Анализ на механизма на материала на месингови щамповани части със значително по-висока твърдост от медта

В електрическата, хардуерната, водопроводната и автомобилната промишленост, разликите в производителността между месинговите и медните щамповани винаги са били ключов фокус при избора на материал. Месинговите метални щамповани листове обикновено са 2 до 3 пъти по-твърди от медните. Основният принцип зад това е ефектът на укрепване на твърдия разтвор, предизвикан от въвеждането на цинк, комбиниран с уникалните характеристики на кристалната структура и предимствата на месинга при втвърдяване при студена обработка, което води до превъзходна устойчивост на деформация и структурна здравина.

Като медно{0}}цинкова сплав превъзходната твърдост на месинга се дължи основно на укрепващия ефект на цинковите атоми върху медната решетка в твърдия разтвор. Чистата мед има силно подредена лицево-центрирана кубична решетка с добре-подредена атомна подредба. Под въздействието на външни сили неговите кристални равнини лесно се плъзгат, което води до сравнително мек материал с ниска твърдост. Когато цинковите атоми са включени в медната решетка, разликата в атомния размер между цинка и медта създава изкривяване на решетката, нарушавайки първоначалното подредено атомно разположение. Това изкривяване значително възпрепятства движението на дислокацията, значително увеличавайки външната сила, необходима за пластична деформация, като по този начин макроскопски се проявява като значително увеличение на твърдостта. Данните показват, че твърдостта по Бринел на обикновения месинг може да достигне 60 до 100 HB, докато някои сложни месингове могат да достигнат 120 до 180 HB, в сравнение само с 35 до 45 HB за чистата мед. Твърдостта на месинга може да бъде 2 до 3 пъти по-голяма от тази на чистата мед.

Освен укрепването на твърдия разтвор, кристалната структура на самия месинг му придава превъзходна способност за втвърдяване при работа. Типичният -фазов месинг (съдържание на цинк по-малко от 37%) също има лицево-центрирана кубична структура, но способността му за равномерна деформация е по-добра от тази на чистата мед, с индекс на работно втвърдяване от 0,45, по-висок от този на медта (0,35). Това означава, че по време на деформация чрез щамповане, месингът може по-ефективно да постигне втвърдяване при студена обработка чрез умножаване на дислокациите, като по този начин допълнително подобрява своята твърдост при формоване. В допълнение, някои специални месингове също имат добавяне на елементи като олово, калай, алуминий и манган, които допълнително оптимизират здравината на материала и устойчивостта на износване чрез укрепване с твърд разтвор или утаяване. Сред тях мангановият месинг може да достигне граница на умора от 220 MPa, ниво, което е трудно да се постигне от чистата мед.

В процеса на щамповане разликата в твърдостта между месинг и мед се разширява допълнително. По време на студено валцуване или щамповане твърдостта на месинга се увеличава с допълнителни 10% до 20% с всяка стъпка на студена обработка. Този ефект на втвърдяване при работа придава на щампованите месингови части по-висока повърхностна твърдост и устойчивост на износване. Медта, от друга страна, изпитва ограничено втвърдяване след студена обработка и често изисква отгряване, за да се елиминира вътрешното напрежение и да се поддържа последваща обработваемост, което затруднява постигането на значителни печалби на твърдост само чрез щамповане. Тази разлика в производителността води до щамповани месингови части, показващи по-добра устойчивост на деформация и износване, което ги прави особено подходящи за производство на компоненти със специфични изисквания за структурна якост, като зъбни колела, брави и тела на водопроводни вентили.

За медно щамповане повишената твърдост на материала не само влияе върху трудността при формоване, но също така е пряко свързана с устойчивостта на износване и стабилността на размерите на крайния продукт. В областта на електрическото свързване, щампованите части, използващи посребрени месингови клеми, балансират проводимостта и контактната устойчивост на износване, което ги прави предпочитано решение за продукти за ключове и контакти. В масовото производство, за търсенето на медно щамповане по поръчка, свойствата на месинга при студена обработка могат да се използват за получаване на идеални механични свойства без последваща термична обработка, което значително намалява производствените разходи.

В заключение, предимството на твърдостта наЩамповане на месингова ламаринане се дължи на един единствен фактор, а по-скоро резултат от синергичния ефект от укрепването на твърдия разтвор, характеристиките на кристалната структура и втвърдяването при студена обработка. Тази характеристика на материала предоставя на инженерите ясни граници на производителността при избора на материали: за приложения, изискващи висока проводимост и отлична форма, медта остава предпочитаният избор; докато за щампованите части, изискващи по-висока структурна здравина и устойчивост на износване, месингът несъмнено е по-ценово{1}}ефективно техническо решение. Тъй като електрическите съединители, клемните блокове и модулите на превключвателите се развиват към миниатюризация и висока надеждност, предимството на твърдостта на месинговите щамповани ще продължи да получава внимание от индустрията и да бъде допълнително изследвано.

За различни продукти с различни изисквания за твърдост и структурна якост, като прецизно съвпадение на месингови и медни материали за щамповане и техники за обработка, моля не се колебайте да се свържете с нас за персонализирани решения.