सफेद तांबे के ताप उपचार के बारे में
1. सफेद तांबे का परिचय
Ni युक्त तांबा-निकल मिश्रधातु<50% (wt) are called white copper.
चूँकि दो तत्व तांबा और निकल आवर्त सारणी में बहुत करीब हैं, उनके विद्युत रासायनिक गुण और परमाणु त्रिज्या बहुत अलग नहीं हैं, और वे दोनों ही फेस-सेंटर्ड क्यूबिक जालक हैं, वे एक दूसरे में असीम रूप से घुलनशील हैं। तांबा गैर-चुंबकीय है और निकल फेरोमैग्नेटिक है। Cu-Ni बाइनरी मिश्र धातु में, जैसे-जैसे Ni की मात्रा घटती है, मिश्र धातु का क्यूरी बिंदु घटता जाता है। जब निकल की मात्रा 74% तक गिरती है, तो क्यूरी बिंदु कमरे के तापमान पर गिर जाता है; जब निकल की मात्रा 50% तक गिरती है, तो क्यूरी बिंदु -200 डिग्री से नीचे चला जाता है।
तांबे में निकेल मिलाने से ताकत, संक्षारण प्रतिरोध, विद्युत प्रतिरोध और थर्मोइलेक्ट्रिक गुणों में काफी सुधार हो सकता है। औद्योगिक तांबा-निकल मिश्र धातुओं को विभिन्न प्रदर्शन विशेषताओं और उपयोगों के आधार पर संरचनात्मक सफेद तांबे और विद्युत सफेद तांबे में विभाजित किया जाता है। तांबा-निकल बाइनरी मिश्र धातु को सरल सफेद तांबा कहा जाता है। सरल सफेद तांबे की उत्कृष्ट विशेषताएं समुद्री जल, कार्बनिक अम्ल और विभिन्न नमक के घोल जैसे विभिन्न संक्षारक मीडिया में इसकी उच्च रासायनिक स्थिरता और इसके उत्कृष्ट ठंडे और गर्म प्रसंस्करण गुण हैं। सफेद तांबे के ग्रेड नंबर के पहले "बी" लिखा होता है, उसके बाद निकल की मात्रा (%) होती है। क्यूप्रोनिकेल जिसमें अन्य तत्व भी होते हैं, उसे जटिल क्यूप्रोनिकेल या विशेष क्यूप्रोनिकेल कहा जाता है।
Mn युक्त क्यूप्रोनिकेल को मैंगनीज क्यूप्रोनिकेल कहा जाता है, जिसे कॉन्स्टेंटन के नाम से भी जाना जाता है, जैसे BMn40-1.5. इसकी संरचना (wt) 40% Ni और 1.5% Mn है।
सफ़ेद तांबे में थोड़ी मात्रा में मैंगनीज या लोहा मिलाने से न केवल दाने का आकार परिष्कृत हो सकता है, बल्कि इसके संक्षारण प्रतिरोध में भी उल्लेखनीय सुधार हो सकता है। इसलिए, लौह-युक्त जटिल सफ़ेद तांबा - लौह-सफ़ेद तांबा BFe30-1-1 और BFe5-1, का उपयोग समुद्री जहाजों और अन्य अत्यधिक संक्षारक माध्यमों में काम करने वाले भागों के रूप में किया जा सकता है।
कॉपर-निकल मिश्र धातुओं में जिंक की मुख्य भूमिका ठोस घोल को मजबूत बनाना और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार करना है। जिंक-निकल कॉपर में Ni 5%-35% (wt) और Zn 13%-45% (wt) के बीच होता है। उनमें से, BZn15-20 सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसमें उच्च संक्षारण प्रतिरोध, अच्छा प्रसंस्करण प्रदर्शन, सुंदर चांदी सफेद रंग, छोटा विशिष्ट गुरुत्व और कम लागत है। जिंक-निकल कॉपर को जोड़ा जाता है<2% (wt) Pb and Trace amounts of selenium (Se) and tellurium (Te) can improve processability and are suitable for manufacturing precision mechanical parts.
तांबा-निकल मिश्र धातुओं में एल्यूमीनियम की घुलनशीलता तापमान में कमी के साथ कम हो जाती है और ठोस घोल को मजबूत किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम-निकल तांबा BAl13-3 और BAl16-1.5 में न केवल उत्कृष्ट यांत्रिक गुण और संक्षारण प्रतिरोध है, बल्कि उच्च लोच और कम तापमान प्रतिरोध भी है। 90K (-183 डिग्री) के कम तापमान पर, यांत्रिक गुण न केवल कम नहीं होते हैं, बल्कि वास्तव में बेहतर होते हैं!
तांबा-निकल मिश्रधातु में Ti (टाइटेनियम), Zr (जिरकोनियम), Ne (नाइओबियम), Mo और अन्य तत्वों को जोड़ने से मिश्रधातु के ढलाई प्रदर्शन में सुधार हो सकता है, कमरे के तापमान पर यांत्रिक गुणों और थर्माप्लास्टिकता में सुधार हो सकता है, और यह वेल्डिंग और संक्षारण प्रतिरोध के लिए भी फायदेमंद है।
संक्षारण प्रतिरोधी संरचनाओं के लिए सफेद तांबे के यांत्रिक गुण और उपयोग नीचे सूचीबद्ध हैं:
B5
पट्टी एम, तन्य शक्ति 220 एमपीए, बढ़ाव 32%
पट्टी Y, तन्य शक्ति 400MPa, विस्तार 10%
जहाज़ के संक्षारण प्रतिरोधी भागों के लिए उपयोग किया जाता है।
B19
पट्टी Y, तन्य शक्ति 400MPa, विस्तार 10%
पट्टी एम, तन्य शक्ति 300 एमपीए, बढ़ाव 25%
पट्टी Y, तन्य शक्ति 400MPa, विस्तार 3%
प्लेट एम, तन्य शक्ति 300 एमपीए, बढ़ाव 30%
प्लेट Y, तन्य शक्ति 400MPa, बढ़ाव 3%
इसका उपयोग परिशुद्धता वाले उपकरणों, उपकरण भागों, धातु जाल और रासायनिक संक्षारण प्रतिरोधी भागों के लिए किया जाता है जो भाप, मीठे पानी और समुद्री पानी में काम करते हैं।
B30
पट्टी एम, तन्य शक्ति 380 एमपीए
पट्टी Y, तन्य शक्ति 550MPa
प्लेट एम, तन्य शक्ति 380 एमपीए, बढ़ाव 23%
प्लेट Y, तन्य शक्ति 550MPa, बढ़ाव 3%
इसका उपयोग भाप और समुद्री जल में काम करने वाले संक्षारण प्रतिरोधी भागों, तथा उच्च तापमान और उच्च दबाव में काम करने वाले धातु पाइपों और संघनक पाइपों के लिए किया जाता है।
बीएमएन3-12
पट्टी एम, तन्य शक्ति 360 एमपीए, बढ़ाव 25%
प्लेट Y, तन्य शक्ति 360MPa, बढ़ाव 25%
इसका उद्देश्य ऊपर बताए गए जैसा ही है।
बीजेडएन15-20
पट्टी एम, तन्य शक्ति 350 एमपीए, बढ़ाव 3.5%
पट्टी Y, तन्य शक्ति 550MPa, विस्तार 1.5%
पट्टी टी, तन्य शक्ति 650 एमपीए, बढ़ाव 1%
प्लेट एम, तन्य शक्ति 350 एमपीए, बढ़ाव 3.5%
पट्टी Y, तन्य शक्ति 550MPa, विस्तार 2%
प्लेट टी, तन्य शक्ति 650 एमपीए, बढ़ाव 1%
नियंत्रण छड़ Y, व्यास 5-20मिमी, तन्य शक्ति 450MPa, बढ़ाव 5%
नियंत्रण छड़ Y, व्यास 21-30मिमी, तन्य शक्ति 400MPa, बढ़ाव 7%
नियंत्रण छड़ Y, व्यास 31-40मिमी, तन्य शक्ति 350MPa, बढ़ाव 12%
नियंत्रण रॉड एम, तन्य शक्ति 300 एमपीए, बढ़ाव 30%
उपकरण परिशुद्धता मशीनरी भागों, औद्योगिक बर्तन, और चिकित्सा मशीनरी में उपयोग किया जाता है।
बीएल्6-1.5
प्लेट, तन्य शक्ति 550MPa, बढ़ाव 3%
स्प्रिंग्स और लोचदार भागों बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।
2. आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले विद्युतीय सफेद तांबे के मुख्य भौतिक गुणों का परिचय नीचे दिया गया है।
साधारण सफेद तांबा B0.6
तापीय चालकता λ272w/(मी· डिग्री)
प्रतिरोधकता ρ0.031×10ˉ6Ω·m
प्रतिरोध तापमान गुणांक 0.0028/ डिग्री
साधारण सफेद तांबा B16
रैखिक विस्तार गुणांक 15.3×10ˉ6/ डिग्री
प्रतिरोधकता ρ0.223×10ˉ6Ω·m
प्रतिरोध तापमान गुणांक 0.0028/ डिग्री
मैंगनीज कॉपर BMn3-12
रैखिक विस्तार गुणांक 16.0×10ˉ6/ डिग्री
विशिष्ट ऊष्मा c410J/kg· डिग्री
तापीय चालकता λ22w/(मी· डिग्री)
प्रतिरोधकता ρ0.435×10ˉ6Ω·m
प्रतिरोध तापमान गुणांक 0.00003/ डिग्री
कॉन्स्टेंटन BMn40-1.5
रैखिक विस्तार गुणांक 14.4×10ˉ6/ डिग्री
विशिष्ट ऊष्मा c410J/kg· डिग्री
तापीय चालकता λ21w/(मी· डिग्री)
प्रतिरोधकता ρ0.435×10ˉ6Ω·m
प्रतिरोध तापमान गुणांक 0.00002/ डिग्री
परीक्षण तांबा BMn43-0.5
रैखिक विस्तार गुणांक 14.4×10ˉ6/ डिग्री
तापीय चालकता λ24w/(मी· डिग्री)
प्रतिरोधकता ρ0.49×10ˉ6Ω·m
प्रतिरोध तापमान गुणांक-0.00014/ डिग्री
3. सफेद तांबे का ताप उपचार
एल्युमिनियम व्हाइट कॉपर BAl2-3 को हीट ट्रीटमेंट द्वारा मजबूत किया जा सकता है। 900 डिग्री पर ठोस घोल, 50% कोल्ड रोलिंग और 550 डिग्री पर उम्र बढ़ने के बाद, ताकत 800-1000 एमपीए तक पहुंच सकती है, और ठोस घोल की स्थिति केवल 250-350 एमपीए है।
सफ़ेद तांबे की सिल्लियों का इंट्राक्रिस्टल पृथक्करण गंभीर है और होमोजीनाइजेशन एनीलिंग किया जाना चाहिए। सफ़ेद तांबे की होमोजीनाइजेशन एनीलिंग प्रणाली इस प्रकार है:
बी19, बी30, तापमान 100-1050 डिग्री , समय 3-4 घंटे
BMn3-12, तापमान 830-870 डिग्री , समय 2-3घंटा
BMn40-1.5, तापमान 1050-1150 डिग्री , समय 3-4घंटा
BZn15-20, तापमान 940-970 डिग्री , समय 2-3h
सफेद तांबे की विभिन्न ऊष्मा उपचार प्रक्रियाओं का इसके प्रदर्शन पर बहुत प्रभाव पड़ता है। परिशुद्धता उपकरणों के लिए उपयोग किए जाने वाले BMn3-12 को प्रतिरोध को स्थिर करने के लिए तनाव-मुक्त और तापानुशीतित किया जाना चाहिए।
उच्च तापमान पर काम करने वाले BMn40-1.5 को 750-850 डिग्री के उच्च तापमान पर अल्पावधि के लिए एनीलिंग किया जाना चाहिए, जल-शीतित या वायु-शीतित किया जाना चाहिए।
लोचदार घटक बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले जिंक-निकल कॉपर BZn15-20 को 325-375 डिग्री के कम तापमान पर एनीलिंग किया जा सकता है।
सफेद तांबे के मशीनी भागों के मध्यवर्ती एनीलिंग तापमान (डिग्री) को उचित रूप से कम करने की आवश्यकता होती है क्योंकि प्रभावी मोटाई (मिमी) कम हो जाती है, जैसा कि नीचे सूचीबद्ध है:
B19, B25
750-780℃ (>5मिमी) 700-750 डिग्री (15-मिमी)
{{0}} डिग्री (0.5-1मिमी) 530-620 डिग्री (<0.5mm)
बीजेडएन15-20\बीएमएन3-12
700-750 डिग्री (5 मिमी से बड़ा) 680-730 डिग्री (1-5मिमी)
{{0}} डिग्री (0.5-1मिमी) 520-600 डिग्री (＜0.5मिमी)
बीएल्6-1.5, बीएल्13-3
700-750℃ (>5मिमी) 700-730 (1-5मिमी)
{{0}} डिग्री (0.5-1मिमी) 550-600 डिग्री (<0.5mm)
बीएमएन40-1.5
800-850℃ (>5मिमी) 750-800 डिग्री (1-5मिमी)
{{0}} डिग्री (0.5-1मिमी) 550-600 डिग्री (＜0.5मिमी)
तैयार ताम्र-निकल छड़ों और तारों का तापानुशीतन तापमान भी तापानुशीतन से पहले "अर्ध-कठोर और मृदु" की विभिन्न अवस्थाओं के साथ बदलता रहता है, जैसा कि नीचे सूचीबद्ध है:
बीजेडएन15-20
बार, अर्द्ध-कठोर 400-420 डिग्री, नरम 650-700 डिग्री
तार Φ{{0}}.3-Φ6.0, नरम 650-700 डिग्री
बीएमएन3-12
तार Φ{{0}}.3-Φ6.0, नरम 500-540 डिग्री
बीएमएन40-1.5
तार Φ{{0}}.3-Φ0.8, नरम 670-680 डिग्री
तार Φ{{0}}.85-Φ2.0, नरम 690-700 डिग्री
तार Φ2.1-Φ6.0, नरम 710-730 डिग्री
