Đồng Hợp Kim CuZr
Th11
Đồng Hợp Kim CuZr
Đồng Hợp Kim CuZr là gì?
Đồng Hợp Kim CuZr là một hợp kim đồng biến tính bằng Zirconi (Zr) với hàm lượng rất nhỏ, thường từ 0.05% đến 0.15%, nhằm tạo ra sự cải thiện đáng kể về độ bền, khả năng chịu nhiệt và độ ổn định cấu trúc khi làm việc trong môi trường nhiệt độ cao. Mặc dù hàm lượng Zirconi ít, nhưng tác động của nó lên vi cấu trúc đồng là rất lớn, giúp hợp kim có khả năng chống mềm nguội tốt, độ bền kéo cao hơn đồng tinh khiết và khả năng chịu mài mòn vượt trội.
Đồng Hợp Kim CuZr thường được lựa chọn cho các ứng dụng yêu cầu tính dẫn điện tốt nhưng vẫn cần độ cứng và độ bền cao, chẳng hạn như tiếp điểm điện, các chi tiết trong ngành điện tử – viễn thông, khuôn hàn điểm, các linh kiện chịu tải nhiệt cao và những bộ phận máy móc cần tuổi thọ dài. Khả năng gia công của hợp kim này cũng khá tốt, phù hợp cho các phương pháp cán, kéo sợi, dập, tiện, phay và hàn đặc biệt.
Thành phần hóa học
Dưới đây là bảng thành phần hóa học của Đồng Hợp Kim CuZr và so sánh với hai hợp kim đồng chịu nhiệt – chịu bền phổ biến khác là CuCr và CuCrZr:
| Thành phần (%) | CuZr | CuCr | CuCrZr |
|---|---|---|---|
| Đồng (Cu) | ≥ 99.8 | ≥ 99.5 | ≥ 99.6 |
| Zirconi (Zr) | 0.05 – 0.15 | – | 0.05 – 0.12 |
| Crom (Cr) | – | 0.4 – 0.8 | 0.5 – 1.2 |
| Tạp chất khác | ≤ 0.05 | ≤ 0.05 | ≤ 0.05 |
Từ bảng so sánh có thể thấy CuZr là loại hợp kim đơn pha với Zr là nguyên tố biến tính duy nhất. So với CuCr hay CuCrZr, CuZr có độ dẫn điện cao hơn do không chứa crom, đồng thời chịu được nhiệt cao hơn đồng tinh khiết.
Tính chất cơ lý của Đồng Hợp Kim CuZr
Tính chất cơ học
- Độ bền kéo: 300 – 480 MPa (tùy trạng thái nhiệt luyện)
- Độ cứng: 70 – 130 HB
- Độ giãn dài: 15 – 35%
- Khả năng biến dạng nguội: Tốt
- Khả năng chống mềm nhiệt: Rất tốt (giữ cứng tốt đến 350°C)
Tính chất vật lý
- Tỷ trọng: ~ 8.9 g/cm³
- Độ dẫn điện: 70 – 85% IACS (khá cao so với các loại đồng hợp kim bền cao)
- Độ dẫn nhiệt: 300 – 350 W/m.K
- Nhiệt độ nóng chảy: ~ 1080°C
Tính chất hóa học
Đồng Hợp Kim CuZr có khả năng chống ăn mòn tự nhiên tốt trong:
- Không khí, hơi ẩm
- Môi trường nước sạch
- Một số dung dịch kiềm nhẹ
- Môi trường chân không hoặc môi trường khí trơ ở nhiệt độ cao
Zirconi là nguyên tố ưa oxy, nhờ đó tạo lớp màng bảo vệ ổn định giúp hợp kim không bị oxy hóa mạnh trong môi trường nhiệt độ cao.
Ưu điểm của Đồng Hợp Kim CuZr
- Giữ độ cứng tốt ở nhiệt độ cao
Đây là ưu điểm vượt trội giúp CuZr trở thành vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng nhiệt luyện hoặc dẫn điện chịu nhiệt. - Độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao
Gần sát với đồng đỏ, vượt xa các hợp kim đồng bền cao có chứa Cr hoặc Be. - Độ bền cao hơn đồng tinh khiết
Cấu trúc kim loại được tăng cường nhờ kết tủa ZrO₂ siêu mịn. - Chống mài mòn tốt
Hoạt động hiệu quả trong môi trường có ma sát hoặc tiếp điểm lặp lại. - Gia công dễ dàng
Phù hợp cho tiện, phay, mài, khoan, uốn và kéo sợi. - Tính ổn định nhiệt cao
Không bị giãn nở bất thường hoặc mềm nguội khi tải nhiệt kéo dài.
Nhược điểm của Đồng Hợp Kim CuZr
- Độ cứng và độ bền thấp hơn so với CuCrZr hoặc các hợp kim đồng berili (CuBe).
- Giá thành cao hơn đồng thường vì yêu cầu kiểm soát vi cấu trúc khi sản xuất.
- Không phù hợp cho các chi tiết chịu lực cực lớn.
Ứng dụng của Đồng Hợp Kim CuZr
1. Công nghiệp điện – điện tử
- Tiếp điểm điện
- Bộ phận dẫn dòng
- Thanh cái chịu nhiệt
- Đầu cắm điện cao cấp
2. Công nghệ hàn
- Điện cực hàn điểm
- Khuôn hàn
- Tấm dẫn nhiệt cho máy hàn
3. Công nghiệp khuôn mẫu
- Khuôn ép nhựa yêu cầu độ dẫn nhiệt cao
- Khuôn chịu nhiệt độ và áp suất lớn
- Chi tiết làm mát khuôn
4. Cơ khí chính xác
- Bạc lót tải vừa
- Trục quay nhỏ
- Chi tiết định vị
- Cơ cấu dẫn hướng chịu nhiệt
5. Ngành hàng không – vũ trụ và quốc phòng
- Linh kiện chịu nhiệt
- Kết nối điện tải cao
- Tấm che – tản nhiệt
6. Công nghiệp năng lượng
- Bộ phận truyền dẫn trong nhà máy điện
- Hệ thống truyền nhiệt
- Chi tiết truyền động chịu nhiệt
7. Dụng cụ đặc biệt
- Dụng cụ đo nhiệt
- Bộ phận thiết bị phòng thí nghiệm
- Chốt định vị chịu nóng
So sánh Đồng Hợp Kim CuZr với các hợp kim liên quan
| Tính chất | CuZr | CuCr | CuCrZr |
|---|---|---|---|
| Độ bền kéo | TB – cao | Cao | Rất cao |
| Độ cứng | TB | Cao | Rất cao |
| Dẫn điện | Rất cao | TB | TB |
| Chịu nhiệt | Rất tốt | Tốt | Xuất sắc |
| Dễ gia công | Tốt | TB | TB |
| Ứng dụng | Điện tử, hàn, dẫn nhiệt | Công nghệ hàn, khuôn | Khuôn ép nhựa, tiếp điểm nặng |
Từ bảng trên có thể thấy CuZr là vật liệu cân bằng tốt giữa dẫn điện – bền – chịu nhiệt, phù hợp cho các ứng dụng không yêu cầu độ cứng quá cao nhưng cần hiệu suất truyền nhiệt và truyền điện tốt.
Quy trình nhiệt luyện Đồng Hợp Kim CuZr (Tổng quan)
- Ủ (Annealing):
- Nhiệt độ: 500 – 650°C
- Tác dụng: làm mềm, phục hồi vi cấu trúc, chuẩn bị cho gia công nguội.
- Tôi dung dịch (Solution Heat Treatment):
- Nhiệt độ: 900 – 950°C
- Làm nguội nhanh bằng nước hoặc dầu
- Tác dụng: hòa tan Zr trong nền đồng.
- Già hóa (Aging):
- Nhiệt độ: 350 – 450°C
- Giữ nhiệt: 1 – 4 giờ
- Tác dụng: kết tủa ZrO₂ tăng cứng, tăng bền.
Quy trình này giúp CuZr đạt được độ bền tối ưu mà vẫn giữ dẫn điện tốt.
Kết luận
Đồng Hợp Kim CuZr là một hợp kim cao cấp với sự cân bằng tuyệt vời giữa độ dẫn điện, độ cứng, khả năng chịu nhiệt và độ bền cơ học. Nhờ Zirconi, hợp kim này giữ được tính ổn định nhiệt và cơ tính trong thời gian dài, phù hợp cho nhiều ngành công nghiệp như điện – điện tử, khuôn mẫu, công nghệ hàn, cơ khí chính xác và các lĩnh vực kỹ thuật yêu cầu độ bền – dẫn điện cao.
Với những ưu điểm vượt trội, CuZr là lựa chọn lý tưởng khi cần một vật liệu vừa dẫn tốt, vừa chịu nhiệt, vừa bền trong môi trường khắc nghiệt.
CÔNG TY TNHH MTV VẬT LIỆU TITAN
Chuyên cung cấp thép hợp kim chế tạo: 2322, 34CrNiMo6, 42CrMo4, 40Cr, SKD11, P20…
Cắt lẻ theo yêu cầu, hỗ trợ gia công CNC và có đầy đủ chứng chỉ CO-CQ.
Địa chỉ: 133/14/5 Bình Thành, P. Bình Hưng Hòa B, Q. Bình Tân, TP.HCM
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 |
| vatlieucokhi.net@gmail.com | |
| Website: | vatlieucokhi.net |
Hợp Kim Đồng CW610N
Hợp Kim Đồng CW610N Hợp Kim Đồng CW610N là gì? Hợp Kim Đồng CW610N là [...]
Th11
Thép không gỉ 1.4319
Thép không gỉ 1.4319 Thép không gỉ 1.4319 là gì? Thép không gỉ 1.4319 là [...]
Th10
Hợp Kim Đồng C26800
Hợp Kim Đồng C26800 Hợp kim đồng C26800 là loại đồng-phosphor (Copper-Phosphorus Alloy) chất lượng [...]
Th11
X3CrNiMo13-4 Stainless Steel
X3CrNiMo13-4 Stainless Steel X3CrNiMo13-4 stainless steel là gì? X3CrNiMo13-4 là thép không gỉ martensitic được [...]
Th9
1.4310 stainless steel
1.4310 stainless steel 1.4310 stainless steel là gì? 1.4310 stainless steel là một loại thép [...]
Th11
