銅及銅合金的熱處理概述
純銅常用的熱處理方式為再結晶退火。銅合金常用的熱處理方式有均勻化退火、去應力退火、再結晶退火、固溶及時效處理。均勻化退火主要目的是使鑄錠、鑄件的化學成分均勻,主要在冶金廠、鑄造車間進行。
1、去應力退火
主要目的是消除變形加工、焊接、鑄造過程中產生的殘余內應力,穩定冷變形或焊接件的尺寸與性能,防止工件在切削加工時產生變形。冷變形黃銅、鋁青銅、硅青銅,其應力腐蝕破裂傾向嚴重,必須進行去應力退火。銅合金去應力退火溫度比再結晶退火溫蒂低30-100℃,約為230-300℃成分復雜的銅合金溫度稍高,一般為300-350℃。保溫時間為30-60分鐘。

去應力退火對銅合金的強度和硬度霧明顯影響,而必須很大的銅合金去應力退火時會出現退火硬化現象,Zn含量大于10%、Al含量大于4%的鋁青銅,Mn含量大于5%的黃青銅這種現象尤為明顯。這與形成有序固溶體或溶質原子在位錯周圍集聚有關。
2、再結晶退火
包括價格工序間的退火和產品的最終退火,目的是消除加工硬化,恢復塑性和獲得細晶粒組織。黃銅的晶粒度對其加工性能有較大影響,細晶粒組織強度高,加工表面質量好,但變
形抗力大,成型難度大。粗晶粒組織易于加工,但表面質量差,疲勞性能差因此,用于壓力加工的黃青銅,必須根據需要控制晶粒度。
3、光亮退火
銅及銅合金在加工過程中容易氧化為了防止氧化,提高工件表面質量許在保護氣氛或真空爐中退火,此即光亮退火。常用保護氣有水蒸氣、氨分解氣、氮氣干燥的氫氣。具體應用詳見表一。
4、固溶處理及時效
銅合金固溶處理的目的是為了獲得成分均勻的過飽和固溶體,并通過隨后的時效處理獲得強化效果。有些合金(如鈹青銅、硅青銅等)固溶處理可提高塑性便于進行冷變形加工。復雜鋁青銅固溶處理后可獲得類馬氏體組織。
銅合金固溶處理必須嚴格控制爐溫。溫度過高會使合金晶粒粗大,嚴重氧化和過燒,變脆。溫度過低,固溶不充分,又會影響隨后的時效強化。爐溫精度應該控制在±5℃以內,加熱后一般采用水冷。
銅合金時效一般采用人工時效或熱加工后直接人工時效。已經時效過的,為了消除某種原因而產生的內應力,還需要進行再時效(溫度比前段略低)。溫度控制精度也要求更高,一般不超出±3℃的范圍。
工業純銅的熱處理
工業純銅熱處理主要是再結晶退火,目的是改變晶粒度、消除內應力、使金屬軟化。退火溫度為500-700℃。常用純銅材料的退火溫度見表二。

為了防止氫病,必須將工件清洗干凈。對于含氧銅,特別是含氧量大于2%(質量)的純銅,退火應在弱還原環境下進行,最好在真空爐中進行,或將退火溫度限制在500℃一下。退火完畢,工件贏迅速水冷,以減少氧化。
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