銅及其合金退火技術的必要性
在銅及其合金的加工過程中,銅零件在加工過程中經常會發生硬化。硬化雖然可以提高銅及銅合金的強度和硬度,但也會降低由于材料的塑性和韌性,冷加工(冷軋)后的型材(線材、棒材、板材)將難以進一步冷變形、冷沖或冷拉)。因此,在材料的冷軋或冷拔過程中,必須在一條線之間進行再結晶退火,以恢復其塑性,使銅片更軟,以便進行冷加工。這種類型的再結晶退火是中間(再結晶)退火。
銅合金棒材熱處理后的表面效果
為了改善材料的組織結構,使材料均勻,滿足使用條件的要求,成品必須進行再結晶退火,也就是最終的再結晶晶體退火。
通常在中間退火時,采用快速加熱,爐容量大,采用溫度上限。為提高再結晶溫度,細化晶粒,縮短加熱時間,減少氧化,提高生產率;最終退火,緩慢加熱,控制爐裝量,溫度下限,特別是薄壁件,保證產品性能均勻。溫度控制在±5℃以內,黃銅退火溫度為1.5~3h,錫青銅、鋁青銅、鈹青銅為1-3h。對于可以通過熱處理強化的銅合金,中間退火后必須緩慢冷卻。其他銅合金的冷卻速度對性能影響不大。中間退火的溫度與預先冷變形的程度、金屬成分、加熱速度和原始晶粒度有關。加熱溫度高于再結晶溫度。溫度過低,再結晶不完全,但過高會使晶粒粗大,使材料在下次冷加工時表面出現“桔皮”,危害很大,尤其是單相材料。
退火銅線
加工量較小時,宜選用晶粒細小的坯料。加工量大時,宜選用晶粒粗大的坯料。再結晶后銅合金的力學性能不僅與其成分有關,還與退火溫度和退火前冷加工量有關。
退火工藝還有一個重要的作用——退火緩解壓力!其作用是消除鑄件、焊接件和冷彎件的內應力,防止零件變形和開裂,還可以提高耐腐蝕性能(由于零件有拉應力,在腐蝕性介質中易產生應力腐蝕)。去應力退火還可以提高冷彎黃銅、鋅鎳合金和磷青銅的彈性和強度。一般合金去應力退火的保溫時間為1~3h,鈹青銅為15~20min。,去應力退火。一般銅合金彈性材料的強化和熱處理:有些銅合金通過冷塑性變形和低溫退火來提高其彈性極限,制成彈性元件。冷塑性變形程度越大,低溫退火后的彈性極限提高越多。
銅退火后的無鉻酸洗工藝
退火銅件表面一般有一層厚厚的黃色或黑色氧化層,進入下一道加工工序時需要進行酸洗,去除表面氧化皮,防止氧化皮影響后續加工質量。目前市場上廣泛采用的酸洗工藝有:鉻酸鹽酸洗工藝、三酸酸洗工藝和環保型銅無鉻酸洗工藝(該工藝由美貝士銅處理劑研發并申請專利)。由于不環保,鉻酸鹽和三酸工藝逐漸被取消和替代。下面介紹銅材料無鉻酸性洗液MS0312的應用知識。工廠實際生產流程為:無鉻酸洗處理(一般1分鐘左右)→水洗(沖洗表面殘留的酸)→中和防變色處理(中和表面未洗的酸洗,并有抗氧化處理的效果)工藝簡單易操作,操作方法基本相同鉻酸工藝幾乎甚至更簡單(無需硝酸預酸洗工藝)。本產品不含氮、磷、鉀、重金屬鉻等有害元素,真正做到環保無毒。