JPORTÁL: Zvýšení tvárnosti měděných polotovarů žíháním

Při vývoji technologie tepelného zpracování mědi a jejích slitin je třeba vzít v úvahu dvě vlastnosti: vysokou tepelnou vodivost a aktivní interakci mědi s plyny při ohřevu. Při ohřevu tenkých výrobků a polotovarů je tepelná vodivost druhořadá. Při ohřevu masivních výrobků je vysoká tepelná vodivost mědi důvodem jejich rychlejšího a rovnoměrnějšího ohřevu v celém průřezu ve srovnání např. se slitinami titanu.

Vzhledem k vysoké tepelné vodivosti nevzniká problém prokalitelnosti při zpevňovacím tepelném zpracování slitin mědi. Při rozměrech polotovarů a výrobků používaných v praxi jsou kalcinovány skrz.

Měď a slitiny na ní založené aktivně interagují s kyslíkem a vodní párou při zvýšených teplotách, přinejmenším intenzivněji než hliník a jeho slitiny. V tomto ohledu se při tepelném zpracování polotovarů a výrobků z mědi a jejích slitin často používají ochranné atmosféry, zatímco v technologii tepelného zpracování hliníku se ochranné atmosféry používají jen zřídka.

Žíhání mědi a jejích slitin se provádí za účelem odstranění těch odchylek od rovnovážné struktury, které vznikly při procesu tuhnutí nebo v důsledku mechanického působení nebo předchozího tepelného zpracování.

Homogenizační žíhání zahrnuje ohřev ingotů na nejvyšší možnou teplotu, aniž by došlo k roztavení konstrukčních složek slitin. Likvační jevy v mědi a mosazi se vyvíjejí nevýznamně a k jejich homogenizaci postačí zahřátí ingotů pro tlakové zpracování za tepla. Hlavní slitiny mědi, které vyžadují homogenizační žíhání, jsou cínové bronzy, protože složení kapalné a pevné fáze v systému Cu-Sn je velmi odlišné, a proto dochází k intenzivnímu dendritickému zkapalňování.

V důsledku homogenizačního žíhání se zvyšuje homogenita struktury a chemického složení ingotů. Homogenní žíhání je jednou z podmínek pro získání kvalitního finálního produktu.

Rekrystalizační žíhání je jednou z běžných technologických etap při výrobě mědi a slitin na jejím základě.

Teplota, při které začíná rekrystalizace mědi, je intenzivně zvyšována prvky jako Zr, Cd, Sn, Sb, Cr, zatímco Ni, Zn, Fe a Co působí slabě.

Teplota rekrystalizace mosazi je také ovlivněna předchozím zpracováním, především stupněm deformace za studena a velikostí zrna vzniklého při tomto zpracování. Například doba před začátkem rekrystalizace mosazi L95 při teplotě 440 °C je 30 minut při stupni deformace za studena 30 % a 1 minuta při stupni deformace 80 %.

Velikost počátečního zrna ovlivňuje proces rekrystalizace opačně než zvýšení stupně deformace. Například u slitiny L95 s počáteční velikostí zrna 30 a 15 μm vede žíhání po 50% deformaci při teplotě 440 °C k rekrystalizaci po 5, respektive 1 minutě. Velikost počátečního zrna přitom neovlivňuje rychlost rekrystalizace, pokud teplota žíhání přesáhne 440 °C.

Za stejných podmínek deformace a žíhání se s rostoucím obsahem zinku zrnitost zmenšuje, dosahuje minima a následně se zvětšuje. Takže například po žíhání při 500 °C po dobu 30 minut je velikost zrna: v mědi 0,025 mm; v mosazi obsahující 15 % Zn -0,015 mm a v mosazi s 35 % Zn – 0,035 mm. V α-mosazích začíná zrno růst při relativně nízkých teplotách a dorůstá až do teplot solidu. U dvoufázových (α + β)- a speciálních mosazí dochází k růstu zrn zpravidla pouze při teplotách, při kterých zůstává jedna β-fáze. Například u mosazi L59 začíná výrazný nárůst zrna při žíhání nad teplotou 750 °C.

Teplota žíhání pro mosaz se volí přibližně o 250-350 °C nad teplotou, při které začíná rekrystalizace (tabulka 2.1).

Při žíhání slitin mědi obsahující 32-39 % Zn při teplotách nad přechodem α (α + p) se uvolňuje β fáze, která způsobuje nerovnoměrný růst zrna. Takové slitiny je vhodné žíhat při teplotách nepřesahujících α (α + β)-rovnovážnou linii systému Cu – Zn. V tomto ohledu by mosazi, jejichž složení se blíží bodu maximální rozpustnosti zinku v mědi, měly být žíhány v pecích s vysokou přesností regulace teploty a vysokou rovnoměrností jejího rozložení v celém objemu pece.

Na Obr. Tabulka 2.1 ukazuje optimální režimy žíhání pro jednoduché mosazi na základě výsledků zobecnění technologických doporučení nashromážděných v domácí a světové praxi. Existuje tendence ke zvýšení teploty úplného žíhání mosazi se zvyšujícím se obsahem zinku.

Způsoby žíhání mědi a slitin na ní založených*

žíhání pro snížení zbytkového napětí

Měď (MI. M2. MZ. M06)

L63 (kromě tenkých pásek)

ЛЖМц59-1-1. ЛМц58-2. ЛМКА58-2-1-1.

BrAZH9-4. BRAZHN 10-4-4. BrMts07-3, BrMts5

Podle A.P. Smiryagin a další.

Při volbě režimů pro rekrystalizační žíhání mosazi je třeba vzít v úvahu, že slitiny ležící v blízkosti fázové hranice α / (α + β) (obr. 2.1) mohou být tepelně zpevněny díky proměnlivé rozpustnosti zinku v mědi. Kalení mosazí obsahujících více než 34 % Zn je činí náchylnými ke stárnutí a schopnost kalení během stárnutí se zvyšuje se zvyšujícím se obsahem zinku až na 42 %. Tento typ tepelného kalení mosazi nenašel praktické uplatnění. Nicméně rychlost ochlazování mosazí typu L63 po opětovném žíhání ovlivňuje jejich mechanické vlastnosti. Možnost rozkladu přesycených roztoků v α-mosazích obsahujících více než 34 % Ζη a v (α + p)-mosazích by měla být také brána v úvahu při volbě režimů žíhání pro snížení pnutí. Silná deformace za studena může urychlit rozklad přesycených a- a β-roztoků během žíhání.

Teplota, při které mosaz L63 začíná rekrystalizovat, se pohybuje od 250 do 480 °C. Nejjemnější struktura ve slitině L63 vzniká po žíhání při teplotách 300-400 °C. Čím vyšší je stupeň předchozí deformace za studena, tím menší je velikost rekrystalizovaného zrna a tím vyšší tvrdost (za stejných podmínek žíhání).

Kvalita žíhaného materiálu je dána nejen jeho mechanickými vlastnostmi, ale také velikostí rekrystalizovaného zrna. Velikost zrna v plně rekrystalizované struktuře je zcela jednotná. Při nesprávném nastavení režimů rekrystalizačního žíhání jsou ve struktuře jasně detekovány dvě skupiny zrn různých velikostí. Tato tak zvaná dvojitá struktura je zvláště nežádoucí při operacích hlubokého tažení, ohýbání nebo leštění a leptání.

S nárůstem zrnitosti k určité hranici se zlepšuje lisovatelnost mosazi, ale zhoršuje se kvalita povrchu. Na povrchu produktu s velikostí zrn větší než 40 mikronů je pozorována charakteristická drsnost – „pomerančová kůra“.

Etapy vývoje deformované struktury se výrazně prodlužují v čase, a proto se zdá být možné získat částečně nebo zcela rekrystalizovanou strukturu s jemnými zrny změnou doby žíhání. Polotovary s neúplně rekrystalizovanou strukturou a velmi malou zrnitostí jsou raženy bez vytvoření „pomerančové kůry“.

Neúplné žíhání, jehož doba trvání je dána stupněm předběžné deformace, se provádí v rozmezí 250-400 °C. Pro zachování přesných technologických podmínek by takové žíhání mělo být prováděno v protahovacích pecích, kde je přísně kontrolována provozní teplota a doba zdržení (rychlost tažení).

Částečné žíhání se používá především ke snížení zbytkového pnutí, které může vést k takzvanému „sezónnímu praskání“. Tento typ koroze, který je vlastní mosazi obsahující více než 15 % Ζη, spočívá v postupném rozvoji mezikrystalických trhlin za současného působení pnutí (zbytkových i aplikovaných) a specifických chemických činidel (například roztoky a páry čpavku, roztoky soli rtuti, vlhký anhydrid kyseliny sírové atd.). Předpokládá se, že citlivost mosazí na sezónní praskání je způsobena spíše heterogenitou napětí než jejich absolutní velikostí.

Žíhání pro snížení zbytkového napětí se provádí v teplotním rozsahu pod teplotou počátku rekrystalizace, aby se mechanické vlastnosti získané kalením za studena znatelně nesnížily. Typicky se tento teplotní rozsah pohybuje mezi 250 a 330 °C a doba trvání žíhání se pohybuje od 1 do 2 hodin. Tato operace výrazně snižuje zbytková napětí a. zpravidla je zarovnává podle objemu produktu. (Režimy žíhání pro mosaz ke snížení zbytkových napětí jsou uvedeny v tabulce 2.1.)

ПоР»ÑŒÐ · овРn, Ðμл Noe
Registrace: 17.09.2011

Příspěvky: 30
Přítel: 0
Hlasy: 0/0

Přidáno: 28.09.2011 13:55:04

Řekněte mi, jak zvýšit tažnost měděných polotovarů (pro mince
atrakce)? Na jakou teplotu je třeba je zahřívat, jak dlouho je držet a jak potom
Ochladit – ihned do vody (oleje. ) nebo nechat na vzduchu do vychladnutí?
A jak moc se změní koeficient tvrdosti měděného bloku ve srovnání s ne
žíhaný (prosím, abych pochopil, zda hra stojí za svíčku)?

Moderátor
Registrace: 03.01.2005
Od: Perm

Příspěvky: 3037
Přítel: 3
Hlasy: 158/26

Přidáno: 28.09.2011 18:41:38

uchumelshik,
hra stojí za svíčku
O koeficientech vám neřeknu, musíte se podívat do knihy, ale možná vám to stejně někdo řekne
nemusíte ji ohřívat až na 700 stupňů (v kamnech, hořáku atd.) do vody, stačí ji ochladit.
ale je tu další nuance: při žíhání se na mědi objeví vodní kámen, strašný, černý, na výstavě budou v šoku)) můžete to samozřejmě vybělit např. v roztoku kyseliny citrónové, ale povrch bude matný, i když když ho pak vyrazíte a razítko vyleštíte, tak v zásadě i pro kontrast zdravé.
No, pokud se opravdu chcete vyhnout oxidům a dalším problémům s bělením a leštěním, pak je musíte žíhat v inertním prostředí. Existují taková kamna, která nejsou levná)))

ПоР»ÑŒÐ · овРn, Ðμл Noe
Registrace: 29.05.2008
Od: RKHTU im. Mendělejev, Moskva

Příspěvky: 870
Přítel: 18
Hlasy: 172/2

Přidáno: 01.10.2011 13:36:29

A opět při náhlém ochlazení bude měď tažnější než při pomalém ochlazování. Při žíhání jsem ji zahřála, dokud nesvítila tmavě červeně a dala do studené vody. Nebo jej můžete ochladit ve studeném roztoku kyseliny citrónové nebo šťavelové nebo sulfamové, abyste odstranili oxidy.

ПоР»ÑŒÐ · овРn, Ðμл Noe
Registrace: 17.09.2011

Příspěvky: 30
Přítel: 0
Hlasy: 0/0

Přidáno: 02.10.2011 13:20:54

“Nemusíte to házet do vody, nechte to vychladnout”

Nedávno jsem četl v jedné z referenčních knih:

———-
Měď lze vyrobit měkčí nebo tvrdší. Nicméně na rozdíl od
ocel kalení mědi dochází při pomalém ochlazování na vzduchu a měkkost mědi
získané rychlým ochlazením ve vodě. Pokud měděný drát nebo trubka
zahřejte do červena (600°) nad ohněm a poté rychle ponořte do vody, měď se stane
velmi měkké. Po získání požadovaného tvaru lze výrobek znovu zahřívat nad ohněm, dokud
400°C a necháme vychladnout na vzduchu. Drát nebo trubka se pak stanou
pevný.
———-

Ale na měřítko jsem ani nepomyslel, díky za upozornění!
Zajímá mě možnost navržená Kirillem Methodievichem:
„pro odstranění oxidů ochlaďte ve studeném roztoku kyseliny citrónové“
Tito. Při žíhání budeme obrobky házet ne do obyčejné vody, ale se zředěnou kyselinou citrónovou, jak tomu rozumím? Je běžná kyselina citronová, jak se prodává v obchodech, vhodná na vaření? Kolik gramů potřebujete na 1 litr vody? Alespoň přibližně?

ПоР»ÑŒÐ · овРn, Ðμл Noe
Registrace: 22.06.2008
Od: dražší než Petrohrad

Příspěvky: 3793
Přítel: 38
Hlasy: 455/8

Přidáno: 02.10.2011 21:45:49

uchumelshik,
50 gramů na litr na oko bude ještě méně. Stejný efekt bude v dusíku 5%, ale citron je dostupnější a bezpečnější. Opět – dobré na pitnou vodu)))))))) Mimochodem, v kyselém prostředí se měď ochladí ještě rychleji)))

Moderátor
Registrace: 03.01.2005
Od: Perm

Příspěvky: 3037
Přítel: 3
Hlasy: 158/26

Přidáno: 03.10.2011 11:16:10

Dobře, přesvědčili jsme))
zahřejte na 600 a prudce zchlaďte ve vodě (bělidlo)
ve skutečnosti si nevšimnete velkého rozdílu v měkkosti; vhození do bělidla je samozřejmě pohodlnější.

ПоР»ÑŒÐ · овРn, Ðμл Noe
Registrace: 28.12.2009
Od: Moskva

Příspěvky: 850
Přítel: 0
Hlasy: 39/2

Přidáno: 03.10.2011 17:41:45

A vroucí bělidlo v obličeji? A co ruce? A v očích hlavně na začátku – no, je to velmi zajímavé, co tam je a jak? V mé pracovní třídě si moje děti jen dávají obličej do vápna a snaží se to dostat ven prsty, a pinzeta se neustále zamotává. Kdyby něco, tak mě prostě zavřou do vězení. (mimochodem, tam pracujeme s mědí a bělidlo je citron)
]uchumelshik
Zdejší klenotníci vám zamotají hlavu, milují to, je to snadné.
Je potřeba posypat hodně citrony, zalít vodou tak, aby byla asi třetina nad citronem, zahřát – rozpustí se, v nějaké nerezové nádobě (není tam boruška, jak jsem to pochopil?) – nebo v sklo nebo plast, pokud je nezahříváte. Okem, nezatěžujte se koncentrací, sypte, dokud se nepřestane rozpouštět. Kyselinu citronovou můžete koupit v supermarketu v sekci potravin.
Oh, ano, nemůžete vizuálně určit teplotu žíhání obrobku podle barvy, není tam kamna, jak tomu rozumím.
Můžete jej žíhat na domácím plynovém sporáku, dokud nezíská tmavě karmínovou barvu, pak ve vodě, poté v bělidle a poté důkladně opláchnout vodou. No, bude matný. Pokud potřebujete lesk, vyleštěte (zmatněte – postupně: jemným brusným papírem, gumou na psací potřeby, GOI pastou z železářství na džíny nebo semiš). Pokud chcete přidat trochu tuhosti, před leštěním na něj poklepejte dřevěným kladivem na tvrdý, hladký povrch (je lepší použít kladivo z textolitu, ale to pravděpodobně také není k dispozici). Můžete také použít obyčejné kladivo, které jemně protluče silnou látku.