ivi.ru [CPS]

главная страница    словари    ГОСТЫ И ТУ    свойства металлов    производители металлов    о проекте

медь  бронза  латунь  алюминий  титан  никель  кобальт  цинк  магний  олово  свинец  медно-никелевые сплавы  вольфрам   молибден   ниобий   тантал

Обработка меди давлением

Бескислородная медь и медь чистотой 99,9%, раскисленная различными элементами с малым остатком раскислителя, по деформируемости в горячем и холодном состоянии превосходят кислородсодержащую, особенно огневого рафинирования.

Кислородсодержащую медь (слитки, заготовки) нагревают до температуры 875-900°С, продолжительность нагрева зависит от толщины слитков и составляет 15- 20 мин на каждые 25 мм толщины.

Нагрев кислородсодержащей ме­ди следует производить в нейтральной или окислительной атмосфере.             Минимальная температура окончания горячей прокатки - 700°С. Ниже этой тем­пературы кислородсодержащую медь обрабатывать не рекомендуется во избежание растрескивания заготовок.

Температура окончания горячего деформирования оказывает определенное влияние на последующую обработку и свойства меди, особенно это четко прослеживается при производ­стве проволоки. Чем выше температура окончания прокатки проволочной заготовки, тем больше доля растворенных в меди примесей. В зависимости от характера взаимодействия примесей с медью изменяется и температура ее рекристаллизаций.

Прокатку проволочной заготовки из кислородсодержащей меди на высокоскоростных стан­ках начинают  с температуры 920°С. Температура окончания прокатки - 750-780°С. Для кислородсодержащей мели интервал температуры окончания прокатки 780-900°С дает разницу в температуре рекристаллизации до 25°С. Колебания температуры окончания горячей прокатки являются основной причиной нестабильности свойств у отожженной проволоки из кислородсодержащей электролитической меди.

Условия охлаждения горячего проката оказывают аналогичное влияние на температуру рекристаллизации меди. Горячую обработку слитков из кислородсодержащей меди производят с небольшими обжатиями за проход. Комбинируя температуру и скорость охлаждения заготовки при пластической деформации, можно достигнуть оптимальных условий для получения однородных и стабильных свойств деформированных медных полуфабрикатов.

Слитки (заготовки) из бескислородной меди и меди, раскисленной фосфором с малым остатком раскислителя, нагревают в нейтраль­ной или восстановительной атмосфере до температуры порядка 800-850°С. Про­должительность нагрева не должна превышать 15 мин на каждые 25 мм толщины заготовки. Если продолжи­тельность выдержки при за­данной температуре для кислородсодержащей меди не оказывает заметного влияния на процесс прокатки, то для бескислородной меди такой продолжительный на­грев не рекомендуется, осо­бенно если    он производится без контроля атмосферы.

Оптимальная температу­ра при горячей прокатке и ковке (штамповке) - 735-790°С.

Медь бескислородную обрабатывают с максимальными обжатиями при про­катке или ударами средней и максимальной силы при ковке. Продолжительность горячей обработки бескислородной меди должна быть минимальной.

Нагрев меди, раскисленной фосфором с большим остатком раскислителя, производится до температуры около 900°С (875°С). При нагреве допустима слабоокислительная атмосфера, предпочтительно нагревать в нейтральной или восстановительной среде. Оптимальная температура горячей обработки - 780-850°С.

Степень холодной деформации оказывает существенное влияние на технологичность и свойства медных деформированных полуфабрикатов. При высоких обжатиях развивается кубическая форма текстуры, приводящая к значительной анизотропии механических лочении, применяемые при производстве тончай­шей проволоки из кисло­родсодержащей меди, приводят к рекристаллизации проволоки уже во время складирования при комнатной температуре, что значительно ухудшает ее качество.

Относительное удлинение такой проволоки после окончательного отжига почти на 50% меньше, чем у проволоки, у которой не были обнаружены признаки рекристаллизации после волочения.

Влияние примесей на деформируемость (обрабатываемость) меди

К наиболее вредным примесям относятся висмут, свинец, сурьма, селен и теллур. Висмут и свинец практически нерастворимы в твердой меди. Склонность висмута выпадать по границам зерен усугубляет отрицательное влияние этого элемента. Ослабление границ зерен происходит не только от наличия висмута, но и от влияния его большого объемного расширения. Содержание 0,005% Bi приводит к горячеломкости меди при горячей прокатке. С увеличением содержания висмута медь становится хрупкой и при комнатной температуре.

Влияние висмута на пластичность бескислородной меди более значительно, чем на пластичность кислородсодержащей меди, раскисленной фосфором. Наличие в меди кислорода оказы­вает благоприятное воздействие, так как образуются смешанные оксиды, которые уменьшают вредное влияние висмута. Если в меди присутсвуют мышьяк или селен, то в результате образования интерметаллических соединений вредное влияние висмута может быть нейтрали­зовано даже при его более высоком содержании. Висмут даже при содержании менее 0,005% ухудшает способность меди к деформации при глубокой вытяжке.

Свинец влияет на деформируемость меди в горячем состоянии несколько слабее висмута, поэтому допускается более высокое содержание его в меди. Вредное влияние свинца нейтра­лизуется мышьяком и кислородом. Некоторый избыток кислорода в кислородсодержащей меди нейтрализует вредное влияние свинца на деформируемость меди в горячем и холодном состоянии.

Из элементов VI группы (S, Se, Те) наиболее вредное влияние на горячую деформируемость меди, особенно горячую прокатку, оказывает теллур. В кислородсодержащей меди с 0,02% 02 присутствие даже 0,0001% Те вызывает растрескивание кромок при горячей прокатке. Это объясняется тем, что смешанные оксиды, содержащие теллур, низкоплавки. Медь, раскисленная фосфором с большим остатком раскислителя, не столь чувствительна к теллуру благодаря образованию тугоплавких теллурфосфорных интерметаллидов. Вли­яние теллура в такой меди сказывается при его концентрации 0,008%.

Содержание 0,001% Те не оказывает влия­ния на механические свойства меди, однако несколько уменьшает ее способность к де­формации при сложных процессах обработки, в частности, при глубо­кой штамповке.

Селен влияет анало­гично теллуру, однако допустимое содержа­ние селена несколько выше.

Сера в небольших количествах оказывает незначительное влияние на деформируемость меди в горячем и холодном состоянии. Серебро, мышьяк, железо, никель, олово и цинк, которые присутствуют в незначительных концентрациях в меди огневого рафинирования, не оказывают влияния на деформируемость меди в горячем и холодном состоянии.

Незначительные концентрации железа и никеля оказывают влияние на магнитные свойства, а элементы с высокой упругостью пара при повышенных температурах (Cd, Zn) могут оказы­вать отрицательное влияние на работу вакуумных приборов, состоящих из медных деталей, при повышенных температурах.

Элементы В, Li, Р и другие применяют для раскисления меди. Раскисленная медь с низким остаточным содержанием элементов-раскислителей отличается высокой деформируемостью.

Термообработка

Для меди применяют два вида термической обработки: отжиг - возврат, уменьшающий напряжение, и рекристаллизационный отжиг.

Процессы возврата, происходящие при температурах ниже температуры рекристаллизации,  вызывают изменение физических и механических свойств деформированной в холодном состоянии меди: повышается электропроводность,
увеличиваются показатели пластичности (относительное удлинение, относительное сужение), уменьшается собственное напряжение деформированных кристаллов.

Различные виды деформаций качественно одинаково влияют на изменение свойств деформированной меди при температурах ниже температуры рекристаллизации.