20 медные сплавы завод

Когда слышишь про заводы с 20 медными сплавами, сразу представляется полный цикл — от выплавки до готового проката. Но на практике часто оказывается, что половина составов либо дублирует друг друга по свойствам, либо требует пересмотра легирования из-за устаревших ГОСТов. Вот, к примеру, бериллиевая бронза — в теории идеальна для пружинных контактов, но если не выдержать режим старения, получишь либо хрупкость, либо недостаточную упругость. У нас на участке как-то запустили партию БрБ2 без контроля фазового превращения — в итоге 30% заготовок пошло под переплавку.

Сложности легирования хром-циркониевой меди

С ХЦр-медью работаем лет пять, и до сих пор нет-нет да всплывают нюансы. Основная головная боль — равномерность распределения дисперсных частиц хрома после закалки. Помню, в прошлом квартале пришлось забраковать партию электродов для контактной сварки — на шлифах видна была полосчатость. Технолог грешил на скорость охлаждения, а оказалось, проблема в исходной шихте — поставщик подмешал лом с остаточным алюминием.

Сейчас перешли на вакуумный переплав для ответственных марок, но это удорожает процесс процентов на 15. Хотя для автопрома, где нужна стабильная электропроводность в 80% IACS, вариантов нет — обычная индукционная печь даёт разброс до 5% по свойствам.

Интересно, что медно-никель-кремниевые сплавы в этом плане менее капризны — там главное выдержать гомогенизацию при 900°C. Но их применение ограничивает цена никеля, особенно после последних санкционных ограничений.

Проблемы с обработкой бериллиевой бронзы

С БрБ2Т работаем преимущественно для нефтегазового клапана — требуется сочетание износостойкости и антиискровых свойств. Но фраза 'бериллиевая опасность' у многих технологов вызывает панику, хотя на деле при термообработке в шахтных печах с принудительной вытяжкой концентрация ниже ПДК в разы. Гораздо реальнее проблема — образование пор при закалке с 780°C, если не соблюсти скорость переноса из печи в закалочный бак.

Один раз пришлось экстренно менять всю оснастку для закалки — конструкторы не учли тепловое расширение контейнеров, в результате деформация заготовок достигла 0.8 мм на 300 мм длины. Пришлось пустить всё на мелкий штамповочный инструмент, хотя планировали для прецизионных деталей.

Сейчас экспериментируем с бериллиевой бронзой с добавкой кобальта — якобы повышает red hardness, но пока результаты противоречивые. В Японии такие составы используют для матриц горячего прессования, но у нас пока не вышло повторить их режимы старения.

Нюансы работы с фосфористой бронзой

БрОФ6.5-0.15 — казалось бы, классика для пружинящих элементов. Но когда заказчик требует сопротивление усталости при циклических нагрузках в 10^7 циклов, начинаются тонкости. Например, обязательная дробеструйная обработка после штамповки — без неё предел выносливости падает на 20-25%. Мы в ООО 'Сучжоу Ляньсинь Новые материалы и технологии' как-то провели сравнительные испытания — разница между просто отожжёнными и дробеструенными образцами была как между носком и канатом.

Ещё важный момент — контроль содержания фосфора. При превышении 0.25% начинает выделяться легкоплавкая эвтектика, что критично для деталей, работающих при 200-250°C. Как-то получили рекламацию от производителя электроразъёмов — контакты 'плыли' при пайке волной. Оказалось, в шихте был перерасчёт фосфора из-за неучтённого остатка в оборотном сырье.

Сейчас для таких случаев держим отдельный запас первичной меди — дороже, но зато стабильные характеристики. Кстати, на сайте https://www.lianxin-metal.ru у нас есть подробные ТУ на фосфористую бронзу с реальными производственными допусками, а не общими фразами из ГОСТ.

Специфика бескислородной меди для электротехники

Бескислородная медь М0б — тема отдельного разговора. Многие думают, что главное — содержание кислорода ниже 0.001%, но на деле чистота по сере и селену не менее важна. Для вакуумных камер СВЧ-приборов, например, даже 0.0005% серы уже критично — при отжиге появляется пористость по границам зёрен.

У нас был опыт поставки прутка М0б для европейского производителя ускорителей частиц — так они требовали дополнительно провести масс-спектрометрию на галогены. Пришлось модернизировать газоанализатор, зато теперь этот метод используем для всех ответственных заказов.

Интересно, что для криогенной техники иногда выгоднее использовать медь с микродобавкой теллура — теплопроводность чуть ниже, зато нет хладноломкости. Но это уже ноу-хау, которое не везде применимо.

Практика применения титано-медных сплавов

С титано-медными сплавами работаем в основном для химического машиностроения — теплообменники для агрессивных сред. Основная сложность — неоднородность структуры после литья. При содержании титана выше 4% начинается сегрегация по дендритам, что убивает коррозионную стойкость.

Помню, для одного завода минеральных удобрений делали трубные доски — пришлось разрабатывать спецрежим электрошлакового переплава с попеременным подогревом. Без этого на травленных шлифах видна была полосчатость через каждые 2-3 мм.

Сейчас пробуем добавлять в титано-медь микродозы церия — по данным литературы, должно улучшать литейные свойства. Пока испытания на стойкость в сернокислых средах идут, но первые результаты обнадёживают — скорость коррозии упала на 15% по сравнению со стандартным БрТ1.9.

Опыт с медно-железными композитами

Медно-железные системы — отдельная головная боль из-за склонности к ликвации. Для контактов высокого давления иногда требуется медь с 10-15% Fe, но при обычной кристаллизации железо собирается в крупные включения. Пришлось внедрять центробежное литьё с контролем переохлаждения.

Один раз чуть не сорвали поставку для тягового оборудования — при микроскопии обнаружили сетку феррита по границам зёрен. Спасла только экстренная гомогенизация в проточном атмосферном азоте, хотя по технологии положен вакуум.

Сейчас для таких случаев в ООО 'Сучжоу Ляньсинь Новые материалы и технологии' используем порошковую металлургию — дороже, зато гарантированная однородность. Кстати, на сайте https://www.lianxin-metal.ru есть примеры микроструктур таких композитов — видно, как отличается распределение фаз по сравнению с литьём.

Перспективы медно-алюминиевых биметаллов

Медно-алюминиевые композиты — казалось бы, всё просто: медь для проводимости, алюминий для лёгкости. Но на стыке материалов вечно проблемы с межфазной диффузией. При температурах выше 300°C начинают расти хрупкие интерметаллиды, которые потом приводят к отслоениям под нагрузкой.

Мы как-то для авиационного завода делали шины системы электроснабжения — при вибрационных испытаниях 40% образцов вышли из строя по границе раздела. Пришлось внедрять никелевый подслой, хотя это снижает общую электропроводность.

Сейчас тестируем плазменное напыление с последующим прокатом — пока получается добиться адгезии до 150 МПа, что для большинства применений достаточно. Но для космической техники всё равно требуют монолитные решения, так что продолжаем эксперименты с взрывной сваркой.