Îmbunătățirea rezistenței la uzură și a rezistenței la oxidare a Seria aliajului de cupru Poate porni de la aspecte precum compoziția materialelor, tehnologia de procesare, tratarea suprafeței și proiectarea aplicațiilor.
1. Îmbunătățiți rezistența la uzură și rezistența la oxidare prin optimizarea compoziției aliajului
1.1 Adăugați elemente rezistente la uzură
Chrom (CR): Cromul poate îmbunătăți duritatea și rezistența la uzură a aliajelor de cupru în timp ce îmbunătățește rezistența la coroziune.
Beriliu (BE): cuprul de beriliu are o rezistență extrem de mare și un modul elastic, în timp ce prezintă o rezistență excelentă la uzură.
Mangan (MN) și nichel (NI): Aceste elemente pot forma cereale fine și uniforme în aliajele de cupru, îmbunătățind rezistența la uzură și rezistența la oxidare.
1.2 Adăugați elemente antioxidante
Aluminiu (AL): aluminiul poate forma un strat de protecție stabilă pentru oxidare pe suprafața cuprului pentru a preveni oxidarea ulterioară.
Silicon (SI): Siliconul poate îmbunătăți rezistența la oxidare la temperaturi ridicate a aliajelor de cupru și este potrivită în special pentru aplicații la temperaturi ridicate.
Elemente de pământ rare: cum ar fi yttrium (y) și ceriu (CE). Elementele rare ale pământului pot îmbunătăți semnificativ rezistența la oxidare a aliajelor de cupru, în special în mediile oxidante la temperatură ridicată.
2. Optimizați tehnologia de fabricație și prelucrare
2.1 Rafinarea cerealelor
Prin controlul proceselor de turnare și de lucru la rece, boabele sunt rafinate și structura structurală a aliajului este îmbunătățită, îmbunătățind astfel rezistența la uzură și rezistența la oxidare.
Utilizați tehnologie rapidă de solidificare sau adăugați rafinatoare de cereale (cum ar fi zirconiul zr) pentru a controla procesul de solidificare al aliajului.
2.2 Tratament termic
Tratament cu soluție solidă: distribuiți uniform elementele de solut din aliaj pentru a îmbunătăți rezistența și rezistența la uzură a matricei.
Tratamentul de îmbătrânire: optimizați temperatura și timpul de îmbătrânire, promovați precipitațiile de întărire a fazelor din aliaj și îmbunătățiți rezistența la duritate și la uzură.
2.3 Tehnologia de întărire a suprafeței
Placarea cu laser de suprafață: Un strat de aliaj rezistent la uzură este acoperit pe suprafața aliajului de cupru de laser pentru a îmbunătăți duritatea suprafeței și rezistența la uzură.
Tratamentul de întărire a suprafeței: cum ar fi stingerea încălzirii prin inducție sau carburizarea la temperaturi scăzute pentru a îmbunătăți rezistența la uzură a stratului de suprafață.
3. Tehnologia acoperirii de suprafață și tratamentul
3.1 Acoperire rezistentă la uzură
Acoperire ceramică: cum ar fi oxidul de aluminiu (AL2O3) sau acoperirea cu oxid de zirconiu (ZRO2), care poate îmbunătăți considerabil rezistența la uzură a aliajelor de cupru.
Acoperirea metalică: cum ar fi acoperirea cu nichel sau crom, care nu numai că îmbunătățește rezistența la uzură, dar îmbunătățește și rezistența la oxidare.
3.2 Acoperire anti-oxidare
Filmul de oxid: anodizarea este utilizată pentru a forma o peliculă de oxid densă pe suprafața aliajului de cupru pentru a preveni reacțiile de oxidare. Acoperirea ridicată a temperaturii: stropirea pe bază de aluminiu sau acoperirea de protecție la temperatură ridicată pe bază de aluminiu poate rezista eficient oxidarea la temperatură ridicată.
3.3 Acoperire nano
Tehnologia de acoperire a compozitelor la nano -scală este utilizată pentru a îmbunătăți rezistența la suprafață și rezistența la oxidare, păstrând în același timp conductivitatea electrică și termică a aliajelor de cupru.
4. Îmbunătățirea proiectării și optimizarea aplicațiilor
4.1 Proiectare structurală îmbunătățită
În medii de înaltă frecvență sau la temperaturi ridicate, proiectați o structură de aliaj de cupru cu piese rezistente la uzură înlocuibile pentru a reduce impactul general al uzurii.
Reglați geometria părții pentru a reduce stresul de contact pentru a reduce uzura.
4.2 Îmbunătățiți mediul de lucru
Măsuri de ungere: Utilizați lubrifianți de înaltă eficiență în aplicații pentru a reduce coeficientul de frecare și pentru a întârzia uzura.
Controlul mediului: în situațiile în care riscul de oxidare este ridicat, de umiditate de control și concentrație de oxigen pentru a reduce reacțiile de oxidare.
5. Evaluarea performanței și optimizarea continuă
5.1 Test de rezistență la uzură
Experimentele de simulare au fost efectuate folosind o mașină de testare a frecării și uzurii pentru a evalua rezistența la uzură a aliajelor de cupru în diferite compoziții și procese.
Reglați proiectarea materialului pe baza condițiilor de utilizare reale (de exemplu, sarcină, temperatură, viteză).
5.2 Test de performanță antioxidantă
Efectuați experimente de oxidare în condiții de temperatură ridicată pentru a observa rata de formare și stabilitatea stratului de oxid.
Optimizați ingredientele și procesele antioxidante prin analiza microscopică (cum ar fi scanarea microscopiei electronice, analiza spectroscopiei energetice).
6. Cazuri tipice și referințe de aplicație
Contacte electrice: fabricat din cupru de crom sau material de cupru de nichel, cu placare de aur de suprafață sau tratament cu nichel pentru a îmbunătăți rezistența la uzură și rezistența la oxidare.
Matrițele industriale: tratarea termică și acoperirea sunt efectuate pe suprafața matriței pentru a -și prelungi durata de viață.
Componente aerospațiale: Utilizați aliaje de cupru rar întărit de pământ pentru a asigura performanțe stabile în condiții de temperatură ridicată.
Prin optimizarea compoziției aliajului, îmbunătățirea proceselor de fabricație, tehnologia de tratare a suprafeței și proiectarea rezonabilă și ajustările aplicațiilor, rezistența la uzură și rezistența la oxidare a seriei de aliaje de cupru pot fi îmbunătățite semnificativ pentru a răspunde nevoilor industriale diverse.