鈹銅合金是什么材料？鈹銅合金是一種用途極廣的沉淀硬化型合金。經(jīng)固溶及時(shí)效處理后，強(qiáng)度可達(dá)1250-1500MPa。其熱處理特點(diǎn)是：固溶處理后具有良好的塑性，可進(jìn)行冷加工變形。但再進(jìn)行時(shí)效處理后，卻具有極好的彈性極限，同時(shí)硬度、強(qiáng)度也得到提高。鈹銅的熱處理可以分成退火處理、固溶處理和固溶處理以后的時(shí)效處理。鈹銅熱處理到多少溫度？鈹銅硬度是多少？本文將詳細(xì)為大家介紹鈹銅合金材料、鈹銅合金熱處理溫度及硬度等相關(guān)知識(shí)。

 

一、鈹銅合金是什么材料？

 

鈹銅合金作為一種可鑄可鍛銅合金，又稱之為鈹青銅，鈹銅。它是力學(xué)、物理、化學(xué)綜合性能良好的一種合金，經(jīng)過(guò)淬火調(diào)質(zhì)后，具有高的強(qiáng)度，彈性，耐磨性，耐疲勞性和耐熱性，同時(shí)鈹銅還具有很高的導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性，耐寒性和無(wú)磁性，碰擊時(shí)無(wú)火花，易于焊接和釬焊，在大氣，淡水和海水中耐腐蝕性極好。

 

（鈹銅合金材料）

 

它是銅合金中性能最好的高級(jí)有彈性材料，有很高的強(qiáng)度、彈性、硬度、疲勞強(qiáng)度、彈性滯后小、耐蝕、耐磨、耐寒、高導(dǎo)電、無(wú)磁性、沖擊不產(chǎn)生火花等一系列優(yōu)良的物理、化學(xué)和力學(xué)性能。鈹銅顏色，一般會(huì)顯示出紅色或者黃色2種顏色，鈹銅顏色出現(xiàn)黃色和紅色都是正常的，因?yàn)樵谏a(chǎn)和存放過(guò)程中出現(xiàn)了氧化的化學(xué)反應(yīng)，是顏色發(fā)生變化。

 

參數(shù)：密度8.5g/cm3 淬火前硬度200-250HV 淬火后硬度≥36-42HRC 淬火溫度315℃≈600℃ 淬火時(shí)間2 hours

 

軟化溫度930℃軟化后硬度135±35HV抗拉強(qiáng)度≥1000mPa屈服強(qiáng)度（0.2%）MPa：1035彈性模量(GPa）：128電導(dǎo)率≥18%IACS導(dǎo)熱率≥105w/(m.k),20℃

 

鈹銅分高鈹銅、低鈹銅兩種。高鈹銅是指含鈹量大于2.0的鈹銅。鈹銅屬于焊接用電阻焊電極材料，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好，硬度高。焊接時(shí)，電極損耗少，速度快，成本低。

 

（1）鈹銅生產(chǎn)工藝：

 

鈹銅生產(chǎn)工藝分為用碳熱還原法生產(chǎn)鈹-銅中間合金、鈹銅合金的熔煉、銅合金的鑄錠和鈹銅合金板、棒、帶材的生產(chǎn)四步。

 

用碳熱還原法生產(chǎn)鈹-銅中間合金是指在熔融銅中直接用碳還原氧化鈹中的鈹，接著在銅中實(shí)施合金化。工業(yè)上用碳熱還原法制取鈹-銅中間合金是在電弧爐中進(jìn)行的，電弧爐置于密封容器內(nèi)，操作人員戴防毒口罩，先將10%-13%的氧化鈹與3%-7%的碳粉在球磨機(jī)中混勻并磨碎，然后一層銅、一層氧化鈹和碳粉混合物分批裝入電弧爐，通電熔化，熔化完后停電攪拌，爐內(nèi)溫度2000達(dá)到攝氏度。冷卻到950攝氏度-1000攝氏度時(shí)，合金名的碳化鈹、碳、殘留粉末浮起、扒渣，然后在950攝氏度時(shí)出爐澆鑄成2.25公斤或5公斤的錠塊。

 

熔煉鈹銅合金時(shí)所用的爐料包括新金屬、廢料、二次重熔料及中間合金。

 

鈹一般用鈹-銅中間合金（含鈹4%）；鎳有時(shí)用新金屬，即電解鎳，但最好用鎳-銅中間合金（含鎳20%）；鈷用鈷-銅中間合金（鈷5.5%），個(gè)別也有直接用純鈷的；鈦以鈦-銅中間合金（含鈦15%，也有含鈦27.4%）加入，個(gè)別也有直接加入海綿鈦的；鎂以鎂-銅中間合金（含鎂35.7%）加入。

 

加工過(guò)程中產(chǎn)生的碎屑（銑屑、切削屑等）和較小的邊角廢料，一般要經(jīng)過(guò)二次重熔后澆注成錠作為熔煉用爐料；除了再生的重熔料外，在配料時(shí)還通常往爐中直接加入一些鑄造廢料和加工廢料。

 

鈹銅合金的鑄錠分為非真空鑄錠和真空鑄錠。目前在鈹銅合金生產(chǎn)實(shí)際中使用的非真空鑄錠方法包括傾斜鐵模鑄錠、無(wú)流鑄錠、半連續(xù)鑄錠和連續(xù)鑄錠。前兩種方法只在生產(chǎn)規(guī)模較小的工廠使用。

 

專家介紹說(shuō)，要想獲得含氣量低、偏析小、夾雜量少、結(jié)晶組織均勻致密的鈹銅合金鑄錠，最好的辦法是真空熔煉后進(jìn)行真空鑄錠。真空鑄錠對(duì)保證易氧化元素如鈹、鈦的含量有顯著效果，必要時(shí)還可以通入惰性氣體對(duì)鑄錠過(guò)程進(jìn)行保護(hù)。

 

鈹銅熱處理定義：鈹青銅的熱處理鈹青銅的熱處理可以分成退火處理、固溶處理和固溶處理以后的時(shí)效處理。

 

鈹銅退(回)處理又分成：(1)中間軟化退火，可以用來(lái)做加工中間的軟化工序。(2)穩(wěn)定化回火，用于消除精密彈簧和校正時(shí)所產(chǎn)生的加工應(yīng)力、穩(wěn)定外形尺寸。(3)消除應(yīng)力回火，用于消除機(jī)械加工和校正時(shí)產(chǎn)生的加工應(yīng)力。

 

（2）鈹銅彈簧材料的熱處理規(guī)范：

 

材料牌號(hào)中間化軟退火穩(wěn)定化回火消除應(yīng)力回火

 

 

溫度時(shí)間（h)溫度時(shí)間（h)溫度時(shí)間（h）

QBe1.7 540~560 2~4 110~130 4~6 200~250 1~2

QBe1.9 540~560 2~4 110~130 4~6 200~250 1~2

 

鈹銅合金的生產(chǎn)工藝之鈹銅合金板、帶、條材的生產(chǎn)的步驟依次是鑄錠--表面銑削--加熱（800℃-900℃）--熱軋--水淬--銑面--冷軋--脫脂--固溶熱處理--酸洗--鈍化。

 

二、鈹銅熱處理到多少溫度以及硬度呢？

 

鈹銅又稱鈹青銅，是銅合金中的“彈性之王”，經(jīng)固溶時(shí)效熱處理后，可獲得高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性能的產(chǎn)品。高強(qiáng)度鑄造鈹青銅合金，經(jīng)熱處理后不僅具有高強(qiáng)度，很高的硬度而且具有耐磨、耐蝕的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)良的鑄造性能，鈹青銅合金適用于制造各種模具、耐磨件如凸輪、齒輪、蝸輪、軸承等。高導(dǎo)電鑄造鈹銅合金，經(jīng)熱處理后具有較高的導(dǎo)電率和導(dǎo)熱率，鈹銅合金適用于制造開關(guān)零件，強(qiáng)接觸和類似的載流元件，制作電阻焊的夾鉗、電極材料和塑料模具、水電連鑄機(jī)結(jié)晶器內(nèi)套等。高鈹銅具有高強(qiáng)度、高硬度、高導(dǎo)電性、高彈性、耐磨、耐疲勞、抗腐蝕性及彈性滯后小等特點(diǎn)，主要用于溫度控制器、手機(jī)電池、電腦、汽車零配件、微電機(jī)、電刷針、高級(jí)軸承、眼鏡、接觸件、齒輪、沖頭、各類無(wú)火花開關(guān)、各類焊接用電極及精密鑄造模具等。

 

鈹青銅是典型的時(shí)效析出強(qiáng)化型合金。高強(qiáng)鈹青銅的典型熱處理工藝是，在760～830℃溫度保溫適當(dāng)時(shí)間（每25mm厚的板材至少保溫60min），使溶質(zhì)原子鈹充分固溶于銅母體中，形成面心立方晶格的α相過(guò)飽和固溶體。隨后，在320～340℃溫度下保溫2～3h，完成脫溶析出過(guò)程，形成γ′相（CuBe2亞穩(wěn)定相）。該相與母體共格造成應(yīng)力場(chǎng)而強(qiáng)化了基體。高導(dǎo)鈹青銅典型的熱處理工藝是，在900～950℃的高溫下保溫一段時(shí)間，完成固溶過(guò)程，繼之在450～480℃下保溫2～4h，實(shí)現(xiàn)脫溶析出過(guò)程。由于合金中添加較多的鈷或鎳，其彌散強(qiáng)化質(zhì)點(diǎn)多為鈷或鎳與鈹形成的金屬間化合物。為進(jìn)一步提高合金的強(qiáng)度，往往在固溶熱處理之后和時(shí)效熱處理之前，對(duì)合金施行一定程度的冷加工，旨在實(shí)現(xiàn)冷作硬化和時(shí)效硬化的綜合強(qiáng)化效果。其冷加工度一般不超過(guò)37%。固溶熱處理一般應(yīng)由合金生產(chǎn)廠進(jìn)行。用戶將經(jīng)過(guò)固溶熱處理及冷軋的帶材沖制成零件后，自行時(shí)效熱處理，以獲得高強(qiáng)度的彈簧元件。

 

高性能鈹青銅模具材料硬度在(HRC)38—44之間，密度8.5g/cm3，主加元素為鈹，含鈹1.9%-2.15%，其廣泛適用于塑膠注塑成型模具的內(nèi)鑲件、模芯、壓鑄沖頭、熱流道冷卻系統(tǒng)、導(dǎo)熱嘴、吹塑模具的整體型腔、汽車模具、磨耗板等。

 

補(bǔ)充知識(shí)：鈹銅重量計(jì)算公式：

鈹銅棒重量計(jì)算公式：半徑x半徑x3.14x長(zhǎng)度x密度（8.9）/1000000

鈹銅板重量計(jì)算公式：長(zhǎng)x寬x厚x密度（8.9）/1000000

鈹銅帶重量計(jì)算公式：長(zhǎng)x寬x厚x密度（8.9）/1000000

鈹銅線重量計(jì)算公式：半徑x半徑x3.14x長(zhǎng)度x密度（8.9）/1000000

鈹銅扁條重量計(jì)算公式：長(zhǎng)x寬x厚x密度（8.9）/1000000

 

以上就是關(guān)于鈹銅的相關(guān)知識(shí)介紹，鈹銅帶應(yīng)用于微電機(jī)電刷，手機(jī)、電池、產(chǎn)品上，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)不可缺少的重要工業(yè)材料。當(dāng)以硬度試驗(yàn)值表示材料的強(qiáng)度時(shí)，它不能取代抗拉強(qiáng)度，當(dāng)同時(shí)給出抗拉強(qiáng)度和硬度值時(shí)，則優(yōu)先抗拉數(shù)值，而硬度值僅作為參考。