Berilijev baker je tipičen visoko{0}}zmogljiv material iz bakrove zlitine, ki se pogosto uporablja v elektroniki, avtomobilski elektroniki, natančnih relejih in novi energetski opremi zaradi svoje kombinacije visoke trdnosti, visoke elastičnosti, visoke prevodnosti in odlične odpornosti proti utrujenosti. Pri izdelavi natančnih strukturnih komponent se berilijev baker pogosto predeluje v vzmeti, kontakte in različne visoko{2}}zanesljive prevodne strukturne komponente, kot so berilijevi bakreni vtisi, berilijevi bakreni vzmetni kontakti in električne kontaktne vzmeti BeCu. Te komponente običajno zahtevajo postopke natančnega žigosanja ali progresivnega žigosanja, zato ima sposobnost oblikovanja materiala odločilen vpliv na kakovost končnega izdelka.
Z vidika materialnega sistema spada berilijev baker med tipične bakrove-zlitine, ki se utrjujejo. Z obdelavo raztopine in staranjem je mogoče doseči stanje materiala, ki združuje visoko trdnost in dobro prevodnost. Zato se berilijeve bakrove zlitine pogosto uporabljajo v visoko{3}}zanesljivih električnih povezovalnih sistemih. V teh aplikacijah mora imeti material odlične zmožnosti elastične obnovitve, hkrati pa ohranjati stabilno prevodnost pod dolgotrajnimi- pogoji ciklične obremenitve.
Vendar pa pri dejanski proizvodnji žigosanja nekateri trakovi iz berilijevega bakra med fazo oblikovanja kažejo lokalne razpoke ali celo zlome. To ne vpliva le na izkoristek izdelka, ampak tudi poveča proizvodne stroške. Zlasti pri-postopkih oblikovanja z visoko natančnostjo, kot je žigosanje BeCu, žigosanje z berilijevo zlitino ali natančno žigosanje berilija, se napake v materialu pogosto povečajo, kar vodi do širjenja razpok med žigosanjem.
Nadaljnje testiranje je razkrilo precej visoke ravni nečistoč, kot sta magnezij (Mg) in kalcij (Ca) v materialu. Vsebnost Mg je bila približno 242 mg/kg, vsebnost Ca pa približno 341 mg/kg. Za materiale iz berilijevega bakra visoke čistosti je treba vsebnost teh elementov nečistoč običajno nadzorovati pod 50 mg/kg. Prekomerna vsebnost nečistoč negativno vpliva na enotnost mikrostrukture in mehanske lastnosti materiala.
V sistemih berilijevega bakra imajo elementi, kot sta Mg in Ca, visoko kapaciteto trdne raztopine v bakreni matrici, vendar tudi zlahka tvorijo oksidne vključke s kisikom. Na primer, Ca se poveže s kisikom in tvori delce kalcijevega oksida. Ti delci so običajno sferični ali nepravilno porazdeljeni in obstajajo znotraj matrice kot vključki. V mikrostrukturi materiala imajo ti vključki znatne razlike v fizikalnih lastnostih v primerjavi z bakreno matriko.
Med žigosanjem je material izpostavljen kompleksnim napetostnim stanjem, vključno z nateznimi, strižnimi in upogibnimi napetostmi. Kadar so v materialu prisotni trdi vključki, je deformacijska zmogljivost teh območij znatno nižja kot pri okoliški matrični kovini, kar vodi do lokalizirane koncentracije napetosti. Ko ta koncentracija napetosti doseže določeno raven, se razpoke začnejo v bližini vključkov in se širijo vzdolž smeri deformacije.
Pri dejanskih postopkih žigosanja se razpoke običajno pojavijo na dnu kraterja žigosanja ali na območju največje deformacije, smer razpok pa je pogosto pravokotna na smer valjanja. Ta značilnost loma je značilna za postopke, kot sta vtiskovanje pločevine iz berilijevega bakra in izdelava pločevine BeCu. Ko so v materialu prisotni vključki, se napetost vtiskanja prednostno koncentrira na teh območjih in tako tvori točke začetka razpok.
Da bi se izognili podobnim težavam s pokanjem, je treba med proizvodnjo materiala okrepiti metalurško kontrolo kakovosti. Prvič, vire elementov nečistoč je treba strogo nadzorovati med fazo ulivanja ingotov, zmanjšati vnos nečistoč, kot sta Mg in Ca, z optimizacijo kakovosti surovin za taljenje. Drugič, med rafiniranjem je mogoče uporabiti učinkovite postopke odstranjevanja žlindre in tehnike filtracijskega litja za odstranitev ne-kovinskih vključkov iz taline.
Poleg tega je potreben strog nadzor mikrostrukture materiala med nadaljnjimi postopki valjanja in toplotne obdelave, da se zagotovi enotnost zrn in mikrostrukturna stabilnost. Celovit sistem vodenja kakovosti materiala lahko znatno zmanjša vsebnost vključkov in s tem izboljša sposobnost oblikovanja materiala v procesih žigosanja z visoko-prevodnostjo bakra in natančnega žigosanja.
Na splošno je glavni vzrok za razpoke v berilijevem bakrenem traku v prisotnosti ne-kovinskih vključkov, kot so kalcijevi oksidi v materialu. Ti vključki porušijo enotnost mikrostrukture materiala in ustvarijo lokalizirane točke koncentracije napetosti, ki zlahka postanejo točke začetka razpok med deformacijo vtiskovanja. Okrepitev metalurškega nadzora kakovosti surovin, zmanjšanje vsebnosti elementov nečistoč in optimizacija postopkov taljenja in litja lahko učinkovito izboljšajo sposobnost oblikovanja berilijevega bakrenega traku in zmanjšajo tveganje pokanja pri žigosanju.
kontaktirajte nas
Če iščete zelo zanesljivoBerilijevi bakreni žigosaniali natančne rešitve fleksibilnih povezovalnih komponent, se obrnite na nas. Naša inženirska ekipa lahko zagotovi strokovno podporo materialov in procesne tehnologije za vaš projekt.
