Chỉnh sửa bản dịch
qua Transposh - translation plugin for wordpress
Điểm nóng chảy của đồng

Điểm nóng chảy của đồng là gì

Bảng nội dung Trình diễn

1. Giới thiệu

Điểm nóng chảy của đồng là một khái niệm quan trọng trong luyện kim, chế tạo, và thiết kế.

Không giống như kim loại nguyên chất, Đồng là một Hợp kim - chủ yếu là đồng và thiếc, Mặc dù nhiều đồng hiện đại bao gồm nhôm, Silicon, Niken, hoặc phốt pho.

Kết quả là, Đồng không tan chảy mạnh ở một nhiệt độ mà thay vào đó đi qua một Vùng nhão giữa solidus (bắt đầu tan chảy) và chất lỏng (Hoàn toàn nóng chảy).

Sự khác biệt này rất quan trọng đối với các kỹ sư đúc, thợ hàn, và các nhà thiết kế vật liệu dựa vào kiểm soát nhiệt độ chính xác để đảm bảo âm thanh, Các thành phần không có khuyết tật.

2. Đồng là gì?

Đồng là a Hợp kim dựa trên đồng trong đó đồng (Cu) là thành phần chính và thiếc (Sn) theo truyền thống là yếu tố hợp kim chính.

Không giống như kim loại nguyên chất, Đồng là một vật liệu kỹ thuật—Thôi cơ học, nhiệt, và tính chất hóa học có thể được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh thành phần và xử lý.

Đồng hiện đại cũng có thể chứa nhôm, Silicon, phốt pho, Niken, kẽm, hoặc dẫn để đạt được các đặc điểm hiệu suất cụ thể.

Van ferrule đúc bằng đồng
Van ferrule đúc bằng đồng

Quan điểm lịch sử

Đồng là một trong những hợp kim sớm nhất được phát triển bởi con người, Hẹn hò trở lại Thời đại đồ đồng (khoảng 3300 BCE).

Việc giới thiệu thiếc vào đồng đã tạo ra một, vật liệu bền hơn đồng nguyên chất, cho phép tiến bộ trong công cụ, vũ khí, nghệ thuật, và kiến ​​trúc.

Hôm nay, Đồng vẫn là điều cần thiết trong cả hai ứng dụng nghệ thuật truyền thống (điêu khắc, chuông) và kỹ thuật nâng cao (Không gian vũ trụ, hàng hải, và hệ thống năng lượng).

Phân loại hợp kim đồng

Đồng không phải là một hợp kim duy nhất mà là một gia đình hợp kim đồng được phân loại theo các yếu tố thứ cấp của họ:

  • Đồ đồng - Hợp kim Cu Cu Sn (Thông thường 5 trận20% Sn), có giá trị cho sức mạnh, Đang đeo điện trở, và tính chất mang.
  • Phosphor Bronzes - Đồng bằng thiếc với sự bổ sung nhỏ của phốt pho (0.01–0,5%), Cải thiện sức đề kháng mệt mỏi và khả năng chống ăn mòn.
  • Đồng nhôm - Cu Cu Alloys (5Mùi 12% al, Thường có Fe hoặc Ni), Cung cấp sức mạnh tuyệt vời và khả năng chống ăn mòn hàng hải.
  • Silicon Bronzes - với hợp kim (2–4% và), Kết hợp khả năng chống ăn mòn với khả năng đúc tốt và khả năng hàn.
  • Chì đồng tiền - CuTHER SnTHER Pb hợp kim, Trường hợp chì cải thiện tính chất máy móc và ổ trục.
  • Niken-nhôm đồng - CuTHER Al, các hợp kim có khả năng chống nước biển vượt trội, thường được sử dụng trong đóng tàu.

Tính chất chính của đồng

  • Cơ học: Cường độ và độ cứng cao hơn đồng, với sức đề kháng tốt.
  • Nhiệt: Độ dẫn nhiệt cao, nhưng thấp hơn đồng nguyên chất do hợp kim.
  • Hóa chất: Kháng ăn mòn tuyệt vời, đặc biệt là chống lại nước biển, Làm cho đồng không thể thiếu trong các ngành công nghiệp hàng hải và hóa học.
  • Âm học: Thuộc tính cộng hưởng khác biệt, được sử dụng trong các nhạc cụ, chuông, và cồng chiêng.

3. Hành vi tan chảy của hợp kim - Solidus và Liquidus

Cho hợp kim, Sự tan chảy xảy ra trên một Khoảng thời gian nhiệt độ:

  • Nhiệt độ rắn: Nhiệt độ thấp nhất mà sự tan chảy bắt đầu.
  • Nhiệt độ chất lỏng: Nhiệt độ mà hợp kim trở nên lỏng hoàn toàn.
  • Phạm vi đóng băng (Khu vực nham hiểm): Khoảng thời gian giữa solidus và chất lỏng trong đó cả chất rắn và chất lỏng cùng tồn tại.

4. Phạm vi tan chảy điển hình của gia đình đồng

Bởi vì đồng không phải là một hợp kim duy nhất mà là một gia đình của Hợp kim dựa trên đồng, Hành vi nóng chảy của nó rất khác nhau tùy thuộc vào các yếu tố hợp kim và tỷ lệ của chúng.

Thay vì một điểm nóng chảy sắc nét (Như đã thấy trong kim loại tinh khiết), Đồng triển lãm a Phạm vi nóng chảy, được xác định bởi Solidus (nơi tan chảy bắt đầu) Và chất lỏng (nơi nó trở nên hoàn toàn nóng chảy).

Điểm nóng chảy bằng đồng
Điểm nóng chảy bằng đồng

Bảng dưới đây tóm tắt phạm vi tan chảy điển hình cho các gia đình đồng lớn:

Gia đình bằng đồng Thành phần điển hình (wt.%) Phạm vi nóng chảy (° C.) Phạm vi nóng chảy (° f) Ghi chú chính
Bằng đồng bằng đồng CU 80-95%, SN 5 trận20% 850Mạnh1,020 1,560Mạnh1,870 Tin làm giảm điểm nóng chảy đồng; Sn cao (>20%) có thể dẫn đến sự giòn.
Phốt pho bằng đồng CU 88 …94%, SN 5 …11%, P 0,01 930Mạnh1,050 1,710Mạnh1.920 Kháng mặc tuyệt vời; phốt pho làm tăng nhiệt độ rắn.
Đồng bằng đồng CU 80–88%, Al 5 …12%, Muốn / trong ≤5% 1,040Mạnh1,070 1,900Mạnh1,960 Phạm vi nóng chảy cao; sức mạnh vượt trội và khả năng chống ăn mòn nước biển.
Silicon đồng Cu 94 …96%, Và 2 trận4%, Zn ≤2% 1,020Mạnh1,050 1,870Mạnh1.920 Khả năng đúc tốt và khả năng hàn; chống ăn mòn.
Chì đồng CU 75–90%, SN 5–15%, PB 2 trận20% 850Mạnh930 1,560Mạnh1,710 Dây dẫn làm giảm điểm nóng chảy; Các ứng dụng máy móc và ổ trục tuyệt vời.
Niken-nhôm bằng đồng CU 75 …85%, Al 8 …12%, Ở mức 3-5%, FE 3 …5% 1,050Mạnh1,100 1,920Mạnh2,010 Phạm vi nóng chảy cao nhất; Lý tưởng cho phần cứng hàng hải hạng nặng và không gian vũ trụ.

5. Làm thế nào thành phần và các yếu tố hợp kim ảnh hưởng đến phạm vi tan chảy

Phạm vi tan chảy của đồng được kiểm soát cơ bản bởi Thành phần hóa học.

Đồng nguyên chất tan chảy tại 1,085 ° C. (1,985 ° f), Nhưng khi các yếu tố hợp kim như thiếc, nhôm, Silicon, phốt pho, Niken, hoặc chì được giới thiệu, hành vi nóng chảy thay đổi đáng kể.

Điểm nóng chảy của đồng
Điểm nóng chảy của đồng

Những yếu tố này cũng vậy thấp hơn hoặc nâng cao Nhiệt độ solidus và chất lỏng tùy thuộc vào sự tương tác của chúng với đồng.

Ảnh hưởng của các yếu tố hợp kim chính

Yếu tố Nội dung điển hình bằng đồng (wt.%) Ảnh hưởng đến hành vi nóng chảy Ghi chú luyện kim
Thiếc (Sn) 5–20% Giảm điểm nóng chảy (đến 850 bóng1,020 ° C. / 1,5601,870 ° F.). Tạo ra CuTHER Sn Eutectic ở ~ 227 ° C dưới điểm nóng chảy đồng; SN quá mức (>20%) tăng độ giòn.
Nhôm (Al) 5–12% Tăng phạm vi tan chảy (1,040Mạnh1,070 ° C. / 1,900Mạnh1,960 ° F.). Hình thức Intermetallics mạnh mẽ với CU; Ổn định cấu trúc; Tăng cường kháng oxy hóa.
Silicon (Và) 2–4% Duy trì phạm vi nóng chảy tương đối cao (~ 1.020 bóng1,050 ° C. / 1,870Mạnh1.920 ° F.). Cải thiện khả năng đúc và khả năng hàn; Hiệu ứng tăng cường dung dịch rắn.
Phốt pho (P) 0.01–0,5% Hơi tăng nhiệt độ rắn. Hoạt động như một chất khử oxy trong quá trình tan chảy; cải thiện khả năng chống mài mòn và mệt mỏi.
Niken (TRONG)
1–5% Tăng phạm vi nóng chảy một cách khiêm tốn (~ 10 trận20 ° C.). Cải thiện khả năng chống ăn mòn và độ dẻo dai; Thường được kết hợp với nhôm trong đồng nhôm niken.
Chỉ huy (PB) 2–20% Giảm mạnh phạm vi tan chảy (xuống còn 850 / 1,560Mạnh1,710 ° F.). Chì là không hòa tan trong cu, Hình thức bao gồm mềm; Cải thiện khả năng gia đình nhưng giảm cường độ nhiệt độ cao.
Kẽm (Zn) 1–5% (Đôi khi nhiều hơn trong các đồng silicon) Hơi giảm nhiệt độ nóng chảy. Tăng cường tính trôi chảy trong quá trình đúc; Phương pháp tiếp cận Zn quá mức.

Tương tác hợp kim và hiệu ứng vi cấu trúc

  • Sự hình thành eutectic (Cu-sn, Cu -pb): Làm giảm đáng kể điểm nóng chảy, dẫn đến phạm vi tan chảy rộng hơn.
  • Các hợp chất intermetallic (Với -, Với nó): Tăng nhiệt độ nóng chảy và tạo ra mạnh hơn, Hợp kim ổn định hơn.
  • Dung dịch rắn tăng cường (Với -and, Với nó): Giữ lại phạm vi nóng chảy tương đối cao trong khi cải thiện độ dẻo và khả năng chống ăn mòn.

6. Hiệu ứng cấu trúc và xử lý vi mô

Trong khi thành phần hóa học là yếu tố thống trị trong việc xác định hành vi nóng chảy bằng đồng, Trạng thái vi cấu trúcLịch sử xử lý cũng đóng một vai trò tinh tế nhưng quan trọng.

Những yếu tố này ảnh hưởng đến mức độ đồng đều của hợp kim chuyển từ chất rắn sang chất lỏng và có thể chuyển các điểm solidus hoặc chất lỏng hiệu quả theo hàng chục độ.

Trạng thái vi cấu trúc: Kích thước hạt và phân phối pha

  • Kích thước hạt: Đồng hạt mịn (Đường kính hạt <10 μm) thường thể hiện nhiệt độ rắn ~ 5 nhiệt10 ° C thấp hơn đồng hạt thô (>50 μm).
    Điều này là do các loại ngũ cốc mịn giới thiệu nhiều khu vực ranh giới hạt, Trường hợp khuếch tán nguyên tử tăng tốc nóng chảy cục bộ.
  • Phân tách pha: Trong hợp kim đa pha (VÍ DỤ., A+B đồng như C61400), Phân phối pha không đồng nhất tạo ra hành vi nóng chảy cục bộ.
    Các vùng pha có thể bắt đầu tan chảy ở ~ 1.050 ° C, trong khi các vùng pha α vẫn tồn tại cho đến khi ~ 1.130 ° C. Điều này mở rộng phạm vi nóng chảy hiệu quả bằng 10 nhiệt20 ° C.
  • Ví dụ thực tế: Photpho làm việc lạnh bằng đồng (C52100) thường phát triển các loại ngũ cốc mịn hơn so với đối tác của nó.
    Trong quá trình ủ, C52100 làm việc lạnh cho thấy Solidus gần 930 ° C., so với ~ 950 ° C đối với vật liệu đúc, yêu cầu kiểm soát nhiệt độ chặt hơn để tránh tan chảy.

Lịch sử xử lý: Chu kỳ nhiệt và suy thoái hợp kim

  • Hơi hóa (Hàn/đúc): Tiếp xúc kéo dài trên ~ 1.100 ° C có thể dần dần bốc hơi, Mặc dù điểm sôi cao của nó (2,270 ° C.).
    Ví dụ, Làm nóng đồng C92200 (10% Sn) Tại 1,200 ° C trong một giờ có thể giảm nội dung SN 1 %2%, Chuyển chất lỏng của nó lên trên từ ~ 1,020 ° C sang ~ 1.030 ° C.
  • Điều trị nhiệt (Ủ/đồng nhất hóa): Ủ đồng ở 600 nhiệt800 ° C (Dưới đây Solidus) Thúc đẩy khuếch tán và giảm độ phân tách.
    Điều này thu hẹp khoảng thời gian nóng chảy 5 nhiệt15 ° C. Ví dụ, C92700 (15% Sn) Ăn tại 700 ° C cho thấy phạm vi nóng chảy 880 Hàng1,030 ° C, so với 880.
  • Tỷ lệ đúc: Sự hóa rắn nhanh chóng (VÍ DỤ., lạnh đúc) Sản xuất các dendrites tốt hơn và phân phối pha đồng nhất hơn, giảm khả năng tan chảy địa phương sớm.
    Làm mát chậm giúp tăng cường sự phân tách, mở rộng khoảng thời gian nóng chảy.

7. Ý nghĩa sản xuất công nghiệp của điểm nóng chảy của đồng

Kiểm soát chính xác phạm vi tan chảy bằng đồng là không thể thương lượng trong sản xuất.

Ngay cả a 10 ° C. Từ nhiệt độ xử lý mục tiêu có thể giảm một nửa năng suất, Hoặc thông qua việc làm đầy khuôn không hoàn chỉnh, Hơi hóa các yếu tố hợp kim, hoặc thiệt hại vi cấu trúc.

Ba hoạt động nhạy cảm nhấtđúc, Hàn, và xử lý nhiệt—Chely rất nhiều về kiến ​​thức chính xác về cửa sổ Solidus -Liquidus.

Bộ bánh công tác đúc bằng đồng nhôm
Bộ bánh công tác đúc bằng đồng nhôm

Đúc: Cân bằng tính trôi chảy và tính toàn vẹn hợp kim

Trong đúc, Đồng phải được làm nóng trên chất lỏng của nó bằng cách 50Mạnh100 ° C. Để đạt được đủ tính trôi chảy để làm đầy khuôn, Trong khi tránh quá nóng quá mức để tăng tốc quá trình oxy hóa (Dross hình thành) hoặc hóa hơi của các yếu tố hợp kim dễ bay hơi như chì và thiếc.

Quá trình đúc Lớp bằng đồng Phạm vi nóng chảy (° C.) Nhiệt độ đổ (° C.) Yêu cầu lưu động Kết quả chính
Đúc cát (Tác phẩm điêu khắc) C92700 (15% Sn) 880Mạnh1,050 950Mạnh1,100 Trung bình (Phần dày) Khiếm khuyết co ngót giảm ~ 35%
Đúc đầu tư (Vòng bi) C90700 (5% PB) 900Mạnh980 950Mạnh1,050 Cao (tường mỏng <3 mm) >95% Năng suất lấp đầy khuôn
Đúc chết (Tiếp điểm điện) C52100 (0.3% P) 930Mạnh1,030 1,000Mạnh1,100 Cao (hình dạng phức tạp) Độ xốp giảm thiểu; Độ dẫn điện được cải thiện

Kiểm soát quan trọng: Đối với đồng nghiệp bằng đồng C90700, Đổ dưới đây 950 ° C dẫn đến Misruns (khoang không được lấp đầy), trong khi ở trên 1,050 ° C hơi dẫn hơi vượt quá 1%, Tính cơ động giảm dần và tạo ra độ xốp khí.

Hàn: Tránh sự tan chảy và suy thoái hợp kim

Hàn bằng đồng đòi hỏi nhiệt độ bên dưới chất lỏng để ngăn chặn sự tan chảy kim loại cơ bản, Sử dụng kim loại phụ có phạm vi nóng chảy thấp hơn hợp kim cơ sở.

  • Hàn tig (Cánh quạt biển): Sử dụng kim loại cơ bản C92200 (10% Sn, 920Phạm vi nóng chảy 1020 ° C) với chất độn C93200 (5% Sn, 880Phạm vi nóng chảy của980 ° C).
    Làm nóng trước đến 200 (giữa chất lỏng chất lỏng và cơ sở solidus) Để tránh các khuyết tật hợp nhất.
  • Khoe khoang (Đầu nối điện): Sử dụng chất làm đầy đồng-phốt pho (Với-5% p, nóng chảy ở 714 nhiệt800 ° C.) với đồng c51000 bằng đồng (970Phạm vi nóng chảy 1070 ° C).
    Nhiệt đến 750, ngăn chặn sự biến dạng.

Chế độ thất bại: Quá nóng C92200 trong quá trình hàn TIG (nhiệt độ >1020° C.) gây ra sự bốc hơi bằng thiếc (2% Sn mất), giảm độ bền kéo bằng cách 25% và tăng độ nhạy cảm ăn mòn trong nước biển.

Điều trị nhiệt: Tăng cường mà không tan chảy

Nhiệt độ xử lý nhiệt bị giới hạn nghiêm ngặt bên dưới solidus Để tránh sự tan chảy một phần và thiệt hại vi cấu trúc:

  • Giải pháp ủ (Đồng bằng đồng): C63000 (15% Al, 1080Phạm vi nóng chảy1200 ° C) được ủ ở 800 Hàng900 ° C để hòa tan pha β thành pha, cải thiện độ dẻo (Độ giãn dài tăng từ 10% ĐẾN 30%).
  • Lão hóa (Phốt pho bằng đồng): C52100 (0.3% P) ở độ tuổi 400, 500 ° C (thấp hơn dưới 930 ° C solidus của nó) Để kết tủa Cu₃p, tăng cường độ kéo từ 450 MPA đến 550 MPA.

8. Phương pháp thử nghiệm cho phạm vi tan chảy bằng đồng

Đo lường chính xác phạm vi nóng chảy bằng đồng đòi hỏi các kỹ thuật phòng thí nghiệm hoặc công nghiệp phù hợp với độ chính xác và cỡ mẫu.

Khải nhiệt quét vi sai (DSC)

  • Nguyên tắc: Các biện pháp lưu lượng nhiệt vào/ra khỏi mẫu đồng 5 mg10 mg vì nó được làm nóng ở 10 ° C/phút.
    Solidus được phát hiện là sự khởi đầu của sự hấp thụ nhiệt nội mạc; chất lỏng là kết thúc của nhiệt đới.
  • Độ chính xác: ± 1-2 ° 100 cho chất rắn / chất lỏng; Lý tưởng để mô tả hợp kim đồng mới (VÍ DỤ., Điểm số thấp cho đồ đạc nước uống) Để xác minh việc tuân thủ ASTM B505.
  • Ví dụ: Phân tích DSC của C61400 (10% Al) Xác nhận một solidus 1050 ° C và chất lỏng 1130 ° C CRITICS để thiết lập nhiệt độ đúc chết.

Thiết bị nóng chảy nhiệt độ cao

  • Nguyên tắc: Một mẫu đồng 1 155 g được làm nóng trong lò nướng than chì với một cặp nhiệt điện được chèn trực tiếp vào mẫu.
    Solidus là nhiệt độ khi hình thành chất lỏng đầu tiên; chất lỏng là khi mẫu được nóng chảy hoàn toàn.
  • Độ chính xác: ± 5 bóng10 ° C.; Thích hợp cho kiểm soát chất lượng công nghiệp (VÍ DỤ., Xác minh tính nhất quán hàng loạt của đồng được chì cho vòng bi).
  • Lợi thế: Mô phỏng các điều kiện đúc thực sự, Kế toán cho các hiệu ứng tạp chất mà DSC có thể bỏ lỡ.

Phân tích trọng lực nhiệt (TGA)

  • Nguyên tắc: Các biện pháp mất khối lượng của mẫu đồng trong khi sưởi ấm.
    Hơi hóa hoặc hơi chì gây ra tổn thất khối lượng trên các điểm sôi của chúng, Nhưng sự khởi đầu của sự tan chảy được biểu thị bằng một sự thay đổi khối lượng tinh tế (Do quá trình oxy hóa bề mặt) trùng với solidus.
  • Độ chính xác: ± 3 nhiệt5 ° C cho solidus; Thường được sử dụng với DSC để xác định chéo dữ liệu phạm vi nóng chảy.
  • Ứng dụng: Nghiên cứu hóa hơi thiếc trong đồng Tin cao (C92700) Để tối ưu hóa thời gian giữ đúc (giảm thiểu SN mất đến <0.5%).

9. Những quan niệm sai lầm phổ biến về điểm nóng chảy bằng đồng

Mặc dù tầm quan trọng công nghiệp của nó, Hành vi tan chảy bằng đồng thường bị hiểu lầm. Dưới đây là những làm rõ chính:

Đồng bằng đồng có một điểm nóng chảy cố định như đồng nguyên chất.

SAI: Đồng nguyên chất tan ở 1083 ° C (Đã sửa), Nhưng đồng - một hợp kim - có một phạm vi tan chảy.

Ví dụ, C92200 Tin đồng tan chảy trong khoảng từ 920 ° C và 1020 ° C, không ở một nhiệt độ duy nhất.

Thêm thêm thiếc luôn luôn làm giảm phạm vi tan chảy bằng đồng.

Một phần đúng: Nội dung tin lên đến 15% Giảm phạm vi nóng chảy (từ 1083 ° C cho Cu tinh khiết đến 880 15% Sn), Nhưng ở trên 15% Sn, giòn Δ pha (Cu₃sn) hình thức, Mở rộng phạm vi tan chảy và tăng nhẹ chất lỏng.

Lãnh đạo luôn luôn có lợi cho việc hạ thấp phạm vi tan chảy bằng đồng.

SAI: Dây dẫn làm giảm phạm vi tan chảy nhưng gây ra sự thiếu hụt nóng (độ giòn ở nhiệt độ cao) nếu như >5% PB.

Đồng dẫn đầu cao (C90700, 5% PB) không thể được sử dụng trong các ứng dụng nhiệt cao (VÍ DỤ., Các bộ phận lò) Do nguy cơ nứt.

Tất cả các đồng đều có thể hàn nếu được làm nóng đến phạm vi tan chảy của chúng.

SAI: Hàn bằng đồng trên chất lỏng của nó gây ra sự tan chảy kim loại cơ bản và mất phần tử hợp kim (Hơi hóa).

Đồng yêu cầu kim loại phụ có phạm vi nóng chảy thấp hơn hợp kim cơ sở để tránh các khuyết tật hợp nhất.

10. Chất lượng, Khiếm khuyết, và giảm thiểu

Các Hành vi tan chảy của đồng là một yếu tố quyết định quan trọng của chất lượng sản phẩm.

Ngay cả những sai lệch nhỏ so với cửa sổ Solidus đã xác định của nó, kháng ăn mòn, và sự ổn định kích thước.

Những khiếm khuyết phổ biến liên quan đến phạm vi nóng chảy

Sự phân tách và tính không đồng nhất vi mô

  • Gây ra: Làm mát chậm hoặc phạm vi tan chảy rộng (VÍ DỤ., đồng tiền cao) dẫn đến sự phân tách thiếc hoặc chì tại ranh giới hạt.
  • Sự va chạm: Giảm độ dẻo dai, Tính nhạy cảm ăn mòn giữa các hạt.
  • Ví dụ: Trong C92700 (15% Sn), Sự phân tách pha quá mức giảm lực cản của tác động xuống ~ 30%.

Độ xốp của khí và khoang co ngót

  • Gây ra: Đổ trên siêu nhiệt được đề nghị (> chất lỏng + 100 ° C.) tăng quá trình oxy hóa và hấp thụ khí.
  • Sự va chạm: Độ xốp làm giảm sự sống mệt mỏi lên đến 40%.
  • Ví dụ: Dẫn bằng đồng C90700 phát triển khoảng trống nếu được đổ >1,080 ° C do hóa hơi chì.

Vết nứt nóng (Chất rắn nứt)

  • Gây ra: Phạm vi hóa rắn hẹp trong một số hợp kim (VÍ DỤ., Với - đồng) làm cho chúng dễ bị ứng suất nhiệt trong quá trình làm mát.
  • Sự va chạm: Vết nứt bắt đầu tại ranh giới hạt, thỏa hiệp tính toàn vẹn cấu trúc.

Mất nguyên tố quá nóng và hợp kim

  • Gây ra: Tiếp xúc mở rộng >1,100 ° C gây ra sự bốc hơi bằng thiếc (~ 1 trận2% mỗi giờ) và mất mát dẫn đầu trong các đồng đội chì.
  • Sự va chạm: Sức mạnh thấp hơn, khả năng gia công kém, và tăng độ giòn.

Key Takeaway:

Hầu hết các thất bại chất lượng trong sản xuất đồng phát sinh không phải từ lựa chọn hợp kim mà từ Kiểm soát nhiệt độ không phù hợp trong quá trình nóng chảy và đổ.

Bằng cách kết hợp Quản lý nhiệt nghiêm ngặt, Tối ưu hóa hợp kim, Và Kỹ thuật kiểm tra nâng cao, Tỷ lệ khiếm khuyết có thể giảm hơn 70%.

11. Xu hướng tương lai: Sản xuất thấp và phụ gia

Công nghệ đồng đang phát triển để đáp ứng các quy định về môi trường và nhu cầu sản xuất nâng cao, với những cân nhắc về phạm vi nóng chảy ở vị trí hàng đầu:

Đồng thấp và không có chì

  • Tài xế: Quy định môi trường (VÍ DỤ., Đề xuất California 65, Tôi Rohs) Hạn chế chì trong đồ đạc nước uống và bề mặt tiếp xúc với thực phẩm.
  • Thử thách phạm vi nóng chảy: Thay thế chì bằng bismuth (Bi) hoặc silicon (Và) Yêu cầu phải mở lại các phạm vi tan chảy 1% Bi, Nhưng BI dư thừa gây ra sự đốn.
  • Giải pháp: C90800 (Với 10% Sn-2% bi) có phạm vi tan chảy 920, Phù hợp với khả năng diễn viên bằng đồng trong khi đáp ứng các tiêu chuẩn không có chì.

Sản xuất phụ gia (3D In ấn)

  • Tài xế: Hình học phức tạp (VÍ DỤ., vòng bi tùy chỉnh) Việc đúc truyền thống đó không thể đạt được.
  • Thử thách phạm vi nóng chảy: Fusion giường bột (PBF) yêu cầu kiểm soát chính xác nhiệt độ laser (trên chất lỏng để tan chảy đầy đủ, Dưới đây để thiêu kết).
  • Giải pháp: Đối với C52100 Phosphor đồng PBF, Sử dụng nhiệt độ laser 1050 nhiệt1100 ° C (chất lỏng + 20Mạnh70 ° C.) Để đảm bảo liên kết lớp mà không bốc hơi bằng thiếc.

12. Phần kết luận

Các Điểm nóng chảy bằng đồng được hiểu rõ nhất là một Phạm vi nóng chảy được xác định bởi nhiệt độ Solidus và Liquidus.

Phạm vi này bị ảnh hưởng bởi thành phần hợp kim, cấu trúc vi mô, và tạp chất, và trực tiếp cai trị bằng đồng dàn diễn viên, hàn, và được xử lý nhiệt.

Kiểm soát cẩn thận các nhiệt độ tan chảy và đổ, Mở rộng cuộc sống dịch vụ, và giảm chi phí.

Bằng cách tích hợp kiến ​​thức sơ đồ pha với trải nghiệm đúc thực tế, Các kỹ sư và nhà sản xuất có thể khai thác hoàn toàn tính linh hoạt của đồng trong khi giảm thiểu rủi ro trong sản xuất.

Câu hỏi thường gặp

Phạm vi tan chảy của đồng được sử dụng trong cánh quạt biển là gì?

Cánh gió biển thường sử dụng đồng C92200 Hải quân bằng đồng (10% Sn) hoặc đồng trung bình C61400 (10% Al).

C92200 tan chảy ở 920 bóng1020 ° C, trong khi C61400 tan chảy ở 1050 nhiệt1130 ° C. Đồng bằng đồng được ưu tiên cho các cánh quạt lớn hơn do cường độ cao hơn ở nhiệt độ cao.

Nội dung chì ảnh hưởng đến phạm vi tan chảy của đồng như thế nào?

Dẫn trưởng hoạt động như một điểm trầm cảm điểm nóng chảy 1% tăng lượng chì làm giảm chất lỏng ~ 15 ° C.

Ví dụ, C90300 (2% PB) có chất lỏng chất lỏng 100, Trong khi C90700 (5% PB) Có chất lỏng 980 ° 100.

Tuy nhiên, chỉ huy >5% gây ra sự thiếu hụt nóng, làm cho đồng giòn ở nhiệt độ cao.

Tôi có thể hàn đồng với nhiệt độ giống như thép không?

KHÔNG. Thép (VÍ DỤ., A36) tan chảy ở 1425 bóng1538 ° C., cao hơn nhiều so với đồng.

Hàn bằng đồng C92200 cần nhiệt độ tối đa 950 ° C (Dưới điều kiện 1020 ° 100 của nó) Để tránh hóa hơi thiếc và kim loại cơ bản tan chảy.

Sử dụng nhiệt độ hàn thép sẽ phá hủy đồng.

Làm cách nào để đo phạm vi tan chảy của đồng trong một xưởng đúc?

Sử dụng một thiết bị nóng chảy nhiệt độ cao với một cặp nhiệt độ than chì và cặp nhiệt điện loại K.

Làm nóng a 5 M mẫu đồng bằng đồng ở 5 ° C/phút, ghi lại nhiệt độ khi hình thành chất lỏng đầu tiên (Solidus) và khi mẫu được nóng chảy hoàn toàn (chất lỏng).

Phương pháp này có độ chính xác ± 5 nhiệt10 ° C, đủ để kiểm soát chất lượng hàng loạt.

Tại sao bằng đồng nhôm có phạm vi tan chảy cao hơn bằng đồng bằng thiếc?

Nhôm tạo thành các hợp chất intermetallic chuyển động cao (VÍ DỤ., Cu₃al, nóng chảy ở 1037 ° C.) với đồng, làm tăng chất rắn và chất lỏng.

Thiếc, Ngược lại, tạo thành một dung dịch rắn dễ uốn hơn với đồng, phá vỡ liên kết nguyên tử và giảm phạm vi tan chảy. Ví dụ, 10% Al trong đồng tăng chất lỏng lên ~ 100 ° C so với. 10% Sn.

Để lại một bình luận

Địa chỉ email của bạn sẽ không được xuất bản. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Cuộn lên đầu

Nhận báo giá tức thì

Vui lòng điền thông tin của bạn và chúng tôi sẽ liên hệ với bạn ngay lập tức.