Оловянная латунь c2600

Если говорить про оловянную латунь C2600, многие сразу представляют себе стандартный пруток или лист, но на деле здесь есть масса подводных камней, о которых не пишут в справочниках. Часто путают, например, содержание олова — кто-то думает, что его можно варьировать как угодно, а на практике даже 0.5% сверх нормы приводит к хрупкости при холодной штамповке. Я сам через это проходил, когда заказали партию для штампованных контактов, а потом половина деталей пошла трещинами.

Особенности состава и структурные изменения

В C2600, если брать по ГОСТ или ASTM, медь должна быть в районе 70%, цинк — 30%, но именно легирование оловом (обычно до 1%) создаёт те самые антифрикционные свойства. Однако важно не просто выдержать химию, а понять, как ведёт себя структура при разных температурах. Например, если перегреть выше 700°C при отжиге, начинается активное испарение цинка — поверхность становится пористой, и это уже не исправить.

Однажды на производстве в ООО ?Сучжоу Ляньсинь Новые материалы и технологии? столкнулись с тем, что заказчик жаловался на ?рыхлость? поверхности после пайки. Оказалось, что проблема не в самом сплаве, а в том, что перед пайкой не учли коэффициент теплового расширения — латунь расширялась иначе, чем медный сердечник, и возникали микротрещины. Пришлось подбирать режимы пайки практически вслепую, методом проб и ошибок.

Кстати, по поводу оловянной латуни C2600 часто забывают, что её коррозионная стойкость в морской воде сильно зависит не только от олова, но и от наличия примесей вроде свинца. Если свинца больше 0.05%, то в солёной среде начинается межкристаллитная коррозия — проверяли на образцах для судовой арматуры. Пришлось закупать сырьё с более жёстким контролем.

Проблемы обработки и реальные случаи

При холодной штамповке оловянная латунь C2600 ведёт себя капризно — если не соблюсти степень деформации между отжигами, появляется текстура, которая потом рвётся при гибке. Как-то раз сделали партию контактов для реле, а они при монтаже лопались по линиям прокатки. Пришлось пересматривать всю технологическую цепочку: уменьшили обжатие за проход, добавили промежуточный отжиг при 550°C.

Ещё один момент — это шлифовка. Из-за мягкости латунь часто ?зализывает? абразив, и вместо гладкой поверхности получается волна. Мы в цехе перешли на бесщёточные шлифовальные головки с водяным охлаждением, но и это не панацея — если зерно круга слишком мелкое, начинает налипать стружка. Пришлось опытным путём подбирать зернистость под каждый тип изделий.

Особенно сложно с тонкостенными трубками — при диаметре меньше 8 мм и толщине стенки 0.5 мм C2600 начинает ?играть? при резании, появляется буртик. Решили проблему только когда перешли на резку ультразвуком, но это удорожает процесс процентов на 20. Не каждый заказчик готов платить за такие точности, хотя для медицинских инструментов без этого никак.

Взаимодействие с другими материалами

Когда оловянная латунь C2600 используется в паре с алюминиевыми сплавами (например, в медно-алюминиевых композитах), возникает гальваническая пара — без изоляции начинается интенсивная коррозия. Мы как-то поставили партию биметаллических пластин для теплообменника, а через полгода пришла рекламация — алюминиевая часть ?съелась? почти на 2 мм. Теперь всегда добавляем прокладки из фторопласта или хотя бы покрываем латунь пассивирующим составом.

Интересный опыт был с титано-медными композитами — при прессовании C2600 с титаном возникают проблемы из-за разницы в пластичности. Титан тянется плохо, а латунь ?течёт?, и в зоне контакта образуются пустоты. Пришлось разрабатывать многослойную схему прессования с промежуточными прокладками из никелевой ленты — никель здесь работает как буфер, выравнивая деформацию.

Кстати, в ООО ?Сучжоу Ляньсинь Новые материалы и технологии? как-то экспериментировали с покрытиями для оловянной латуни C2600 — пробовали наносить тонкий слой олова гальваническим способом, но оказалось, что при термоциклировании покрытие отслаивается из-за разницы ТКР. Перешли на химическое никелирование — держится лучше, но стоимость обработки выросла. Для массовых изделий такой вариант не всегда подходит.

Контроль качества и типичные дефекты

С оловянной латунью C2600 самый неприятный дефект — это скрытые раковины от литья. Они могут проявиться только после механической обработки, когда уже сделана сложная фрезеровка. Мы сейчас внедрили ультразвуковой контроль каждой партии, но даже это не даёт 100% гарантии — если раковина меньше 0.1 мм, УЗВ её не видит. Приходится дополнительно делать выборочный металлографический анализ.

Ещё одна головная боль — это изменение твёрдости по длине прутка. Как-то взяли партию прутков диаметром 40 мм, а при обработке на токарном автомате оказалось, что на хвостовиках твёрдость на 15 HB выше, чем в начале. Причина — неравномерность охлаждения после гомогенизации. Теперь всегда требуем от поставщика протоколы испытаний не только с торцов, но и с середины прутка.

Особенно строго контролируем содержание кислорода — если в C2600 его больше 0.02%, при пайке в вакууме начинается выделение газов, и паяный шов получается пористым. Для ответственных применений (например, в вакуумных камерах) перешли на бескислородные марки, но они дороже обычных на 25-30%. Зато рекламаций по пайке стало значительно меньше.

Перспективы применения и ограничения

Несмотря на все сложности, оловянная латунь C2600 остаётся незаменимой для пружинящих контактов в электротехнике — у неё оптимальное сочетание упругости и электропроводности. Но для динамически нагруженных узлов (например, подшипников скольжения) я бы рекомендовал всё-таки хром-циркониевую медь — у неё износостойкость выше, хотя и стоимость существенно больше.

В последнее время активно экспериментируем с использованием C2600 в медно-алюминиевых композитах для шин мощных трансформаторов — латунь здесь работает как переходный слой, компенсирующий разницу в тепловом расширении. Но пока не удаётся добиться стабильного контакта при термоциклировании — после 1000 циклов (-40...+120°C) начинается отслоение. Возможно, нужно менять технологию сварки взрывом.

Если говорить о будущем оловянной латуни C2600, то перспективы я вижу в сочетании с аддитивными технологиями — пробовали печатать из неё сложные теплообменники на установке SLM, но пока получается пористость выше 5%. Нужно подбирать режимы лазерного спекания практически с нуля, потому что стандартные параметры для меди здесь не подходят из-за наличия цинка. Думаю, через пару лет решим и эту задачу.