Общие области применения бериллиевой меди

Бериллиевая медь, или BeCu, или бериллиевая бронза - это высокоэффективный сплав меди с небольшим содержанием бериллия - от 0,2 до 2 %. Эта уникальная смесь придает сплаву превосходный набор характеристик: высокую прочность, хорошую электро- и теплопроводность, коррозионную стойкость, немагнитность и устойчивость к искрению.

Поэтому бериллиевая медь используется в электронике, аэрокосмической и нефтегазовой промышленности. Ниже перечислены наиболее распространенные области применения бериллиевой меди:

1. Эластичные и проводящие компоненты

Сплавы бериллиевой меди используются в производстве проводящих упругих компонентов, таких как переключатели, разъемы и пружинные контакты. Его прочность почти в два раза выше, чем у других медных сплавов. BeCu также обладает высокой электропроводностью. Поэтому он может выдерживать частые изгибы и сгибания без усталости и деформации.

В телекоммуникационной и электронной промышленности бериллиевая медь часто используется для изготовления сигнальных разъемов, электрических клемм и контактов аккумуляторов. Эти компоненты требуют точности и долговечности в условиях ограниченного пространства.

2. Износостойкие подшипники и втулки

Благодаря своей износостойкости бериллиевая медь широко используется для изготовления подшипников скольжения и втулок. Эти детали обычно подвергаются трению, вибрации и большим нагрузкам. Усталостная прочность бериллиевой меди делает ее пригодной для длительного использования.

Известный пример - авиационный сектор. Компания American Airlines ранее заменила традиционные медные подшипники на подшипники из бериллиевой меди. После этого срок службы увеличился с 8 000 часов до 28 000 часов. Такая прочность значительно сокращает время простоя и расходы на обслуживание.

3. Взрывобезопасные инструменты

Еще одно замечательное свойство бериллиевой меди - она не искрит. Инструменты, изготовленные из обычных металлов, при ударе о твердую поверхность выбрасывают искры, создавая огромную угрозу безопасности во взрывоопасных средах, таких как нефтеперерабатывающие заводы, химические предприятия и шахты.

Однако инструменты из бериллиевой меди исключают этот риск. Они используются в гаечных ключах, отвертках, молотках и зубилах, где могут присутствовать легковоспламеняющиеся пары или газы. Эти инструменты дают работникам ощущение безопасности и отвечают строгим требованиям безопасности в опасных условиях труда.

4. Прецизионные пресс-формы и литье под давлением

Бериллиевая медь обладает хорошей теплопроводностью, высокой твердостью и устойчивостью к тепловым деформациям. Поэтому она подходит для использования в пресс-формах, особенно в пресс-формах для литья пластмасс под давлением и литья под давлением. Хорошая теплопроводность позволяет быстро охлаждать пластиковые детали.

Формы из бериллиевой меди также известны своей хорошей обработкой поверхности и низкой термической усталостью. Кроме того, эти сплавы могут поддерживать точные допуски. Кроме того, возможность многократного использования сплава снижает общие затраты на изготовление пресс-форм.

[1]

5. Электротехнические компоненты с высокой проводимостью

Для обеспечения прочности и высокой электропроводности широко используются некоторые сплавы бериллиевой меди - Cu-Ni-Be и Co-Cu-Be. Они могут обеспечивать электропроводность до уровня 50% IACS(International Annealed Copper Standard) и используются для электрических контактов, электродов, а также в высокопроизводительных релейных элементах.

Например, она находит применение в электродах для контактной сварки. Эти электроды должны пропускать большие электрические токи. Они также должны выдерживать механический износ и термические нагрузки.

Типы сплавов бериллиевой меди

Сплавы бериллиевой меди делятся на два типа:

-Высокопроводимая бериллиевая медь (0,2-0,6 % Be): Сосредоточена на проводимости в ущерб прочности; находит применение в электричестве и электронике.

-Высокопрочная бериллиевая медь (1,6-2,0% Be): Обеспечивает максимальную прочность при высокой проводимости; подходит для структурных и механических применений;

В соответствии с американским стандартом их также можно разделить на 4 основных типа:

1. C17200 (1,8-2,0% Be).

• Высочайшая прочность (до 200 кси после термообработки), высокая усталостная и износостойкость.
• Используется в аэрокосмической промышленности, производстве точных приборов, соединителей, пресс-форм.

2. C17300 (0,2-0,6%Be, с добавлением свинца).

• Более низкая прочность, но улучшенная обрабатываемость.
• Используется для изготовления электрических разъемов, переключателей, крепежа.

3. C17500 (0,4-0,7%Be, с добавлением кобальта)

• Хорошая электро- и теплопроводность, умеренная прочность.
• Может использоваться для изготовления деталей контактной сварки, электрических контактов.

4. С17510 (0,4-0,7%Be, с добавлением никеля)

• Более высокая прочность, чем у C17500, но при этом хорошая электропроводность.
• Находит применение в автомобильных и аэрокосмических электрических системах.

Дополнительное чтение: Распространенные типы бериллиевой меди

Заключение

Прочность и свойства бериллиевой меди делают ее полезной во многих отраслях промышленности. Вы можете найти ее в электронных разъемах или в неискрящих инструментах. Сплавы BeCu никогда не разочаровывают. Чтобы узнать больше о сплавах бериллиевой меди, обратитесь к Stanford Advanced Materials (SAM).

Сводная таблица: Общие области применения бериллиевой меди

Ссылки:

[1] Baum, Markus & Jasser, Fabian & Stricker, Michael & Anders, Denis & Lake, Simone. (2022). Численное моделирование процесса заполнения пресс-формы и его экспериментальная проверка. Международный журнал передовых производственных технологий. 120. 1-12. 10.1007/s00170-022-08888-9.