铍青铜合金经高温固溶处理或固溶处理后冷加工变形然后经低温时效处理可以获得其他铜合金无可比拟的综合性能特别是其强度、硬度、导电率、弹性性能和耐疲劳性能均远远超过一般铜合金堪称“铜合金之王”。此外铍青铜还具有抗腐蚀性、耐磨性、非磁性和适当的高温强度特别是在可燃气氛下机械接触不产生火花是防爆工具必备材料。同时诸如在航空仪表、精密仪器、接触片、弹片及计时器方面均广泛应用是国防军品、电子及家用电器行业不可缺少的重要基础材料。本文以QB2为例论述了铍青铜的性质及其线材生产加工工艺。

 

铍青铜合金的性能

 

1、铍青铜合金的化学成分、机械性能执行GB5233-85中的规定具体数据见表1机械性能见表2

 

铍青铜的合金性质

 

1、铜-铍二合金的部分平衡相图见图1。由图1可知α固溶体在864℃时能溶解铍的量为21当温度下降时溶解度显著减小700℃时为18600℃时为145400℃时为04而室温下则不超过02。含铍量在21以下的合金高温时呈α单相组织如给予淬火处理合金将保留其原有的单相组织;缓慢冷却时则α相中将首先析出β相此β相在576℃时起共析反应形成α+γ共析体其后因α固溶体中铍的溶解度减小显微组织中将又有二次γ相小粒出现。其中α固溶体具面心立方晶格β固溶体具体心立方晶格γ相为以化合物CB为基的固溶体亦具体心立方晶格。

 

2、铍在铜中的溶解度随温度降低而显著减小使得铍青铜可以进行沉淀硬化处理;合金淬火后作低温回火则硬度与强度都有显著提高但其程度与含铍量有密切关系:含1B时开始有沉淀硬化现象;含2铍时达最高值;超过25B时合金将呈现脆性故一般含铍量均在2～25之间。

 

3、另外合金中加入少量素镍能延缓再结晶阻止合金加热时的晶粒长大显著减慢冷却时的相变过程抑制时效中的晶界反应能使合金时效后的机械性能进一步提高。但是由于少量镍能急剧降低铍在α固溶体中的溶解度使铜-铍相图中的α相区缩小使合金的金相组织中出现一定数量的硬脆γ1相对合金的疲劳强度、弹性滞后和弹性稳定性都会产生不良影响特别是当γ1相成链(条)状分布时影响更大。因此控制γ1相的数量和分布是获得优良性能铍青铜加工材的一个重要问题。

 

4、为减少铍青铜组织的不均匀性及获得满意的γ1相分布在生产中除严格控制合金中的铍、镍含量外还可以通过采用大的加工率和适当的中间热处理方式(淬火或低温退火)来获得均匀而细小的γ1相分布。

 

铍青铜线材拉伸工艺说明

 

1、拉伸:对软状态线坯和经过淬火处理的半成品线材因为消除了加工硬化合金塑性较好所以一道次加工率较大但为保证成品表面质量成品两道次拉伸加工率略小。两次淬火间总加工率可为40～60。

 

2、淬火:对于含铍量高于17的铍青铜其最佳淬火温度为780～790℃保温时间一般不超过15(当装炉量较大时应适当延长)出炉后迅速将料投入水箱中。冷却后吊出料用压缩冷气将料上附着的水吹干。

 

3、时效:根据客户要求对冷加工后的硬态成品在320℃温度下时效60。

 

4、酸洗:淬火后线材表面的氧化层主要是CO和BO。酸洗液为10HNO3与15H2SO4的混合液酸洗温度为40～60℃时间为3～6为宜。时间过长或不足都会对制品的表面质量有影响。酸洗化学反应方程式如下:

 

CO+2HNO3=C(NO3)2+H2O

 

CO+H2SO4=CSO4+H2O

 

BO+2HNO3=B(NO3)2+H2O

 

BO+H2SO4=BSO4+H2O

 

热处理工艺对铍铜性能的影响

 

1、由于铍青铜有很高的热处理强化效果属于析出硬化型材料故其制品一般都要进行淬火时效处理。铍青铜高温的单相组织可用淬火方法保留到室温水淬是使加工产品保持固溶状态最常用的方法。淬火加热温度和保温时间的选择原则是使强化相充分固溶且保持适当大小的晶粒(一般要求0015～0045)。但淬火温度过高或保温时间过长都会使晶粒急剧粗化。淬火加热温度对QB2制品晶粒大小的影响。

 

2、二铜-铍合金加热时晶粒极易长大冷却时固溶体分解速度很快并发生明显的体积变化极易在材料内部形成内应力而导致开裂为防止固溶体分解须采用极快的速度冷却。为保证淬火质量淬火时装炉量不易过大。淬火速度对QB2硬度的影响

 

3、铍青铜时效时连续脱溶过程如下:过饱和固溶体※γ″※γ′※γ。其中γ″、γ′都是过渡相由于γ″相与基体的比容差及共格应变大且其析出密度极高故有很大的强化效果。研究表明当γ″相将向γ′相转变时强化效果最高。但铍青铜在时效过程中在发生连续脱溶的同时往往伴有不连续脱溶。

 

4、不连续脱溶一般从晶界开始。当不连续脱溶胞自晶界向晶内长大时晶内才开始按正常(连续脱溶)方式普通脱溶。因此当晶内由于脱溶而强化时晶界部分早已过时效造成组织和性能的不均匀性。试验证明当时效温度低于380℃时铍青铜以连续脱溶为主;在380℃以上时时效则不连续脱溶占优势。因此铍青铜的时效温度不能太高一般不高于325～330℃。铍青铜线材制品的时效保温时间一般为软态18012硬态120硬态60。表6为铍青铜的主要淬火、时效温度。

 

赫达铜合金所销售的铍铜合金全系列材料均采用优质进口铍母合锭来料生产保质保量我们承诺所经营的全系列铍铜合金绝不用一公斤废料来生产铍铜合金产品为您在竟争中取得先机赫达铜合金一站式应用服务商！

在贵金属投资中，黄金白银占的是主要地位，但是专家预计，在未来，易车磷青铜C5440价也将成为主导，如果在未来，电动车时代到来，那么作为传导好的铜将成为新贵。