Термообработка сплавов выпускаемых для электродов контактных машин
Электродные сплавы используются в холоднодеформированном (кадмиевая бронза, сплав меди с серебром) и термически обработанном (Бр.Х, Бр.НБТ и др.) состояниях. Большинство прокатываемых цветных металлов подвергается предварительному отжигу, который производится для повышения пластичности металла и снижения сопротивления деформации. Отжиг может быть промежуточным для смягчения металла после предыдущей холодной прокатки и возможности дальнейшей обработки и окончательным для полуфабрикатов, выпускаемых в мягком состоянии. Для отжига применяются различные типы печей: методические, толкательные или с шагающим подом, садочные или муфельные электросопротивления, колпаковые и колокольные, а также протяжные печи. В этих печах нагрев до заданной температуры осуществляется путем протягивания полуфабрикатов с определенной скоростью через рабочее пространство печи. Протяжные печи иногда имеют водяные затворы, которые обеспечивают светлый отжиг металла в атмосфере водяного пара. Печи большей частью выполняются вертикальными, соединяемыми в один агрегат с травильным устройством.
Термическая обработка дисперсионно-упрочняемых электродных сплавов включает операции закалки и отпуска. При нагреве под закалку легирующие элементы переходят в твердый раствор. Их переход в твердый раствор сопровождается резким понижением электропроводности сплава (почти вдвое ниже электропроводности медленно охлажденного сплава). Степень изменения электропроводности, контролируемая прибором ИЭ-1, который используется практически для любых деталей диаметром или размерами более 15 мм и толщиной более 3…5 мм может служить технологическим средством контроля качества операций закалки. Для более полного перевода в твердый раствор легирующих элементов необходима высокая температура нагрева (850…1000° С), близкая к эвтектической, для создания метастабильного пересыщенного твердого раствора и очень резкое охлаждение. Замедление охлаждения приводит к преждевременному выпадению растворенных элементов и снижению эффекта закалки. Выделение упрочняющих фаз из пересыщенного твердого раствора в дисперсном состоянии значительно увеличивает твердость и электропроводность сплава. Это выделение происходит в процессе отпуска, температура которого для медных сплавов обычно находится в пределах 400…480° С.
Для закалки могут применяться высокотемпературные печи, способные обеспечить температуру 1000…1050° С, а для отпуска среднетемпературные. При горячей прокатке, закалке и отжиге поверхность цветных металлов и сплавов окисляется. Окислы в большинстве случаев должны удаляться. Иногда (когда окалина хрупкая) это достигается замочкой в воде, однако наиболее распространенным является химическое травление. При химическом травлении металл погружают в травитель, который быстро растворяет окислы на поверхности и практически не воздействует на сплав. Большинство медных сплавов травятся в 10…15%-ном растворе серной кислоты. После травления металл поступает на промывку и сушку.