În calitate de furnizor de piese de turnare din aliaje de cupru, am petrecut o tonă de timp pentru a face față acestor produse și a învăța despre ceea ce le face să bifeze. Una dintre cele mai importante proprietăți pe care le urmăm întotdeauna este duritatea turnărilor din aliaj de cupru. Nu este doar un număr aleatoriu; Afectează cât de bine va performa turnarea în diferite aplicații. Deci, să ne cufundăm în factorii care pot influența duritatea acestor castinguri.
Compoziție din aliaj
Primul și probabil cel mai evident factor este compoziția din aliaj. Elemente diferite sunt adăugate la cupru pentru a crea diferite tipuri de aliaje de cupru și fiecare element aduce propriul său set de proprietăți.
Zinc în castinguri de alamă
Când vine vorba deCastinguri din alamă, zincul este principalul element de aliere. Brass este practic un aliaj de cupru și zinc. Pe măsură ce procentul de zinc crește, duritatea turnării din alamă crește. Atomii de zinc sunt mai mici decât atomii de cupru, iar atunci când sunt adăugați la rețeaua de cupru, creează un efect solid - de întărire a soluției. Aceasta înseamnă că atomii de zinc perturbă aranjarea periodică a atomilor de cupru, ceea ce face mai greu ca luxațiile (defecte în structura cristalului) să se miște. Drept urmare, alama devine mai grea și mai rezistentă la deformare.
Siliciu în turnările din bronz de siliciu
ÎnCastinguri din bronz din siliciu, Siliconul este elementul de aliere cheie. Silicon formează compuși intermetalici cu cupru. Acești compuși sunt foarte greu și acționează ca bariere în mișcarea dislocărilor în structura cristalului. Prezența acestor compuși intermetalici duri crește semnificativ duritatea turnării din bronz de siliciu. De asemenea, siliciul ajută la îmbunătățirea fluidității aliajului topit în timpul turnării, ceea ce poate duce la o microstructura mai uniformă și la o distribuție mai bună a durității generale.
Alte elemente de aliere
Există, de asemenea, alte elemente precum staniu, nichel și aluminiu care pot fi adăugate în aliaje de cupru. Tinul este utilizat în mod obișnuit în aliajele de bronz. Formează o soluție solidă cu cupru și contribuie, de asemenea, la întărirea soluției solide. Nichelul poate îmbunătăți rezistența și duritatea aliajelor de cupru, în special în aplicațiile de temperatură ridicată. Aluminiul formează un strat de oxid dur pe suprafața turnării, care nu numai că oferă rezistență la coroziune, dar adaugă și duritatea generală a aliajului.
Tratament termic
Tratamentul termic este un alt factor crucial care poate avea un impact mare asupra durității turnurilor din aliaj de cupru.
Recoacere
Recuperarea este un proces de tratare a căldurii în care turnarea este încălzită la o temperatură specifică și apoi răcită lent. Acest proces este utilizat în principal pentru a ameliora tensiunile interne din turnarea generată în timpul solidificării și prelucrării. Recuperarea poate fi folosită și pentru a înmuia turnarea. Când o turnare din aliaj de cupru este anexată, luxațiile din structura cristalului se pot reorganiza și anihila reciproc. Aceasta reduce rezistența la deformare, iar turnarea devine mai moale.
Stingerea și temperarea
Schemarea implică încălzirea turnării la o temperatură ridicată și apoi răcirea rapidă a acesteia. Acest lucru poate duce la formarea unei soluții solide suprasaturate în aliaj. Răcirea rapidă prinde elementele de aliere din rețeaua de cupru, împiedicându -le să formeze compuși stabili. Acest lucru creează o forță ridicată și o structură dură. Cu toate acestea, turnările stinse sunt adesea foarte fragile. Pentru a reduce fragilitatea, se efectuează temperarea. Temperarea este un proces în care turnarea stinsă este încălzită la o temperatură mai scăzută și apoi răcită. Acest lucru permite ca unele dintre tensiunile interne să fie ușurate și microstructura să devină mai stabilă, rezultând o casting care are un echilibru bun de duritate și duritate.
Proces de turnare
Modul în care este făcută turnarea poate afecta și duritatea acesteia.
Rata de solidificare
Rata de solidificare a aliajului de cupru topit este foarte importantă. Când aliajul topit se răcește repede, boabele din turnare sunt mai mici. Cerealele mai mici înseamnă că în turnare există mai multe granițe. Limitele cerealelor acționează ca bariere în mișcarea luxațiilor, astfel încât o casting cu boabe mai mici este, în general, mai grea. De exemplu, în turnare, aliajul topit este forțat într -o cavitate de matriță și se răcește rapid. Aceasta duce la o turnare cu o microstructura cu granulație fină și o duritate relativ ridicată.
Porozitate
Porozitatea într -o turnare își poate reduce duritatea. Porozitatea este prezența unor mici găuri sau goluri în turnare, care poate fi cauzată de prindere a gazelor, de contracție în timpul solidificării sau de închidere și ridicare necorespunzătoare. Aceste goluri acționează ca concentratoare de stres. Când o sarcină este aplicată la turnare, stresul este concentrat în jurul golurilor, iar turnarea este mai probabil să se deformeze. Drept urmare, o turnare cu porozitate ridicată va avea o duritate mai mică în comparație cu o turnare densă, non -poroasă.
Dimensiunea cerealelor
Mărimea cerealelor din turnarea aliajului de cupru este strâns legată atât de rata de solidificare, cât și de tratamentul termic.
Influența solidificării asupra mărimii cerealelor
Așa cum am menționat anterior, o rată de solidificare rapidă duce la dimensiuni mai mici de cereale. În schimb, o rată de solidificare lentă permite ca cerealele să crească mai mari. Cerealele mai mari au mai puține granițe de cereale și, din moment ce limitele de cereale împiedică mișcarea luxațiilor, o turnare cu cereale mai mari va fi mai moale. De exemplu, în turnarea cu nisip, rata de răcire este relativ lentă în comparație cu turnarea. Așadar, turnările din aliaj de cupru nisip - au adesea cereale mai mari și o duritate mai mică în comparație cu cele turnate.
Rafinament de cereale
Rafinarea cerealelor poate fi obținută prin adăugarea de agenți de rafinare a cerealelor în timpul procesului de topire. Acești agenți acționează ca nuclei pentru formarea de noi boabe în timpul solidificării. Prin creșterea numărului de nuclee, dimensiunea bobului este redusă, iar duritatea turnării este crescută.
Finisaj de suprafață
Finisajul de suprafață al unei turnări din aliaj de cupru poate avea, de asemenea, un impact asupra durității percepute.
Întărirea suprafeței
Suprafață - Procesele de întărire pot fi utilizate pentru a crește duritatea stratului de suprafață al turnării. O metodă comună este nitrarea, unde atomii de azot sunt difuzați pe suprafața turnării la temperaturi ridicate. Acest lucru formează compuși de nitruri duri pe suprafață, ceea ce poate îmbunătăți semnificativ rezistența la uzură și duritatea stratului de suprafață.
Prelucrare și măcinare
Operațiunile de prelucrare și măcinare pot afecta și duritatea suprafeței. În timpul acestor operații, suprafața turnării poate fi întărită. Forțele mecanice exercitate în timpul prelucrării fac ca luxațiile din stratul de suprafață să se înmulțească și să interacționeze, crescând rezistența la deformare și, prin urmare, duritatea suprafeței.
Dacă sunteți pe piață pentru piese de înaltă calitate din aliaj de cupru de înaltă calitate și doriți să discutați despre cerințele de duritate pentru aplicația dvs. specifică, mi -ar plăcea să discutăm. Avem o gamă largă deCastinguri de cupruDisponibil, iar echipa noastră de experți vă poate ajuta să alegeți procesul de tratare a aliajului și căldurii potrivite pentru a obține duritatea dorită.
Referințe
- „Aliaje de cupru și cupru” de ASM International
- „Tehnologie de turnătorie” de Peter W. Schaeffer
- „Principiile și tehnicile de tratare termică” de George E. Totten și David Scott Mackenzie