Xử lý nhiệt của hợp kim đồng là gì?

Đồng và hợp kim đồng, là vật liệu kim loại công nghiệp không thể thiếu, đóng vai trò then chốt trong nhiều lĩnh vực như màng sinh học và sản phẩm biển nhờ tính dẫn điện và nhiệt tuyệt vời, khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, hiệu suất xử lý tốt, độ bền và khả năng chống mỏi đáng kể. Theo dữ liệu, việc ứng dụng hợp kim đồng trong các ngành điện, xây dựng, giao thông vận tải và các ngành công nghiệp khác chiếm hơn 60%, điều này cho thấy tầm quan trọng của nó.

Xử lý nhiệt hợp kim đồng là một quá trình bao gồm nhiều bước chính xác như gia nhiệt, cách nhiệt và làm mát. Mục đích cốt lõi của nó là tối ưu hóa các tính chất khác nhau của hợp kim đồng, chẳng hạn như độ bền, độ cứng, độ dẻo và khả năng chống ăn mòn.

1. Các phương pháp xử lý nhiệt chính

Ủ

• Ủ đồng nhất: Chủ yếu được sử dụng ở dạng thỏi và vật đúc, nhằm đạt được sự phân bố đồng đều về thành phần hóa học. Sau quá trình xử lý này, thành phần hóa học không đồng đều của vật đúc có thể giảm xuống dưới 5%.
• Ủ giảm ứng suất: Loại bỏ hiệu quả ứng suất dư bên trong tích lũy trong quá trình xử lý biến dạng, hàn và đúc, đảm bảo độ ổn định kích thước và hiệu suất đáng tin cậy của các bộ phận bị biến dạng nguội hoặc hàn và ngăn ngừa biến dạng phôi trong quá trình cắt. Ủ giảm ứng suất đặc biệt cần thiết đối với đồng thau biến dạng nguội, đồng nhôm, đồng silicon và các vật liệu khác có xu hướng nứt do ăn mòn ứng suất đáng kể. Nhiệt độ ủ thường nằm trong khoảng 230 ~ 350oC và thời gian giữ khoảng 30 ~ 60 phút.
• Ủ kết tinh lại: còn được gọi là ủ mềm, bao gồm ủ trung gian, ủ thành phẩm và ủ phôi. Ủ trung gian được thực hiện giữa hai cán nguội. Nó được làm nóng đến trên nhiệt độ kết tinh lại, sau đó làm nguội từ từ sau khi giữ, điều này giúp loại bỏ hiện tượng cứng lại. Ủ thành phẩm dành cho các vật liệu được cán nguội đến kích thước thành phẩm. Các đặc tính và trạng thái mong muốn có được bằng cách kiểm soát chính xác nhiệt độ ủ và thời gian giữ. Ủ phôi là dành cho phôi sau khi cán nóng, nhằm mục đích loại bỏ hiện tượng cứng lại do biến dạng nhiệt không hoàn toàn và thúc đẩy quá trình đồng nhất hóa cấu trúc.

Xử lý dung dịch rắn (làm nguội)

• Mục đích: Đun nóng hợp kim đến nhiệt độ mà pha thứ hai hòa tan hoàn toàn hoặc tối đa trong dung dịch rắn và làm nguội nhanh sau khi giữ để ngăn pha thứ hai kết tủa lại và tạo thành dung dịch rắn siêu bão hòa. Nhiệt độ làm nguội cần phải thấp hơn nhiệt độ eutectic và cao hơn nhiệt độ vạch hòa tan. Thời gian giữ chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ hòa tan của giai đoạn tăng cường. Thời gian chuyển dập tắt càng ngắn thì càng tốt. Nhiệt độ nước thường được kiểm soát dưới 25°C để đảm bảo hiệu quả làm nguội.

Xử lý lão hóa (ủ)

• Mục đích: Thúc đẩy sự kết tủa của các hạt mịn và phân tán trong dung dịch rắn siêu bão hòa, từ đó tăng cường tính chất của hợp kim. Xử lý lão hóa thường áp dụng lão hóa nhân tạo hoặc lão hóa nhân tạo trực tiếp sau khi gia công nóng. Đối với các hợp kim đã già đi, nếu vì lý do nào đó tạo ra ứng suất bên trong thì cần phải lão hóa lại (nhiệt độ thấp hơn một chút so với giai đoạn trước). Độ chính xác kiểm soát nhiệt độ cực kỳ cao, thường không vượt quá ± 3°C.

2. Thận trọng khi xử lý nhiệt

• Phương pháp gia nhiệt: Xử lý nhiệt hợp kim đồng có thể được thực hiện bằng cách nung lò, gia nhiệt cảm ứng và các phương pháp khác. Lựa chọn hợp lý phương pháp gia nhiệt có thể làm giảm đáng kể nguy cơ oxy hóa và đốt cháy, đồng thời nâng cao hiệu quả và hiệu quả của việc xử lý nhiệt.
• Kiểm soát nhiệt độ: Kiểm soát nhiệt độ trong xử lý nhiệt là rất quan trọng. Nhiệt độ quá cao có thể dẫn đến hạt thô, nguyên tố bay hơi và thậm chí cháy quá mức; nhiệt độ quá thấp sẽ khó đạt được hiệu quả cải thiện hiệu suất như mong đợi. Do đó, nhiệt độ cần phải được kiểm soát chính xác theo yêu cầu của vật liệu và quy trình cụ thể.
• Kiểm soát thời gian: Thời gian giữ của từng giai đoạn như gia nhiệt trước, ủ đồng nhất, làm nguội, ủ,… cần được điều chỉnh cẩn thận tùy theo nguyên liệu và quy trình để đảm bảo hiệu quả xử lý nhiệt tốt nhất.
  Kiểm soát khí quyển: Trong một số quy trình xử lý nhiệt, khí quyển cần được kiểm soát để giảm quá trình oxy hóa và đốt cháy. Ví dụ, xử lý nhiệt chân không làm giảm nguy cơ oxy hóa trong môi trường chân không; Xử lý nhiệt bầu không khí bảo vệ sử dụng khí trơ (như nitơ) hoặc khí khử (như hydro) để ngăn chặn quá trình oxy hóa và đốt cháy.

3. Ứng dụng xử lý nhiệt

• Hợp kim đồng đúc: Hầu hết các hợp kim đồng đúc được sử dụng trực tiếp ở trạng thái đúc và không thể tăng cường bằng cách xử lý nhiệt. Tuy nhiên, một số ít, chẳng hạn như đồng berili, đồng crom, đồng silicon và một số hợp kim có hàm lượng đồng cao, có thể đạt được tối ưu hóa hiệu suất thông qua xử lý nhiệt.
• Hợp kim đồng bị biến dạng: Các bán thành phẩm đồng được tạo hình nguội (như dây, tấm, thanh, ống, v.v.) có hiện tượng đông cứng, cần được loại bỏ thông qua ủ giảm ứng suất và ủ kết tinh lại để cải thiện độ dẻo; đồng thời, độ bền và độ cứng của nó cũng có thể được cải thiện thông qua xử lý dung dịch và xử lý lão hóa. Dữ liệu cho thấy độ bền và độ cứng của hợp kim đồng biến dạng được xử lý nhiệt có thể tăng hơn 20% và độ dẻo cũng được cải thiện đáng kể.

Tóm lại, xử lý nhiệt hợp kim đồng là một quá trình phức tạp và tinh tế, phương pháp và thông số xử lý nhiệt cần phải được lựa chọn chính xác theo thành phần hợp kim, trạng thái xử lý và yêu cầu hiệu suất.

Chiết Giang Mingxu Machinery Manufacturing Co., Ltd. chủ yếu kinh doanh vòng bi tự bôi trơn và ổ trục tuyến tính. Nó có hơn mười năm kinh nghiệm sản xuất và nghiên cứu và phát triển trong chế biến hợp kim đồng. Chào mừng bạn đến thảo luận về công nghệ và trao đổi sản phẩm với chúng tôi: [email protected].