Đồng CuNi3Si
Th7
Đồng CuNi3Si
Đồng CuNi3Si là một loại hợp kim đồng–niken–silic hóa bền kết tủa, được thiết kế để cung cấp sự cân bằng tối ưu giữa độ bền cơ học, độ dẫn điện, khả năng chống mài mòn và độ ổn định kích thước lâu dài. Đây là phiên bản cao hơn của dòng CuNiSi, với hàm lượng niken cao hơn (~3%), từ đó giúp tăng cường khả năng kết tủa pha Ni₂Si trong quá trình xử lý nhiệt.
Hợp kim CuNi3Si thuộc nhóm đồng kết tủa hóa bền (Precipitation-Hardened Copper Alloys), tương tự CuNi2Si hoặc CuNi1Si, nhưng có ưu điểm là độ cứng và độ bền kéo vượt trội hơn, trong khi vẫn duy trì khả năng dẫn điện trung bình đến khá (30–50% IACS). Nhờ đặc tính này, CuNi3Si là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng như lò xo dẫn điện, tiếp điểm điện, linh kiện truyền động chính xác, khuôn mẫu và các chi tiết cơ khí yêu cầu hiệu năng cao.
Thành phần hóa học của Đồng CuNi3Si
| Nguyên tố | Hàm lượng (%) |
|---|---|
| Đồng (Cu) | ~95,5 – 96,5 |
| Niken (Ni) | ~2,5 – 3,2 |
| Silic (Si) | ~0,4 – 0,7 |
| Tạp chất khác | ≤0,3 |
Vai trò của các nguyên tố:
🔹 Niken + Silic: Hình thành pha Ni₂Si trong quá trình hóa bền, giúp tăng cứng và bền kéo.
🔹 Đồng nền: Giữ lại tính dẫn điện, dẫn nhiệt, và khả năng gia công.
Tính chất cơ lý của Đồng CuNi3Si
| Tính chất | Giá trị điển hình |
|---|---|
| Độ bền kéo (hóa bền) | 700 – 950 MPa |
| Giới hạn chảy | 500 – 750 MPa |
| Độ giãn dài | 5 – 12% |
| Độ cứng Brinell | 180 – 260 HB |
| Tỷ trọng | ~8,7 – 8,9 g/cm³ |
| Độ dẫn điện | 30 – 50% IACS |
| Độ dẫn nhiệt | ~150 – 200 W/m·K |
| Nhiệt độ làm việc liên tục | ~300 °C |
Ưu điểm của Đồng CuNi3Si
✅ Độ cứng và độ bền cao: Nhờ cơ chế hóa bền kết tủa, CuNi3Si có độ cứng vượt trội, gần tương đương với đồng berili (CuBe).
✅ Dẫn điện khá tốt (~30–50% IACS): Đảm bảo khả năng dẫn dòng ổn định trong thiết bị điện.
✅ Chống mài mòn tốt: Phù hợp cho chi tiết ma sát cao như bạc trượt, chốt định vị, khuôn mẫu.
✅ Chịu mỏi cao: Phù hợp linh kiện làm việc lâu dài trong môi trường chịu tải động.
✅ Không chứa berili: An toàn hơn trong quá trình sản xuất và sử dụng, ít độc hại.
Nhược điểm của Đồng CuNi3Si
❌ Chi phí cao hơn đồng thau và đồng đỏ: Do yêu cầu nguyên liệu niken và quy trình xử lý nhiệt.
❌ Gia công khó hơn đồng thông thường: Cần sử dụng dao hợp kim cứng khi ở trạng thái hóa bền.
❌ Không đạt độ dẫn điện cực cao: Nếu yêu cầu truyền dẫn dòng lớn, phải dùng đồng tinh luyện (Cu-ETP, Cu-HCP).
Ứng dụng của Đồng CuNi3Si
CuNi3Si được ứng dụng rộng rãi trong các ngành yêu cầu độ bền, tính ổn định và dẫn điện tốt, đặc biệt trong môi trường khắc nghiệt hoặc đòi hỏi tuổi thọ dài hạn.
🔹 Ngành điện – điện tử:
-
Lò xo dẫn điện, tiếp điểm điện, đầu nối trung thế.
-
Thanh dẫn dòng, ống kết nối điện áp cao.
-
Rơ-le, thiết bị chuyển mạch cơ điện.
🔹 Cơ khí chính xác – khuôn mẫu:
-
Chốt định vị, bạc trượt, trục quay ma sát thấp.
-
Khuôn ép nhựa, lõi khuôn chịu mài mòn.
🔹 Công nghiệp hàng không – quốc phòng:
-
Linh kiện chịu tải động, chi tiết truyền lực không nhiễm từ.
-
Kết cấu yêu cầu ổn định nhiệt và độ bền mỏi.
🔹 Thiết bị đo lường – điều khiển:
-
Linh kiện không phát tia lửa điện, dụng cụ cắt trong môi trường dễ cháy nổ.
Xử lý nhiệt và gia công Đồng CuNi3Si
Quy trình xử lý nhiệt tiêu chuẩn:
-
Ủ mềm (Annealing):
-
Nhiệt độ: ~750 – 800°C
-
Thời gian: 1 – 2 giờ
-
Làm nguội: Chậm (lò hoặc không khí)
-
-
Giải bão hòa (Solution Annealing):
-
Nhiệt độ: ~900°C
-
Làm nguội nhanh bằng nước
-
-
Hóa già (Aging):
-
Nhiệt độ: 400 – 500°C
-
Thời gian: 1 – 4 giờ (tùy cơ tính yêu cầu)
-
Gia công cơ khí:
-
Trước hóa bền: Dễ gia công như đồng đỏ
-
Sau hóa bền: Nên dùng dao hợp kim cứng, tốc độ cắt thấp hơn
Hàn:
-
Có thể hàn TIG/MIG, nhưng cần làm sạch kỹ bề mặt để tránh oxi hóa ảnh hưởng đến mối hàn.
Kết luận
Đồng CuNi3Si là hợp kim đồng kết tủa hóa bền cao cấp, kết hợp giữa độ bền cơ học vượt trội, độ dẫn điện tốt và khả năng chống mài mòn ổn định, thích hợp cho các ứng dụng đòi hỏi tuổi thọ cao, độ chính xác và hiệu năng lâu dài. Đây là lựa chọn thay thế an toàn cho CuBe trong môi trường yêu cầu hạn chế sử dụng hợp kim độc hại.
CÔNG TY TNHH MTV VẬT LIỆU TITAN
Chuyên cung cấp Đồng CuNi3Si, CuNi2Si, CuNi1Si, CuCrZr, CuBe2, C18150 và nhiều hợp kim đồng kỹ thuật cao, phục vụ cơ khí chính xác, điện – điện tử, khuôn mẫu và thiết bị công nghiệp.
Địa chỉ: 133/14/5 Bình Thành, P. Bình Hưng Hòa B, Q. Bình Tân, TP. Hồ Chí Minh (TPHCM)
Hotline: 0909 246 316
Website: www.vatlieucokhi.net
THÔNG TIN LIÊN HỆ
Họ và Tên
Nguyễn Đức Bốn
Số điện thoại - Zalo
0909.246.316
Mail
vatlieucokhi.net@gmail.com
Website:
vatlieucokhi.net
Tổng Quan Về Khả Năng Chống Ăn Mòn Ứng Suất Của Inox 1Cr21Ni5Ti
Tổng Quan Về Khả Năng Chống Ăn Mòn Ứng Suất Của Inox 1Cr21Ni5Ti 1. Giới [...]
Th4
Độ Cứng Và Độ Bền Của Inox 00Cr24Ni6Mo3N So Với Inox 316
Độ Cứng Và Độ Bền Của Inox 00Cr24Ni6Mo3N So Với Inox 316 Inox 00Cr24Ni6Mo3N và [...]
Th4
Inox 431: Sự Lựa Chọn Tốt Nhất Cho Các Bộ Phận Chịu Nhiệt Cao
Inox 431: Sự Lựa Chọn Tốt Nhất Cho Các Bộ Phận Chịu Nhiệt Cao Inox [...]
Th3
Độ Cứng Và Độ Bền Của Inox 08X21H6M2T So Với Inox 304
Độ Cứng Và Độ Bền Của Inox 08X21H6M2T So Với Inox 304 Khi so sánh [...]
Th4
Thành Phần Hóa Học Của Inox 302 Và Ảnh Hưởng Đến Đặc Tính Cơ Học
Thành Phần Hóa Học Của Inox 302 Và Ảnh Hưởng Đến Đặc Tính Cơ Học [...]
Th4
