ベリリウム銅は代表的な高性能銅合金材料であり、高強度、高弾性、高導電性、優れた耐疲労性の組み合わせにより、エレクトロニクス、自動車エレクトロニクス、精密リレー、新エネルギー機器に広く使用されています。{0}精密構造部品の製造では、ベリリウム銅は、ばね、接点、およびベリリウム銅スタンピング、ベリリウム銅ばね接点、BeCu 電気接点ばねなどのさまざまな信頼性の高い導電性構造部品に加工されることがよくあります。-これらのコンポーネントは通常、精密スタンピングまたは順送金型スタンピングプロセスを必要とするため、材料の成形性が最終製品の品質に決定的な影響を与えます。
材料系の観点から見ると、ベリリウム銅は典型的な析出硬化型銅合金に属します。{0}溶体化処理と時効硬化により、高強度と良好な導電性を兼ね備えた材質状態が得られます。したがって、ベリリウム銅合金は信頼性の高い電気接続システムによく使用されます。-これらの用途では、材料は長期の繰り返し荷重条件下で安定した導電性を維持しながら、優れた弾性回復能力を備えていなければなりません。-
ただし、実際のスタンピング生産では、成形段階で一部のベリリウム銅ストリップに局所的な亀裂や破断が発生することがあります。これは製品の歩留まりに影響を与えるだけでなく、生産コストの増加にもつながります。特に、BeCu スタンピング、ベリリウム合金スタンピング、ベリリウム精密スタンピングなどの高精度成形プロセスでは、材料欠陥が増幅されることが多く、スタンピング中に亀裂の伝播につながります。
さらなるテストにより、材料中にマグネシウム (Mg) やカルシウム (Ca) などの不純物元素が非常に高レベルで含まれていることが判明しました。 Mg 含有量は約 242 mg/kg、Ca 含有量は約 341 mg/kg でした。高純度ベリリウム銅材料の場合、通常、これらの不純物元素の含有量を 50 mg/kg 未満に制御する必要があります。不純物が過剰に含まれると、材料の微細構造の均一性や機械的特性に悪影響を及ぼします。
In beryllium copper material systems, elements such as Mg and Ca have high solid solution capacity in the copper matrix, but they also readily form oxide inclusions with oxygen. For example, Ca combines with oxygen to form calcium oxide particles. These particles are typically spherical or irregularly distributed and exist within the matrix as inclusions. In the material's microstructure, these inclusions exhibit significant differences in physical properties compared to the copper matrix.
スタンピング中、材料は引張応力、せん断応力、曲げ応力などの複雑な応力状態にさらされます。材料内に硬い介在物が存在すると、これらの領域の変形能力は周囲のマトリックス金属の変形能力よりも大幅に低くなり、局所的な応力集中が発生します。この応力集中が一定レベルに達すると、介在物付近で亀裂が発生し、変形方向に沿って亀裂が進展します。
実際のプレス加工では、亀裂は通常、プレスクレーターの底部や最も変形が激しい部分に発生し、亀裂の方向は圧延方向と直交することが多いです。この破壊特性は、ベリリウム銅シートのスタンピングや BeCu シートの製造などのプロセスで一般的です。材料内に介在物が存在すると、スタンピング応力がこれらの領域に優先的に集中し、亀裂の開始点が形成されます。
同様の亀裂の問題を回避するには、材料製造時の冶金品質管理を強化する必要があります。まず、インゴット鋳造段階で不純物元素の発生源を厳密に管理し、製錬原料の品質を最適化することでMgやCaなどの不純物の混入を低減する必要があります。第二に、効果的なスラグ除去プロセスと濾過鋳造技術を精錬中に使用して、溶融物から非金属介在物を除去できます。-
さらに、粒子の均一性と微細構造の安定性を確保するために、後続の圧延および熱処理プロセス中に材料の微細構造を厳密に制御する必要があります。包括的な材料品質管理システムにより、介在物含有量を大幅に削減できるため、高導電性銅スタンピングおよび精密スタンピング プロセスにおける材料の成形性が向上します。-
一般に、ベリリウム銅ストリップのプレス割れの根本原因は、材料内の酸化カルシウムなどの非金属介在物の存在にあります。{0}これらの介在物は材料の微細構造の均一性を破壊し、局所的な応力集中点を生成し、スタンピング変形中に亀裂の開始点になりやすくなります。原材料の冶金品質管理を強化し、不純物元素の含有量を削減し、製錬および鋳造プロセスを最適化することで、ベリリウム銅ストリップの成形性を効果的に改善し、プレス割れのリスクを軽減できます。
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