Квадратные и прямоугольные бронзовые поковки БрХЦр в Минске

Квадратные и прямоугольные бронзовые поковки БрХЦр: хромистая циркониевая бронза для токопроводящих узлов

БрХЦр — низколегированная бронза системы Cu–Cr–Zr, сочетающая электропроводность 75–85 % IACS с пределом прочности 380–520 МПа после закалки и старения. Квадратные и прямоугольные поковки из неё получают горячей деформацией слитка при 850–950 C с последующей закалкой в воду и искусственным старением при 450–480 C в течение 3–5 ч. Именно поковка, а не литой или катаный полуфабрикат, обеспечивает изотропность свойств в сечении и отсутствие литейной пористости в массивных сечениях от 60 60 мм до 200 200 мм.

Химический состав и структура поковок

Марка БрХЦр регламентируется ГОСТ 18175-78 и содержит 0,4–1,1 % хрома и 0,05–0,25 % циркония; остальное — медь. После старения в матрице меди выделяются дисперсные частицы Cr и интерметаллидов CuZr, которые тормозят движение дислокаций, не рассеивая электроны проводимости. Это ключевое отличие от дисперсионно-твердеющих бронз с оловом или никелем, где рост прочности сопровождается падением электропроводности.

• Cr — 0,4–1,1 %: формирует упрочняющую фазу при старении
• Zr — 0,05–0,25 %: повышает температуру рекристаллизации и жаропрочность
• Примеси Fe, Si, Pb — не более 0,1 % суммарно: снижают электропроводность
• Кислород — не более 0,01 %: предотвращает водородную хрупкость при отжиге

Механические и физические свойства

Поковки поставляются в закалённом и состаренном состоянии (ТВ — твёрдый) либо в отожжённом (М — мягкий). Для токопроводящих элементов пресс-форм и контактных узлов применяют состояние ТВ с твёрдостью 110–140 HB. Анизотропия механических свойств в квадратном профиле не превышает 8–10 % между продольным и поперечным направлением, что критично для токоведущих шин и электродов точечной сварки.

Технология изготовления поковок

Слиток БрХЦр нагревают до 900–950 C и деформируют на гидравлическом прессе или радиально-ковочной машине. Суммарная степень деформации не менее 50 % — только так растворяется хром в меди перед закалкой. Закалка в воду с температуры 950–980 C фиксирует пересыщенный твёрдый раствор, а последующее старение при 460–480 C выделяет наноразмерные частицы Cr. Прямоугольные поковки с соотношением сторон до 1:3,5 сохраняют равномерность свойств по сечению; при большем соотношении требуется промежуточная ковка с кантовкой.

Области применения

• Электроды контактной точечной и шовной сварки — стойкость в 3–5 раз выше, чем у меди М1
• Токоведущие шины и коллекторные пластины тяговых электродвигателей
• Кристаллизаторы и ролики установок непрерывной разливки стали
• Вставки пресс-форм для литья под давлением алюминиевых сплавов
• Контактные наконечники и токосъёмники кранового электрооборудования
• Детали сварочных клещей и трансформаторных выводов

Размерный сортамент и допуски

Квадратные поковки выпускают со стороной 40–200 мм, прямоугольные — с сечением от 30 60 до 150 300 мм. Предельные отклонения по стороне — плюс 3 / минус 1 мм для размеров до 100 мм и 4 мм для крупных сечений. Кривизна на 1 м длины не более 5 мм. Торцы обрезают под прямым углом, допускается косина реза до 5. Поставка — без термической обработки (под последующую закалку у потребителя) или в готовом состоянии ТВ.

Вопросы и ответы