H70 深冲件开裂:退火 520~650 ℃ 的晶粒度控制
H70 是普通黄铜,铜 68.5%~71.5%、余量为锌,铅不超过 0.03%、铁不超过 0.10%、锑不超过 0.005%、铋不超过 0.002%,密度 8.55 g/cm³,电导率约 28%IACS。带材有两条力学口径:一条抗拉不低于 290 MPa、伸长率不低于 40%;另一条抗拉 325~410 MPa、伸长率不低于 35%、硬度 75~125 HV,对应四分之一硬态。
铜 70% 落在单相区
铜锌合金在室温下,铜含量高于约 63% 时是单相 α 组织,塑性好、冷加工能力强;低于这个界限出现 β 相,高温塑性好但 cold 加工变脆。H70 的铜 68.5%~71.5% 稳稳落在单相区,这是它能做深冲件的基础。深冲、拉延、翻边这类工序,靠的就是单相组织的均匀塑性。

冷作硬化与中间退火
冷轧、冷拉、深冲过程中强度上升、塑性下降,继续变形前必须中间退火恢复塑性。深冲件一般按多道次成形加中间退火排,单道次变形量控制在中低水平,避免局部过度减薄。变形量分配不均,会在转角处先开裂,这类裂纹往往从毛刺或划伤处起。
退火 520~650 ℃ 与晶粒度
再结晶退火在 520~650 ℃ 区间,温度偏高会晶粒粗大,深冲时表面出现橘皮;偏低则软化不充分,后续工序开裂。带材退火后按晶粒度分级交货,这是把工艺与验收挂在一起的做法。晶粒度不是越细越好:过细的晶粒强度高、塑性储备少,深冲时容易开裂;过粗则表面粗糙。
去应力退火防氨裂
260~270 ℃ 的低温退火专门对付氨裂。含氨或含胺的介质会引发黄铜的应力腐蚀开裂,成形、弯曲、胀接、焊接后的高应力件都应安排这一道。温度不高、不影响强度与硬度,但能把残余应力降下来。空调与制冷件的铜管,这一道经常被省略,结果在季节性停机时开裂。

热加工 750~830 ℃
热加工温度 750~830 ℃,温度低了变形抗力大、易裂,高了晶粒粗化、表面氧化与脱锌。热加工后的冷却方式影响组织均匀性,厚件要控制冷速,避免表层与心部晶粒差别过大。热加工件若还要冷成形,先做退火把晶粒调整到合适档位。
杂质对深冲的影响
铅不超过 0.03%、铋不超过 0.002%、锑不超过 0.005%,这三个上限都把低熔点元素压得很紧。铅与铋在晶界形成低熔点薄膜,热加工时引起热脆;锑会降低耐蚀性。深冲件对杂质更敏感,晶界上的脆性薄膜在拉应力下开裂,裂纹沿晶扩展,表面看不出预兆。

力学口径要跟状态走
两条力学口径对应不同状态:一条是软态,抗拉不低于 290 MPa、伸长率不低于 40%;另一条是四分之一硬态,抗拉 325~410 MPa、伸长率不低于 35%、硬度 75~125 HV。订货时要写明状态代号,只写「H70 带材」,供方可以按任一状态交货,深冲时才发现塑性不够。
到货核对四项
一是成分,核铜、铅、铁、铋,铜低于 68.5% 可能进入两相区;二是状态与力学,按约定状态测抗拉、伸长率与硬度;三是晶粒度,按约定级别验收,深冲件要单独约定;四是尺寸与表面,带材看厚度公差、板形与划伤。牌号体系按 GB/T 5231 与 ASTM B36 一档核对,替代前确认状态与晶粒度,深冲件还要把晶粒度级别写进技术条件。
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