उच्च तांबा मिश्र धातु के रूप में क्या गिना जाता है
उच्च तांबा मिश्र धातु उन सामग्रियों का समूह है जो बिना मिश्र धातु वाले तांबे और पारंपरिक पीतल और कांसे के बीच स्थित हैं। उनमें लगभग 96% तांबा या अधिक होता है, इसलिए वे तांबे की अधिकांश चालकता को बनाए रखते हैं, जबकि एक या अधिक अन्य तत्वों का एक छोटा सा जोड़ ताकत, कठोरता और तापमान पर नरम होने के प्रतिरोध को बढ़ाता है। इस परिवार में आने वाले मिश्रधातुओं में बेरिलियम कॉपर, टाइटेनियम कॉपर, क्रोमियम कॉपर, ज़िरकोनियम कॉपर, कॉपर {3} निकेल {4}सिलिकॉन, कॉपर {{5} आयरन, और सिल्वर {{6} शामिल हैं, और उनमें से कई के लिए चीनी गढ़ा पदनाम GB/T 5231 में सूचीबद्ध हैं।
उनका उपयोग इसलिए किया जाता है क्योंकि शुद्ध तांबा गर्म होने या ठंडा होने पर जल्दी नरम हो जाता है: एनील्ड ताकत केवल कुछ सौ मेगापास्कल होती है, और यहां तक कि मध्यम सेवा तापमान भी स्प्रिंग संपर्क को ढीला करने या वेल्डिंग इलेक्ट्रोड को विकृत करने के लिए पर्याप्त है। उच्च तांबा मिश्र धातुएं यांत्रिक प्रदर्शन में बड़े लाभ के लिए चालकता के एक मामूली हिस्से का व्यापार करती हैं, और अक्सर उन्हें वर्षा या उम्र बढ़ने के उपचार द्वारा मजबूत किया जा सकता है, जो शुद्ध तांबा नहीं कर सकता है।
मुख्य प्रकार और उनका संपत्ति संतुलन
| परिवार | मुख्य जोड़ | विशिष्ट तन्य शक्ति | विशिष्ट चालकता |
|---|---|---|---|
| बेरिलियम कॉपर (QBe2, C17200) | 1.8 से 2.0% हो | 1200 से 1400 एमपीए, वृद्ध | लगभग 22 से 28% IACS |
| क्रोमियम कॉपर (QCr0.5, C18200) | 0.6 से 1.2% करोड़ | 400 से 500 एमपीए, वृद्ध | लगभग 80% IACS |
| कॉपर-ज़िरकोनियम (C15000) | 0.05 से 0.3% Zr | 350 से 450 एमपीए, वृद्ध | लगभग 80 से 90% IACS |
| तांबा-निकल-सिलिकॉन | सी के साथ नी | 700 से 850 एमपीए, वृद्ध | लगभग 30 से 40% IACS |
| चाँदी-ताँबा धारण करने वाला | 0.03 से 0.1% एजी | 220 से 350 एमपीए | लगभग 95 से 100% IACS |
| तांबा-लौह मिश्रधातु | पी के साथ फे | 400 से 550 एमपीए | लगभग 55 से 70% IACS |
बेरिलियम कॉपर व्यावसायिक उपयोग में सबसे मजबूत तांबा मिश्र धातु है और मानक सामग्री है जहां एक स्प्रिंग को एक छोटे खंड में उच्च तनाव रखना चाहिए, लेकिन इसकी लागत सबसे अधिक है और अधिकांश चालकता खो देता है। क्रोमियम कॉपर और कॉपर {{1}ज़िरकोनियम प्रतिरोध वेल्डिंग इलेक्ट्रोड सामग्री हैं: वे अधिक गरम होने से बचने के लिए पर्याप्त चालकता रखते हैं, फिर भी वे इलेक्ट्रोड चेहरे पर नरम होने का विरोध करते हैं। कॉपर{4}निकल{5}सिलिकॉन कनेक्टर्स और लेड फ्रेम के लिए मध्य स्थान रखता है, और सिल्वर{6}} वाले तांबे का उपयोग किया जाता है, जहां उपयोगी उच्च तापमान शक्ति को बनाए रखते हुए चालकता शुद्ध तांबे के करीब रहनी चाहिए।
तंत्रों को सुदृढ़ बनाना
आयु सख्त होना: बेरिलियम कॉपर और कॉपर {{0}निकल {{1}सिलिकॉन को घोल से उपचारित किया जाता है, बुझाया जाता है और फिर महीन कणों को अवक्षेपित करने के लिए वृद्ध किया जाता है जो प्रवाहकीय मैट्रिक्स को काफी हद तक बरकरार रखते हुए ताकत बढ़ाते हैं।
सीमित घुलनशीलता के साथ वर्षा: क्रोमियम और ज़िरकोनियम में बहुत कम घुलनशीलता होती है, इसलिए एक छोटा सा जोड़ और एक नियंत्रित थर्मल चक्र केवल मामूली चालकता दंड के साथ प्रमाण शक्ति में बड़ी वृद्धि उत्पन्न करता है।
फैलाव और ठोस घोल: तांबा {{0}लोहा -फॉस्फोरस मिश्रधातु बारीक अवक्षेपों और नियंत्रित अशुद्धियों पर निर्भर करते हैं, जो कनेक्टर स्ट्रिप के लिए ताकत, मोड़ने की क्षमता और थर्मल स्थिरता का अच्छा संतुलन प्रदान करते हैं।
मामूली ठोस समाधान प्रभाव: चांदी युक्त तांबे में चांदी का चालकता पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, लेकिन नरम तापमान बढ़ जाता है, जो कम्यूटेटर और उच्च तापमान वाइंडिंग में मायने रखता है।
अनुप्रयोग और चयन मार्गदर्शन
स्प्रिंग संपर्क और रिले भाग, कनेक्टर टर्मिनल और लीड फ्रेम, प्रतिरोध वेल्डिंग इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोड धारक, मोल्ड टूलींग आवेषण और कोर, वेल्डिंग हथियार, विद्युत स्विचगियर घटक, मोटर कम्यूटेटर, हीट सिंक और थर्मल प्रबंधन भाग, और सटीक भाग जहां थोड़ी मात्रा में चालन और पहनने के प्रतिरोध दोनों की आवश्यकता होती है।
चयन उन दो संख्याओं से शुरू होना चाहिए जो हमेशा विरोधाभासी होती हैं: डिजाइन सीमा के भीतर तापमान वृद्धि को बनाए रखने के लिए आवश्यक चालकता, और यांत्रिक कर्तव्य के लिए आवश्यक प्रमाण शक्ति या स्प्रिंग बल। एक प्रतिरोध वेल्डिंग इलेक्ट्रोड सबसे पहले एक थर्मल समस्या है, जो क्रोमियम कॉपर या कॉपर ज़िर्कोनियम की ओर इशारा करता है। किसी सीमित स्थान में उच्च तनाव वाले स्प्रिंग का संपर्क सबसे पहले एक यांत्रिक समस्या है, जो बेरिलियम कॉपर की ओर इशारा करता है। जहां डिज़ाइन दोनों के बीच बैठता है, तांबा {{6} निकल - सिलिकॉन आमतौर पर बेरिलियम तांबे की तुलना में कम सामग्री लागत के साथ सबसे अच्छा समझौता देता है।
प्रसंस्करण की स्थितियाँ यह तय करती हैं कि गुण वास्तव में प्राप्त किए गए हैं या नहीं। समाधान उपचार और उम्र बढ़ने के तापमान और समय का सटीक रूप से पालन किया जाना चाहिए, उम्र बढ़ने से पहले ठंड में कमी वसंत के तापमान को निर्धारित करती है, और बाद में किसी भी टांकना या वेल्डिंग को उम्र बढ़ने के तापमान से अधिक नहीं होना चाहिए या वर्षा संरचना नष्ट हो जाएगी और भाग स्थायी रूप से नरम हो जाएगा।
गुणवत्ता नियंत्रण और हैंडलिंग आवश्यकताएँ
सामग्री को आम तौर पर स्ट्रिप, कॉइल, रॉड, बार, तार या ट्यूब के रूप में आपूर्ति की जाती है, उत्पाद मानकों के साथ आयाम, स्वभाव और यांत्रिक आवश्यकताओं को नियंत्रित किया जाता है, और ASTM E1004 के तहत एक एड़ी वर्तमान उपकरण के साथ तैयार भागों पर चालकता को सत्यापित किया जाता है। उम्र बढ़ने की प्रतिक्रिया की पुष्टि उत्पादन लॉट के साथ संसाधित नमूनों की कठोरता और तन्यता परीक्षण से की जाती है, क्योंकि समाधान उपचार तापमान में एक छोटा सा विचलन एक बैच छोड़ सकता है जो ताकत तक नहीं पहुंचेगा।
बेरिलियम -युक्त मिश्रधातुओं को विशिष्ट हैंडलिंग नियंत्रण की आवश्यकता होती है। बेरिलियम एक श्वसन संवेदी है, इसलिए पीसने, मशीनिंग और वेल्डिंग संचालन के लिए लागू व्यावसायिक जोखिम सीमाओं के आसपास धूल या धूआं निष्कर्षण, हाउसकीपिंग और व्यक्तिगत सुरक्षा की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए जीबीजेड 2.1 में निर्धारित रासायनिक एजेंट सीमाएं। जहां यांत्रिक कर्तव्य अनुमति देता है, वहां इस हैंडलिंग बोझ से बचने के लिए कुछ तांबे {{3} निकल {{4} सिलिकॉन और तांबा {{5} लौह मिश्र धातु को आंशिक रूप से विकसित किया गया है, और उनके बीच का चयन प्रक्रिया मार्ग के साथ-साथ संपत्ति तालिका पर भी किया जाना चाहिए।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों
प्रश्न: उच्च तांबा मिश्र धातु को क्या परिभाषित करता है?
ए: तांबे की सामग्री लगभग 96% या उससे अधिक है, जिसमें बेरिलियम, क्रोमियम, ज़िरकोनियम, निकल, सिलिकॉन, टाइटेनियम, टिन या चांदी जैसे छोटे जोड़ शामिल हैं जो तांबे की अधिकांश चालकता को संरक्षित करते हुए ताकत, कठोरता और नरम होने के प्रतिरोध को बढ़ाते हैं।
प्रश्न: कौन सी उच्च तांबे की मिश्र धातु सबसे मजबूत है?
ए: बेरिलियम कॉपर, उदाहरण के लिए उत्तरी अमेरिकी अभ्यास में क्यूबी2 ग्रेड या सी17200, पुरानी स्थिति में लगभग 1200 से 1400 एमपीए तक पहुंच जाता है, जबकि चालकता की कीमत लगभग 22 से 28% आईएसीएस तक गिर जाती है।
प्रश्न: क्रोमियम कॉपर का उपयोग किस लिए किया जाता है?
ए: प्रतिरोध वेल्डिंग इलेक्ट्रोड, इलेक्ट्रोड धारक और वेल्डिंग हथियार, क्योंकि यह शुद्ध तांबे की तुलना में कहीं बेहतर इलेक्ट्रोड चेहरे पर नरमी का प्रतिरोध करते हुए 80% आईएसीएस के करीब चालकता रखता है।
प्रश्न: उच्च तांबे की मिश्रधातुओं को ताप उपचार द्वारा मजबूत क्यों किया जाता है जबकि शुद्ध तांबे को नहीं?
ए: मिश्रधातु में सीमित घुलनशीलता होती है जो तापमान के साथ घटती जाती है, इसलिए समाधान उपचार और उम्र बढ़ने के चक्र में बारीक कण निकलते हैं जो संरचना को जकड़ते हैं और ताकत बढ़ाते हैं। शुद्ध तांबे में ऐसी कोई अवक्षेपण प्रतिक्रिया नहीं होती है।
प्रश्न: क्या इन मिश्र धातुओं को विशेष सुरक्षा नियंत्रण की आवश्यकता है?
ए: बेरिलियम-असर वाले ग्रेड होते हैं। GBZ 2.1 जैसे मानकों में निर्धारित व्यावसायिक जोखिम सीमाओं के अनुरूप, बेरिलियम धूल जोखिम के खिलाफ निष्कर्षण, हाउसकीपिंग और व्यक्तिगत सुरक्षा के साथ मशीनिंग, पीसने और वेल्डिंग की योजना बनाई जानी चाहिए।
प्रश्न: यदि पुराना हिस्सा पुराना होने के बाद अधिक गर्म हो जाए तो क्या होगा?
उ: अवक्षेप संरचना मोटी हो जाती है या फिर से घुल जाती है और भाग स्थायी रूप से नरम हो जाता है, जिससे ताकत और स्प्रिंग गुण दोनों खो जाते हैं। इसलिए बाद में टांकने, सोल्डरिंग या वेल्डिंग के किसी भी ऑपरेशन को उम्र बढ़ने के तापमान से नीचे रखा जाना चाहिए या उम्र बढ़ने से पहले किया जाना चाहिए।
