鈹青銅性能介紹及應用
當你在家里看到異域的新聞時,當你和遠在大洋彼岸的戰友一起玩游戲的時,你可曾想過,這都是鈹青銅的功勞?在青銅當中加入一點點鈹,可以有效提高青銅的強度和彈性,并且可以讓青銅更加的耐腐蝕。這種材料就叫做鈹青銅,高度耐磨、耐腐蝕,可以用于海底電纜等,所以你才能跨過萬里汪洋和好朋友一起play games!
含鈹的銅合金稱鈹青銅,鈹青銅鈹含量一般在1.5~2.5%之間,是一種過飽和固溶體銅基合金,是機械性能、物理性能、化學性能及抗蝕性能良好結合的有色合金。經固溶和時效處理后,具有與特殊鋼相當的高強度極限、彈性強度、屈服極限和疲勞極限,同時又具備有高的導電率、導熱率、高硬度和耐磨性,高的蠕變抗力及耐蝕性能。所以,鈹青銅的綜合性能優良。
鈹青銅,是銅合金中的“彈性之王”,經固溶時效熱處理后,可獲得高強度、高導電性能。將約2%的鈹溶于銅中可組成一系列鈹銅合金,其強度約為其它銅合金的2倍。并保持高的熱導率和電導率。具有優良的加工工藝性能、無磁性,沖擊時不產生火花。故而用途極廣,主要有如下幾方面:
(1)用作導電彈力元件和彈敏元件。鈹青銅總產量中的60%以上是用作彈性材料。例如在電子、儀表工業中大量用作開關、簧片、接觸件、觸點、膜盒、膜片、波紋管等彈性元件。
(2)用作滑動軸承和耐磨構件。由于鈹青銅的耐磨性很好,在計算機和許多民航客機中,多用鈹青銅制造軸承。倒如美國航空公司用鈹青銅代替銅軸承,使用壽命由8000h提高到28000h。而電力機車和電車的輸電線用鈹青銅制作,不僅耐蝕、耐磨、強度高,而且導電性能很好。
(3)用作安全防爆工具。在石油、化工、火藥等環境工作中,由于鈹青銅在沖擊時不產生火藥,故各種操作工具均可用鍍青銅制作,且已應用在各種防爆工作中。
(4)在塑料模具方面的應用。由于鈹銅合金具有高的硬度、強度和良好的導熱性和鑄造性,可直接鑄造出精度極高、形態復雜的模具,而且光潔度好,圖案清晰,生產周期短,舊模具材料可以重復使用,節省成本。現已用作塑料模具、壓力鑄造模具、精密鑄造模具、腐蝕型鑄模等。
(5)高導電鈹銅合金的應用。例如Cu-Ni-Be和Co-Cu-Be合金具有很高的強度和導電性,導電率可達50%IACS。主要用于電焊機的接觸電極、電子產品中高導電率的彈性元件等。這種合金的應用范圍正逐步擴大。
鈹青銅可以通過對成分、加工工藝和熱處理工藝的控制,從而可使合金性能在很大范圍內進行組合,使材料符合使用要求。鈹青銅有良好的加工成形性能,可以加工成各種各樣的半成品,在冷態可進行沖壓成形、電鍍、焊接與各種機械加工等。
高性能鈹銅主要圍繞有色金屬低壓、重力鑄造模具使用的各種工況,通過深入研究鈹青銅模具材料失效原因、成份和耐金屬液侵蝕性內在關系,開發了高導電(熱)性、高強度、耐磨性、耐高溫性、高韌性、耐金屬液侵蝕相結合的高性能鈹青銅模具材料,解決了國內有色金屬低壓、重力鑄造模具易裂、易磨損等難題,顯著提高了模具壽命和鑄件強度;克服了金屬液渣粘附和侵蝕模具;改善了鑄件表面質量;降低了生產成本;使模具壽命接近進口水平。
鈹青銅的質量檢測、分析
近年來,隨著電信、汽車等行業的發展,鈹銅合金應用范圍日益擴大,鈹銅合金市場需求量正在飛速遞增。同時對于鈹銅合金的元素成分檢測需求也跟著擴大,由星帆儀器自主研發推出的手持LIBS光譜儀,可以對有色合金材料進行現場快速精確定量分析。以確保鈹銅合金成分達到質量要求,機身小巧輕便,整體重量僅1.25KG。采用了先進的高功率小型化納秒激光技術,PLS,PCA等智能算法,等離子光譜技術,在分析輕質元素上得天獨厚。傳統的XRF手持式合金分析儀測不好輕質元素,更是檢測不出鈹元素,這就說明了它不適用于鈹青銅的檢測,加上XRF檢測限偏高,所以測量微量元素的誤差也較大。星帆手持LIBS光譜儀可以對鈹青銅進行100%的快速檢測,以保證用于加工的原材料符合質量要求。
我國鈹資源比較豐富,是世界上資源最多的國家之一,從五十年代末就有了鈹青銅的研制和生產,但發展很慢。因此,手持LIBS光譜儀的問世正好攻克了這一難題,省時、高效。