Медно серебряные сплавы

Сразу отмечу распространённую ошибку – многие путают легирование с плакированием. Когда в медно серебряные сплавы добавляют больше 8% Ag, уже надо смотреть не на электропроводность, а на межфазную коррозию. У нас на ООО ?Сучжоу Ляньсинь Новые материалы и технологии? как-раз был случай с перерасходом серебра из-за неверного чтения ТУ.

Технологические нюансы состава

Вот этот момент с фазовыми переходами – бич всех новичков. Берут стандартную медь-24% серебра, а потом удивляются, почему при 600°C начинается расслоение. Я всегда советую смотреть не на равновесные диаграммы, а на реальные кривые охлаждения конкретной партии.

Кстати, на сайте https://www.lianxin-metal.ru есть хорошая подборка по фазовым превращениям в титан-медных системах, но там не хватает именно практических данных по скоростям закалки. Мы как-то пробовали ускоренное охлаждение в инертной среде – получили неравномерность твёрдости до 15 HB.

Заметил интересную особенность: при содержании серебра выше 12% резко меняется поведение материала при контактной сварке. Видимо, из-за образования легкоплавких эвтектик по границам зёрен. В прошлом месяце пришлось переделывать партию контактов для вакуумных выключателей именно из-за этого эффекта.

Проблемы контроля качества

С ультразвуковым контролем вечная головная боль – стандартные дефектоскопы плохо видят включения размером меньше 50 мкм. Пришлось разрабатывать методику с комбинированным травлением. Помню, в 2021 году из-за этого пропустили партию с микропорами в прутках диаметром 40 мм.

Особенно сложно с контролем содержания кислорода. Казалось бы, медь-серебро не должны активно окисляться, но при литье в открытых формах получаем до 0.03% оксидов. Сейчас перешли на вакуумные печи с контролем точки росы -40°C.

Интересно, что в бескислородной меди проблемы другие – там как раз серебро помогает стабилизировать структуру. Но это уже отдельная тема, требующая обсуждения легирующих добавок.

Особенности механической обработки

Режущий инструмент для медно серебряные сплавы требует специальной геометрии. Стандартные резцы для меди дают нарост на передней поверхности, а для бронз – слишком быстрый износ. Мы после серии испытаний остановились на твердосплавных пластинах с CVD-покрытием.

Охлаждение – отдельная история. Водосодержащие эмульсии вызывают точечную коррозию, особенно в сплавах с прецизионным содержанием серебра. Перешли на синтетические охлаждающие жидкости, но их утилизация дороже в 3 раза.

Заметил интересный эффект: при скоростном фрезеровании сплав Cu-Ag 10% дает лучшую чистоту поверхности, чем чистая медь. Видимо, из-за дисперсных частиц Ag, предотвращающих налипание стружки.

Термическая обработка: тонкости

Отжиг – казалось бы, простейшая операция, но именно здесь чаще всего ошибаются. Для сплавов с 5-15% Ag критична скорость нагрева выше 300°C. Медленный нагрев приводит к коагуляции выделений по границам зёрен.

Закалка с 650°C в воде даёт интересный эффект – прочность растёт, но электропроводность падает не так сильно, как у бронз. Это мы обнаружили случайно, когда перепутали режимы для партии прутков.

Стареющие сплавы системы Cu-Ag-Be – вообще отдельная тема. Там столько нюансов с распадом пересыщенного твердого раствора, что на ООО ?Сучжоу Ляньсинь? пришлось разрабатывать специальные режимы с ступенчатым старением.

Практические применения и ограничения

В контактах высокого напряжения медно серебряные сплавы незаменимы, но для скользящих контактов уже не так хороши. Износ получается выше, чем у кадмиевой бронзы, хотя стойкость к электрической эрозии лучше.

Интересный случай был с заказом на радиаторы для мощных СВЧ-транзисторов. Рассчитывали на теплопроводность, но оказалось, что главное – коэффициент термического расширения. Пришлось добавлять вольфрам, хотя это усложнило прокатку.

В последнее время много экспериментируем с медно-никель-кремниевыми системами как альтернативой – они дешевле, но требуют более сложной термообработки. Для ответственных применений всё же возвращаемся к проверенным серебросодержащим составам.

Перспективы развития

Сейчас изучаем возможность использования наноразмерных добавок серебра – не как легирующего элемента, а как модификатора структуры. Первые результаты обнадёживают: при содержании всего 0.3% Ag в виде наночастиц получаем рост прочности на 20% без потери проводимости.

Ещё одно направление – комбинированные покрытия на основе медно серебряные сплавы. Традиционные гальванические методы не всегда обеспечивают нужную адгезию, пробуем напыление в вакууме с ионной бомбардировкой.

Коллеги из отдела разработок ООО ?Сучжоу Ляньсинь Новые материалы и технологии? недавно получили интересные данные по совместимости с алюминиевыми сплавами. Возможно, в следующих проектах будем использовать биметаллические структуры.