Berilijum bakar je tipičan materijal od legure bakra visokih{0}}bakara, koji se široko koristi u elektronici, automobilskoj elektronici, preciznim relejima i novoj energetskoj opremi zbog svoje kombinacije visoke čvrstoće, visoke elastičnosti, visoke provodljivosti i odlične otpornosti na zamor. U proizvodnji preciznih strukturnih komponenti, berilij bakar se često prerađuje u opruge, kontakte i razne visoko-pouzdane vodljive strukturne komponente, kao što su berilijumski bakreni štancani, berilijumski bakreni opružni kontakti i BeCu električne kontaktne opruge. Ove komponente obično zahtijevaju precizno žigosanje ili procese progresivnog štancanja, stoga oblikovnost materijala ima odlučujući utjecaj na kvalitetu konačnog proizvoda.
Iz perspektive materijalnog sistema, berilij bakar pripada tipičnoj leguri bakra koja se stvrdnjava na taloženje{0}}. Tretiranjem rastvorom i starenjem, može se postići stanje materijala koje kombinuje visoku čvrstoću i dobru provodljivost. Stoga se legure berilijum bakra često koriste u visoko{3}}pouzdanim električnim sistemima za povezivanje. U ovim primjenama, materijal mora posjedovati odlične elastične sposobnosti obnavljanja uz održavanje stabilne provodljivosti pod dugotrajnim-uvjetima cikličkog opterećenja.
Međutim, u stvarnoj proizvodnji štancanja, neke berilijum-bakrene trake pokazuju lokalizovane pukotine ili čak lomove tokom faze formiranja. To ne utiče samo na prinos proizvoda, već i povećava troškove proizvodnje. Naročito u procesima visoko{2}}preciznog oblikovanja kao što su BeCu štancanje, štancanje legure berilijuma ili precizno štancanje berilijuma, defekti materijala se često pojačavaju, što dovodi do širenja pukotina tokom štancanja.
Dalja ispitivanja su otkrila značajno visok nivo nečistoća kao što su magnezijum (Mg) i kalcijum (Ca) u materijalu. Sadržaj Mg je bio približno 242 mg/kg, dok je sadržaj Ca bio približno 341 mg/kg. Za materijale od berilijuma bakra visoke -čistoće, sadržaj ovih elemenata nečistoće obično se mora kontrolisati ispod 50 mg/kg. Prekomjerni sadržaj nečistoća negativno utječe na ujednačenost mikrostrukture materijala i mehanička svojstva.
U sistemima berilijum-bakarnih materijala, elementi kao što su Mg i Ca imaju visok kapacitet čvrstog rastvora u bakrenoj matrici, ali takođe lako formiraju oksidne inkluzije sa kiseonikom. Na primjer, Ca se spaja s kisikom i formira čestice kalcijum oksida. Ove čestice su tipično sferne ili nepravilno raspoređene i postoje unutar matrice kao inkluzije. U mikrostrukturi materijala, ove inkluzije pokazuju značajne razlike u fizičkim svojstvima u odnosu na bakrenu matricu.
Tokom štancanja, materijal je podvrgnut složenim stanjima naprezanja, uključujući naprezanja zatezanja, smicanja i savijanja. Kada su u materijalu prisutne tvrde inkluzije, kapacitet deformacije ovih područja je znatno niži od one okolnog metala matriksa, što dovodi do lokalizirane koncentracije naprezanja. Kada ova koncentracija naprezanja dostigne određeni nivo, pukotine počinju u blizini inkluzija i šire se duž smjera deformacije.
U stvarnim procesima štancanja, pukotine se obično pojavljuju na dnu kratera za štancanje ili u području najjače deformacije, a smjer pukotine je često okomit na smjer valjanja. Ova karakteristika loma je tipična za procese kao što su štancanje limova od berilijum bakra i proizvodnja BeCu lima. Kada su inkluzije prisutne u materijalu, naprezanje pri utiskivanju se prvenstveno koncentriše u ovim područjima, formirajući tako tačke iniciranja pukotina.
Kako bi se izbjegli slični problemi s pucanjem, metalurška kontrola kvaliteta treba biti pojačana tokom proizvodnje materijala. Prvo, izvore nečistoća treba strogo kontrolisati tokom faze livenja ingota, smanjujući unošenje nečistoća kao što su Mg i Ca optimizacijom kvaliteta sirovina za topljenje. Drugo, efektivni procesi uklanjanja šljake i tehnike filtracionog livenja mogu se koristiti tokom rafiniranja za uklanjanje ne-nemetalnih inkluzija iz taline.
Nadalje, potrebna je stroga kontrola mikrostrukture materijala tokom naknadnih procesa valjanja i toplinske obrade kako bi se osigurala uniformnost zrna i mikrostrukturna stabilnost. Sveobuhvatan sistem upravljanja kvalitetom materijala može značajno smanjiti sadržaj inkluzije, čime se poboljšava oblikovnost materijala u procesima štancanja bakra visoke provodljivosti i preciznog štancanja.
Općenito, osnovni uzrok pucanja u berilij bakrenoj traci leži u prisustvu ne-metalnih inkluzija kao što su kalcijum oksidi unutar materijala. Ove inkluzije remete ujednačenost mikrostrukture materijala, stvarajući lokalizovane tačke koncentracije napona koje lako postaju tačke iniciranja pukotina tokom deformacije štancanjem. Jačanje metalurške kontrole kvaliteta sirovine, smanjenje sadržaja nečistoća i optimizacija procesa topljenja i livenja mogu efikasno poboljšati formabilnost trake od berilijum bakra i smanjiti rizik od pucanja pri štancanju.
kontaktirajte nas
Ako tražite visoko pouzdaneBerilijum bakrene štanceili precizna fleksibilna spojna komponentna rješenja, kontaktirajte nas. Naš inženjerski tim može pružiti profesionalnu podršku za materijale i procesnu tehnologiju za vaš projekat.
