Бронзовый круг БрХЦр0.3-09: хромоциркониевая бронза для электродов и токопроводящих узлов
Бронзовый круг БрХЦр0.3-09 — это горячекатаный или прессованный пруток из хромоциркониевой бронзы марки БрХЦр0.3-09, легированной хромом (0,3 %) и цирконием (0,09 %). Данный сплав относится к классу низколегированных медных сплавов, упрочняемых дисперсионной термообработкой. Круг поставляется в виде прутков круглого сечения диаметром от 10 до 180 мм, в твёрдом (нагартованном) или мягком (отожжённом) состоянии. Основное назначение — изготовление электродов контактной сварки, токопроводящих деталей машин непрерывного литья заготовок, коллекторов электрических машин и элементов сварочных клещей.
Химический состав и структура
Сплав БрХЦр0.3-09 регламентируется ГОСТ 18175-78 (литейная) и ГОСТ 4134-75 (круглый прокат). Химический состав:
- Медь (Cu) — основа, не менее 99,5 %
- Хром (Cr) — 0,2–0,5 %
- Цирконий (Zr) — 0,05–0,15 %
- Примеси (Fe, Si, Pb, Zn) — суммарно не более 0,3 %
- Кислород — не более 0,01 %
После закалки (нагрев до 980–1000 C, охлаждение в воде) и старения (450–480 C, выдержка 2–4 ч) в структуре выделяются дисперсные частицы хрома и интерметаллидов CuZr, обеспечивающие упрочнение. Структура — -твёрдый раствор меди с равномерно распределёнными включениями.
Механические и физические свойства
Бронзовый круг БрХЦр0.3-09 после упрочняющей термообработки демонстрирует сочетание высокой прочности и электропроводности:
| Параметр | Мягкое состояние | Твёрдое состояние | После старения | Единица измерения |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 240–280 | 380–450 | 450–520 | МПа |
| Предел текучести 0,2 | 120–160 | 300–380 | 380–450 | МПа |
| Относительное удлинение | 25–35 | 8–15 | 10–18 | % |
| Твёрдость HB | 60–80 | 110–140 | 120–150 | — |
| Электропроводность | 75–80 | 70–75 | 75–85 | % IACS |
| Теплопроводность | 360–380 | 340–360 | 350–370 | Вт/(мК) |
Сплав сохраняет механические свойства при нагреве до 400 C, что выгодно отличает его от бронзы БрХ0,7 и позволяет применять в узлах с интенсивным тепловыделением.
Технологические особенности
Круг БрХЦр0.3-09 обрабатывается резанием с применением твердосплавного инструмента (ВК6, ВК8) на скоростях 100–150 м/мин. Свариваемость ограничена — рекомендуется пайка твёрдыми припоями на основе серебра (ПСр-45, ПСр-72) в среде защитных газов. Пластическая деформация (волочение, прокатка) возможна после отжига при 600–650 C. Горячая обработка давлением проводится при 800–900 C с последующей закалкой.
Области применения
- Электроды контактной точечной и шовной сварки низкоуглеродистых и нержавеющих сталей
- Ролики сварочных машин и токоподводящие губки клещей
- Кристаллизаторы установок непрерывного литья заготовок (УНЛЗ)
- Коллекторные пластины и токосъёмные кольца электродвигателей
- Детали пресс-форм для литья под давлением алюминиевых сплавов
- Токопроводящие шины и контакты высоковольтных выключателей
Нормативные документы
- ГОСТ 4134-75 — прутки бронзовые круглые, сортамент
- ГОСТ 18175-78 — бронзы безоловянные, литейные, марки
- ГОСТ 1628-78 — прутки бронзовые, технические условия
- ТУ 48-21-593-85 — круг из хромоциркониевой бронзы
Вопросы и ответы
Чем отличается БрХЦр0.3-09 от БрХ0,7?
БрХЦр0.3-09 содержит меньше хрома (0,3 % против 0,7 %), но дополнительно легирован цирконием. Это обеспечивает более высокую электропроводность (75–85 % IACS против 65–70 %) при сохранении жаропрочности до 400 C.
Какой диаметр круга доступен для поставки?
Стандартный сортамент по ГОСТ 4134-75 включает диаметры от 10 до 180 мм. Прутки диаметром до 50 мм поставляются в бухтах или прутках длиной 2–4 м, свыше 50 мм — только в мерных прутках.
Требуется ли термообработка круга перед эксплуатацией?
Для достижения максимальной прочности и электропроводности рекомендуется закалка при 980–1000 C с охлаждением в воде и последующее старение при 450–480 C в течение 2–4 ч.
Какая стойкость электродов из БрХЦр0.3-09 при сварке оцинкованной стали?
Ресурс электродов составляет 8000–12000 точек при сварке оцинкованной стали толщиной 1–2 мм. Это в 1,5–2 раза выше, чем у электродов из БрХ0,7, за счёт меньшего разупрочнения при циклическом нагреве.
