和硬度高,需采用较低的切削速度,并浇注切削液用于冷却和润滑,有助于切屑顺利排出,防止切屑划伤已加工表面,减少钻头磨损,延长钻头使用寿命。同时,要保证切削速度和进给量恒定,防止产生孔底部的加工硬化,加大加工难度。

    - 铣削加工:铍青铜材料强度和硬度较高,铣削时,切削刃既要锋利,又要有较强的抗冲击性能。虽然高速钢铣刀和硬质合金铣刀都可用于铍铜材料的铣削,但硬质合金铣刀加工精度更高,所以铣削时一般选用硬质合金铣刀。车削铍青铜材料时,宜采用不对称顺铣法,这样能有效减小铣刀与工件的摩擦,平稳工件并减小刀具颤动。铣削过程中,也可使用一些切削液来延长铣刀使用寿命,降低工件表面粗糙度值。

2. 热处理:

    - 固溶处理:一般固溶处理的加热温度在780-820℃之间,对用作弹性元件的材料,采用760-780℃,主要是防止晶粒粗大影响强度。固溶处理炉温均匀度应严格控制在±5℃。保温时间一般可按1小时/25mm计算,铍青铜在空气或氧化性气氛中进行固溶加热处理时,表面会形成氧化膜。虽然对时效强化后的力学性能影响不大,但会影响其冷加工时工模具的使用寿命。为避免氧化应在真空炉或氨分解、惰性气体、还原性气氛(如氢气、一氧化碳等)中加热,从而获得光亮的热处理效果。此外,还要注意尽量缩短转移时间(此淬水时),否则会影响时效后的机械性能。薄型材料不得超过3秒,一般零件不超过5秒。淬火介质一般采用水(无加热的要求),当然形状复杂的零件为避免变形也可采用油。

    - 时效处理:铍青铜的时效温度与Be的含量有关,含Be小于2.1%的合金均宜进行时效处理。对于Be大于1.7%的合金,最佳时效温度为300-330℃,保温时间1-3小时(根据零件形状及厚度)。Be低于0.5%的高导电性电极合金,由于熔点升高,最佳时效温度为450-480℃,保温时间1-3小时。近年来还发展出了双级和多级时效,即先在高温短时时效,而后在低温下长时间保温时效,这样做的优点是性能提高但变形量减小。为了提高铍青铜时效后的尺寸精度,可采用夹具夹持进行时效,有时还可采用两段分开时效处理。

    - 去应力处理:铍青铜去应力退火温度为150-200℃,保温时间1-1.5小时,可用于消除因金属切削加工、校直处理、冷成形等产生的残余应力,稳定零件在长期使用时的形状及尺寸精度。

注意事项:

1. 健康与安全:铍的氧化物和粉尘对人体有害,在铍铜生产过程中,需要采取工程控制方法,如对产生微细尘埃的操作进行排风,将其危害性降低到最小程度。如果焊接后要求进行机械清洗工序,则必须采用工作曝露在微细颗粒环境中的方法进行。尽管铍铜在其通常的固体形状、加工成品件以及大多数制造操作中是完全安全的,但少数人吸入细微颗粒后,仍可能导致肺部状况变差。

2. 材料选择:加工铍铜应选择质量可靠、成分符合标准的原材料,以确保最终产品的性能。

3. 设备与工具:根据铍铜加工的特点,选择合适的加工设备和刀具。例如,在钻削加工中需选择合适角度的高速钢麻花钻;铣削加工时,硬质合金铣刀通常更适合。

4. 工艺参数控制:严格控制加工过程中的各项工艺参数,如切削速度、进给量、切削液的使用、加热温度、保温时间、冷却速度等,因为这些参数对加工质量和产品性能有重要影响。

5. 质量检测:在生产过程中进行严格的质量检测,包括化学成分分析、金相显微镜检查、机械性能测试等,以确保产品符合相关标准和客户的要求。

总之,铍铜加工需要综合考虑材料性能、加工工艺、设备选择、安全防护和质量控制等多方面因素,以获得高质量的铍铜制品。如果你还想了解更多关于铍铜加工的详细信息,可以继续向我提问。


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