ما هي المعالجة الحرارية لسبائك النحاس؟

تلعب سبائك النحاس والنحاس، باعتبارها مواد معدنية صناعية لا غنى عنها، دورًا محوريًا في العديد من المجالات مثل الأغشية الحيوية والمنتجات البحرية بفضل موصليتها الكهربائية والحرارية الممتازة، ومقاومتها الممتازة للتآكل، وأداء المعالجة الجيد، وقوتها الكبيرة ومقاومة التعب. ووفقا للبيانات، فإن استخدام سبائك النحاس في الصناعات الكهربائية والبناء والنقل وغيرها من الصناعات يمثل أكثر من 60٪، مما يدل على أهميتها.

المعالجة الحرارية لسبائك النحاس هي عملية تتضمن خطوات متعددة الدقة مثل التسخين والعزل والتبريد. والغرض الأساسي منه هو تحسين الخصائص المختلفة لسبائك النحاس، مثل القوة والصلابة واللدونة ومقاومة التآكل.

1. الطرق الرئيسية للمعالجة الحرارية

الصلب

• التلدين بالتجانس: يستخدم بشكل رئيسي في السبائك والمسبوكات، بهدف تحقيق التوزيع الموحد للتركيب الكيميائي. بعد هذه المعالجة، يمكن تقليل تفاوت التركيب الكيميائي للصب إلى أقل من 5%.
• التلدين لتخفيف الإجهاد: القضاء بشكل فعال على الإجهاد الداخلي المتبقي المتراكم أثناء معالجة التشوه، واللحام، والصب، وضمان استقرار الأبعاد والأداء الموثوق به للأجزاء المشوهة على البارد أو الملحومة، ومنع تشوه قطعة العمل أثناء القطع. التلدين بتخفيف الإجهاد ضروري بشكل خاص للنحاس المشوه على البارد، وبرونز الألومنيوم، وبرونز السيليكون والمواد الأخرى ذات الميل الكبير إلى التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي. تتراوح درجة حرارة التلدين عادةً بين 230 إلى 350 درجة مئوية، ووقت التثبيت حوالي 30 إلى 60 دقيقة.
• التلدين بإعادة البلورة: المعروف أيضًا باسم التليين، ويغطي التلدين المتوسط، وتليين المنتج النهائي، وتليين الخامات. يتم إجراء التلدين المتوسط ​​بين اثنين من الدرفلة الباردة. يتم تسخينه إلى أعلى من درجة حرارة إعادة التبلور، ثم يتم تبريده ببطء بعد الإمساك به، مما يساعد على التخلص من تصلب العمل. تلدين المنتج النهائي مخصص للمواد المدرفلة على البارد إلى حجم المنتج النهائي. يتم الحصول على الخصائص والحالة المرغوبة من خلال التحكم الدقيق في درجة حرارة التلدين ووقت التثبيت. يتم تلدين الخامات المعدنية بعد الدرفلة على الساخن، بهدف إزالة التصلب الناتج عن التشوه الحراري غير الكامل وتعزيز التجانس الهيكلي.

معالجة المحاليل الصلبة (التبريد)

• الغرض: تسخين السبيكة إلى درجة حرارة يتم عندها إذابة الطور الثاني بشكل كامل أو إلى الحد الأقصى في المحلول الصلب، وتبريدها بسرعة بعد الإمساك بها لمنع الطور الثاني من إعادة الترسيب وتكوين محلول صلب مفرط التشبع. يجب أن تكون درجة حرارة التبريد أقل من درجة حرارة الانصهار وأعلى من درجة حرارة خط الذوبان. يعتمد وقت الاحتفاظ بشكل أساسي على معدل ذوبان مرحلة التقوية. كلما كان وقت نقل التبريد أقصر، كلما كان ذلك أفضل. عادة ما يتم التحكم في درجة حرارة الماء أقل من 25 درجة مئوية لضمان تأثير التبريد.

علاج الشيخوخة (تلطيف)

• الغرض: تعزيز ترسيب الجزيئات الدقيقة والمشتتة في المحلول الصلب المفرط التشبع، وبالتالي تحسين خصائص السبائك. عادة ما يعتمد علاج الشيخوخة على الشيخوخة الاصطناعية أو الشيخوخة الاصطناعية المباشرة بعد العمل الساخن. بالنسبة للسبائك التي تم تقادمها، إذا تم توليد إجهاد داخلي لسبب ما، فإن إعادة التقادم مطلوبة (درجة الحرارة أقل قليلاً من المرحلة السابقة). دقة التحكم في درجة الحرارة عالية للغاية، بشكل عام لا تتجاوز ±3 درجة مئوية.

2. احتياطات المعالجة الحرارية

• طريقة التسخين: يمكن إجراء المعالجة الحرارية لسبائك النحاس عن طريق تسخين الفرن والتسخين التعريفي وطرق أخرى. الاختيار المعقول لطريقة التسخين يمكن أن يقلل بشكل كبير من خطر الأكسدة والاحتراق، ويحسن كفاءة وتأثير المعالجة الحرارية.
• التحكم في درجة الحرارة: التحكم في درجة الحرارة في المعالجة الحرارية أمر بالغ الأهمية. قد تؤدي درجة الحرارة المرتفعة جدًا إلى حبيبات خشنة وتطاير العناصر وحتى الاحتراق الزائد؛ درجة الحرارة المنخفضة جدًا ستجعل من الصعب تحقيق تأثير تحسين الأداء المتوقع. لذلك، يجب التحكم بدقة في درجة الحرارة وفقًا لمتطلبات المواد والعمليات المحددة.
• التحكم في الوقت: يجب تعديل وقت الاحتفاظ بكل مرحلة مثل التسخين المسبق، والتليين المتجانس، والتبريد، والتلطيف، وما إلى ذلك بعناية وفقًا للمادة والعملية لضمان أفضل تأثير للمعالجة الحرارية.
  التحكم في الغلاف الجوي: في بعض عمليات المعالجة الحرارية، يجب التحكم في الغلاف الجوي لتقليل الأكسدة والاحتراق. على سبيل المثال، تقلل المعالجة الحرارية الفراغية من مخاطر الأكسدة من خلال البيئة الفراغية؛ تستخدم المعالجة الحرارية للغلاف الجوي الوقائي غازًا خاملًا (مثل النيتروجين) أو غازًا مخفضًا (مثل الهيدروجين) لمنع الأكسدة والاحتراق.

3. تطبيق المعالجة الحرارية

• سبائك النحاس المصبوب: يتم استخدام معظم سبائك النحاس المصبوب مباشرة في حالة الصب ولا يمكن تقويتها بالمعالجة الحرارية. ومع ذلك، يمكن لبعض السبائك، مثل برونز البريليوم وبرونز الكروم وبرونز السيليكون وبعض السبائك عالية النحاس، تحقيق تحسين الأداء من خلال المعالجة الحرارية.
• سبائك النحاس المشوهة: المنتجات شبه المصنعة من النحاس المشكلة على البارد (مثل الأسلاك والألواح والقضبان والأنابيب وما إلى ذلك) لها ظاهرة تصلب العمل، والتي يجب التخلص منها من خلال التلدين لتخفيف الضغط وإعادة التلدين لتحسين اللدونة؛ وفي الوقت نفسه، يمكن أيضًا تحسين قوتها وصلابتها من خلال معالجة المحاليل وعلاج الشيخوخة. تشير البيانات إلى أنه يمكن زيادة قوة وصلابة سبائك النحاس المشوهة المعالجة بالحرارة بأكثر من 20%، كما يتم تحسين اللدونة بشكل كبير.

باختصار، تعد المعالجة الحرارية لسبائك النحاس عملية معقدة وحساسة، ويجب تحديد طريقة المعالجة الحرارية والمعلمات بدقة وفقًا لتكوين السبائك وحالة المعالجة ومتطلبات الأداء.

تعمل شركة Zhejiang Mingxu Machinery Manufacturing Co., Ltd. بشكل رئيسي في محامل التشحيم الذاتي والمحامل الخطية. لديها أكثر من عشر سنوات من الخبرة في الإنتاج والبحث والتطوير في معالجة سبائك النحاس. مرحبًا بكم في مناقشة التكنولوجيا وتبادل المنتجات معنا: [email protected].