การวิเคราะห์กลไกการแตกร้าวของการปั๊มแถบทองแดงเบริลเลียม และประเด็นสำคัญของการควบคุมคุณภาพวัสดุ

อย่างไรก็ตาม ในการผลิตปั๊มขึ้นรูปจริง แถบทองแดงเบริลเลียมบางแผ่นมีรอยแตกร้าวหรือแตกหักเฉพาะจุดในระหว่างขั้นตอนการขึ้นรูป สิ่งนี้ไม่เพียงส่งผลกระทบต่อผลผลิต แต่ยังเพิ่มต้นทุนการผลิตอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการขึ้นรูปที่มีความแม่นยำสูง- เช่น การปั๊ม BeCu การปั๊มโลหะผสมเบริลเลียม หรือการปั๊มความแม่นยำของเบริลเลียม ข้อบกพร่องของวัสดุมักจะถูกขยายออกไป ซึ่งนำไปสู่การแพร่กระจายของรอยแตกในระหว่างการปั๊ม

การทดสอบเพิ่มเติมเผยให้เห็นองค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ในระดับสูง เช่น แมกนีเซียม (Mg) และแคลเซียม (Ca) ในวัสดุ ปริมาณ Mg อยู่ที่ประมาณ 242 มก./กก. ในขณะที่ปริมาณ Ca อยู่ที่ประมาณ 341 มก./กก. สำหรับวัสดุทองแดงเบริลเลียมที่มีความบริสุทธิ์สูง- โดยปกติแล้วเนื้อหาขององค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์เหล่านี้จะต้องได้รับการควบคุมให้ต่ำกว่า 50 มก./กก. ปริมาณสารเจือปนที่มากเกินไปส่งผลเสียต่อความสม่ำเสมอของโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติทางกลของวัสดุ

ในระบบวัสดุทองแดงเบริลเลียม องค์ประกอบเช่น Mg และ Ca มีความจุสารละลายของแข็งสูงในเมทริกซ์ทองแดง แต่ยังก่อให้เกิดการรวมตัวของออกไซด์กับออกซิเจนอีกด้วย ตัวอย่างเช่น Ca รวมตัวกับออกซิเจนเพื่อสร้างอนุภาคแคลเซียมออกไซด์ โดยทั่วไปอนุภาคเหล่านี้มีลักษณะเป็นทรงกลมหรือกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอ และมีอยู่ภายในเมทริกซ์ในลักษณะที่รวมอยู่ด้วย ในโครงสร้างจุลภาคของวัสดุ สารเจือปนเหล่านี้แสดงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในคุณสมบัติทางกายภาพเมื่อเปรียบเทียบกับเมทริกซ์ทองแดง

ในระหว่างการปั๊ม วัสดุจะอยู่ภายใต้สภาวะความเค้นที่ซับซ้อน รวมถึงแรงดึง แรงเฉือน และการดัดงอ เมื่อมีการรวมตัวอย่างแข็งภายในวัสดุ ความสามารถในการเปลี่ยนรูปของพื้นที่เหล่านี้จะต่ำกว่าของโลหะเมทริกซ์ที่อยู่รอบๆ อย่างมาก ซึ่งนำไปสู่ความเข้มข้นของความเค้นเฉพาะที่ เมื่อความเข้มข้นของความเครียดนี้ถึงระดับหนึ่ง รอยแตกร้าวจะเกิดขึ้นใกล้กับจุดรวมและแพร่กระจายไปตามทิศทางการเสียรูป

ในกระบวนการปั๊มขึ้นรูปจริง รอยแตกมักจะปรากฏที่ด้านล่างของปล่องปั๊มหรือในบริเวณที่มีการเสียรูปที่รุนแรงที่สุด และทิศทางของรอยแตกมักจะตั้งฉากกับทิศทางการหมุน ลักษณะการแตกหักนี้เป็นเรื่องปกติในกระบวนการต่างๆ เช่น การปั๊มแผ่นทองแดงเบริลเลียม และการผลิตแผ่น BeCu เมื่อมีสารเจือปนอยู่ภายในวัสดุ ความเค้นในการปั๊มจะกระจุกตัวอยู่ในบริเวณเหล่านี้เป็นพิเศษ ซึ่งทำให้เกิดจุดเริ่มต้นของรอยแตกร้าว

เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการแตกร้าวที่คล้ายคลึงกัน การควบคุมคุณภาพโลหะวิทยาจำเป็นต้องได้รับความเข้มแข็งในระหว่างการผลิตวัสดุ ประการแรก แหล่งที่มาขององค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ควรได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดในระหว่างขั้นตอนการหล่อโลหะ ซึ่งช่วยลดการแนะนำสิ่งเจือปน เช่น Mg และ Ca โดยการปรับคุณภาพของวัตถุดิบการถลุงให้เหมาะสม ประการที่สอง กระบวนการกำจัดตะกรันที่มีประสิทธิภาพและเทคนิคการหล่อแบบกรองสามารถนำมาใช้ในระหว่างการกลั่นเพื่อกำจัดสิ่งที่เจือปนที่ไม่ใช่โลหะ-ออกจากการหลอม

นอกจากนี้ จำเป็นต้องมีการควบคุมโครงสร้างจุลภาคของวัสดุอย่างเข้มงวดในระหว่างกระบวนการรีดและการบำบัดความร้อนในภายหลัง เพื่อให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอของเกรนและความเสถียรของโครงสร้างจุลภาค ระบบการจัดการคุณภาพวัสดุที่ครอบคลุมสามารถลดเนื้อหาที่รวมอยู่ได้อย่างมาก ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูปของวัสดุในกระบวนการปั๊มทองแดงและปั๊มทองแดงที่มีการนำไฟฟ้าสูง-

โดยทั่วไป สาเหตุที่แท้จริงของการแตกร้าวในแถบทองแดงเบริลเลียมอยู่ที่การมีสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะ- เช่น แคลเซียมออกไซด์ภายในวัสดุ การรวมเข้าด้วยกันเหล่านี้รบกวนความสม่ำเสมอของโครงสร้างจุลภาคของวัสดุ ทำให้เกิดจุดความเข้มข้นของความเค้นเฉพาะจุดซึ่งกลายเป็นจุดเริ่มต้นของรอยแตกได้ง่ายในระหว่างการปั๊มขึ้นรูปผิดรูป การเสริมสร้างการควบคุมคุณภาพโลหะวิทยาวัตถุดิบ การลดเนื้อหาขององค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ และการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการถลุงและการหล่อสามารถปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูปของแถบทองแดงเบริลเลียมได้อย่างมีประสิทธิภาพ และลดความเสี่ยงของการแตกร้าว

ติดต่อเรา