آلیاژ مس آهن

آلیاژ آهن مس یک سیستم آلیاژی مبتنی بر مس با آهن (Fe) به عنوان عنصر آلیاژی اصلی است که شامل زیرگروه هایی مانند آهن مس، نقره آهن مس، فسفر آهن مس و غیره می شود. هنگامی که کسر جرمی آهن از 5% فراتر رفت، باید از فرآیندهای متالورژیکی خاص مانند خلاء ذوب یکنواخت مصرفی برای کنترل ذوب ریز ساختار استفاده شود. این آلیاژ دارای استحکام کششی تا 600 مگاپاسکال و رسانایی 240 درصد IACS در حالت سخت است و عملکرد جامع آن نسبت به برنز فسفر قلع سنتی برتر است. این رسانایی بالای مس را با مقاومت در برابر آسیب آهن ترکیب می کند و به طور گسترده در ارتباطات 5G، وسایل نقلیه انرژی جدید و زمینه های دفاع ملی استفاده می شود.

آلیاژ مس یک ماده آلیاژی است که از مس و عناصر آهن تشکیل شده است. ترکیبات شیمیایی آن را می توان بر اساس محتوای مس و آهن به انواع مختلفی طبقه بندی کرد. آلیاژهای متداول آهن مس عبارتند از:

• آلیاژ مس خالص: محتوای مس بالای 99٪، محتوای آهن زیر 1٪.
• آلیاژ آهن مس: میزان مس بین 70 تا 95 درصد و میزان آهن بین 5 تا 30 درصد است.
• آلیاژ مس کم آهن: میزان مس بین 90 تا 95 درصد و میزان آهن بین 5 تا 10 درصد است.
• آلیاژ مس راه آهن پرسرعت: محتوای مس بین 70 تا 90 درصد و میزان آهن آن بین 10 تا 30 درصد است.

ترکیب شیمیایی آلیاژهای آهن مس را می توان با توجه به محتویات مختلف تنظیم و کنترل کرد تا با کاربردها و نیازها در زمینه های مختلف سازگار شود.

• مس (مس، تعادل)

مس، به عنوان یک ماتریس آلیاژی، رسانایی الکتریکی و حرارتی عالی را فراهم می کند در حالی که فرآیند پذیری خوب را تضمین می کند.
برای برآوردن نیازهای مختلف فرآیند شکل‌دهی، به ترکیب دارای شکل‌پذیری فلزی اولیه بدهید.

• آهن (آهن، 2.1٪~2.6٪)

افزودن آهن به طور قابل توجهی استحکام و سختی CuFe2P را بهبود می‌بخشد، مقاومت سایشی آلیاژ را افزایش می‌دهد و آن را برای ساخت اجزای{1} با استحکام بالا مناسب می‌سازد.
محتوای آهن به شدت بین 2.1٪ تا 2.6٪ کنترل می شود که می تواند آلیاژ را بدون تأثیر بر پایداری هدایت آن تقویت کند.

• فسفر (P، 0.015٪~0.15٪)

عنصر فسفر مقاومت به خوردگی CuFe2P را بهبود می بخشد، به ویژه ظرفیت آنتی اکسیدانی آن را در محیط های مرطوب به طور قابل توجهی افزایش می دهد.
فسفر همچنین باعث پالایش دانه شده و یکنواختی و مقاومت در برابر خستگی آلیاژ را بهبود می بخشد.

• سرب (سرب، کمتر یا مساوی 0.03%)

کنترل ردیابی سرب به بهبود قابلیت ماشینکاری کمک می کند و ماشینکاری دقیق را آسان می کند و به طور گسترده در اتصالات و قطعات کوچک استفاده می شود.

• روی (روی، 0.05٪~0.20٪)

معرفی روی یک اثر افزایش مقاومت در برابر خوردگی خفیف را فراهم می کند، در حالی که یکنواختی عملیات سطح و مقاومت در برابر اکسیداسیون آلیاژ را بهبود می بخشد.

• کل ناخالصی ها (کمتر یا مساوی 0.5%)

محتوای ناخالصی را به شدت کنترل کنید تا اطمینان حاصل شود که عناصر مضر در داخل آلیاژ تجمع ندارند و عملکرد الکتریکی و پایداری مکانیکی را بهبود می بخشند.

تولید آلیاژ آهن مس CuFe5 ابتدا شامل ذوب، با استفاده از-مس الکترولیتی با خلوص بالا به عنوان ماده اولیه اصلی، و افزودن مقدار مناسبی از آهن (معمولاً به شکل آهن خالص یا آلیاژ آهن) با توجه به الزامات ترکیب شیمیایی است. همجوشی مس و آهن نسبتا آسان است، اما دمای ذوب و خلوص مذاب باید کنترل شود. فرآیند ذوب معمولاً تحت یک فضای محافظ برای جلوگیری از اکسیداسیون مس انجام می شود. مایع آلیاژی ذوب شده برای حذف ناخالصی ها تصفیه می شود و سپس ریخته گری می شود، معمولاً از ریخته گری پیوسته یا ریخته گری نیمه پیوسته برای تشکیل شمش استفاده می شود. شمش برای از بین بردن استرس داخلی و بهبود یکنواختی بافت تحت درمان بازپخت همگن قرار می گیرد. متعاقباً، شمش با نورد گرم (یا اکستروژن گرم) باز می شود و به یک بیلت مناسب برای پردازش سرد تبدیل می شود. روش‌های اصلی پردازش نورد سرد یا کشش سرد است که باعث سخت شدن کار از طریق کار سرد می‌شود و به طور قابل توجهی استحکام و سختی را بهبود می‌بخشد. با توجه به الزامات محصول نهایی، عملیات بازپخت را می توان در طول یا بعد از فرآیند کار سرد انجام داد

• بهینه سازی عملیات حرارتی

دمای بازپخت بین 450 درجه و 600 درجه برای از بین بردن استرس پردازش، بهبود شکل پذیری آلیاژ و مقاومت در برابر خستگی کنترل می شود.
عملیات تبلور مجدد مناسب پس از پردازش سرد می تواند اندازه دانه را اصلاح کند و خواص مکانیکی را بیشتر بهبود بخشد.

• فرآیند تشکیل

1. نورد سرد و نورد گرم: می تواند صفحات و نوارهایی با ضخامت های مختلف تولید کند.
2. برش دقیق: مناسب برای تولید قطعات کوچک با اشکال پیچیده، به ویژه در زمینه های الکترونیکی دقیق و ساخت ابزار.

• درمان سطح

با آبکاری قلع یا پوشش، مقاومت در برابر خوردگی سطح بهبود یافته و عمر مفید آن افزایش می یابد.