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1范围
本标准规定了铜板带箔材采用硬度法测定耐热性能的试验方法。
本标准适用于厚度为0.035mm~0.5mm铜及铜合金板带箔材在指定加热时间条件下耐热性能的检验。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 4340.1 金属维氏硬度试验第1部分:试验方法
YS/T 449 铜及铜合金铸造和加工制品显微组织检验方法
3原理
采用相应精度的试验炉,对铜板带箔试样进行指定时间条件下、不同温度的加热试验,通过比较试样加热前后硬度及其变化程度,检验铜板带箔的耐热性能。
4定义
本标准采用下列定义。
4.1
原有硬度 original hardness
未经加热试样的硬度。
4.2
残余硬度 residual hardness
试样经加热后的室温硬度。
4.3
软化特性 softening characteristic
铜板带箔材在一定保温时间条件下,经不同温度加热后室温机械性能的变化特征。
4.4
软化特性曲线 softening behavior curve
以残余硬度和加热温度为纵横坐标绘制的、用于反映铜板带箔耐热性能的曲线。
5仪器、设备
5.1精密温控装置。
5.2管式试验炉:试验炉最高工作温度应不低于800℃;炉膛中央部位恒温区长度应不小于40mm;恒温区温差应不大于±0.5℃。
《铜板带箔材耐热性能试验方法 硬度法(YS/T 466-2003)》由中国标准出版社出版。
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H62高精度黄铜板带
普通黄铜 H62 典型用途 建筑用镶嵌板,各种销钉、螺帽、垫圈、螺栓、阀杆、导波管和散热器、制 糖工业、船舶工业、造纸工业用零件,以及各种五金制品、开关插座、卫浴产品 等。 合金牌号 艾 荔 艾 H62 国家标准 H62 美国标准 C28000 日本标准 C2800 化学成分(重量百分比) Cu 60.5-63.5 Zn 余量 杂质总和 ≤0.5 工艺性能 冷加工性能 优良 切削性 一般 电镀性 优良 热镀锡性 优良 软钎焊性 优良 电阻焊 良好 物理性能(室温) 导电率 ≥23 %IACS 电导率 13.34 MS/m 热导率 123 W/(m.K) 热膨胀系数 20.6 10-6/K 密度 8.43 g/cm3 弹性模量 105 GPa 比热容 0.377 J/(g.K) 泊松比 0.34 — 机械性能 状 态 抗拉强度 (MPa) 延伸率(A11.3,%)
H70高精度黄铜板带
普通黄铜 H70 典型用途 建筑用格架,汽车水箱型心及油箱,反射器,闪光灯壳体,灯用配件,螺旋 套管,链条、紧固件,保护垫圈等,以及用于军用品尤其是弹壳,各种复杂的冷 冲件和深冲件,泵和动力缸,缸体内衬等。 合金牌号 艾 荔 艾 H70 国家标准 H70 美国标准 C26000 日本标准 C2600 化学成分(重量百分比) Cu 68.5-71.5 Zn 余量 杂质总和 ≤0.3 物理性能(室温) 导电率 ≥24 %IACS 电导率 13.32 MS/m 热导率 102 W/(m.K) 热膨胀系数 19.9 10-6/K 密度 8.53 g/cm3 弹性模量 105 GPa 比热容 0.377 J/(g.K) 泊松比 0.34 — 工艺性能 冷加工性能 优良 切削性 一般 电镀性 优良 热镀锡性 优良 软钎焊性 优良 电阻焊 良好 机械性能 状 态 抗拉强度 (MPa
维氏硬度试验法是用夹角为136°的正四棱锥体金刚石压头,在规定载荷作用下压入被测试金属表面来测量硬度,并以压痕单位面积所受的压力作为计量硬度的指标,维氏硬度以符号HV来表示。维氏硬度试验法的特点是能适应各种软硬材料以及薄层、表层和显微区域的硬度测定,而且测量精度高,但试样制作要求高、操作较复杂。
维氏硬度试验法相对于布氏和洛氏硬度而言,有以下优点。
1.试验负荷可任意选用,不同负荷下的压痕都满足相似原理,这样可便于不同软硬或厚薄试样,以及薄层、表层及显微区域的硬度测定,并保证同一试样所测硬度,不受试验负荷的影响。
2.压头采用金剐石四方角锥,故可像洛氏硬度一样适用于各种软硬材料,但又克服了洛氏硬度各种标度不能统一的缺点,见图3。
3.由于金刚石四方角锥的压痕轮廓比布氏的球形轮廓清晰,因此测量压痕对角线时,比布氏法测量压痕直径更准确;另外,四方角锥的压痕对角线长度刚好是压入深度的7倍,所以测量压痕对角线长度比洛氏硬度测定压入深度更准确;故用维氏硬度试验法测维氏硬度压头角锥锥面夹角的确定定硬度精确度高,特别适用于测定高硬度、薄层、显微区域(压痕都很小)的硬度试验。
4.由于选用夹角为136°的四方角锥,可以使维氏硬度的压痕面积F凹和布氏硬度的压痕面积F凹相等,这样维氏硬度试验法所测数值HV与布氏硬度法所测数值HB基本相等,维氏硬度值与抗拉强度之间也保持一定关系。但是在HB大于400时,由于钢球本身变形之故,布氏硬度值HB小于维氏硬度值HV。如图4所示,可以证明压痕直径为0.375D(D为钢球直径)的球形凹陷面积正好与面夹角为136°的四方角锥凹陷面积相等。
维氏硬度与布氏硬度一样,也是根据压痕凹陷面积上所受的应力来确定其硬度值。即
式中,F-试验力(N);
S0-压痕凹陷面积(mm2)。
但维氏硬度所用的压头不是钢球,而是锥面夹角为136°的金刚石四方角锥。由于采用的是金刚石四方角锥,不管压头上的试验力如何改变,试样上压痕的几何形状恒相似。因此,维氏硬度试验时,试验力F的大小可任意选择。经计算可证明:
式中,F-试验力(N);
d-压痕对角线长度的算术平均值(mm)。
一式可用来计算维氏硬度值,但实际生产中常用直接查表方法来获得HV数值。一般硬度计说明书上都供应一系列标准试验力下的HV-d关系表,只要测出压痕对角线长度d,根据所用的试验力,在相应的关系表中即可查出HV值。另外,用于测定钢表面硬化层、渗层和镀层硬度的小负荷维氏硬度计,以及用于测定显微组织硬度的显微硬度计,其试验原理与维氏硬度的试验原理相同,只是施加的试验力更小,产生的压痕也越小,而试验机上测量对角线用的显微镜则有更高的放大倍数。为此,我国参照ISO标准将原来的3个国家标准《金属维氏硬度试验方法》、《金属小负荷维氏硬度试验方法》、《金属显微维氏硬度试验方法》,合并为一个国家标准GB/T 4340.1-1999《金属维氏硬度试验第一部分:试验方法》。
测得的硬度值表示材料抵抗表面局部断裂的能力。试验时用一套硬度等级不同的参比材料与被测材料相互进行划痕比较,从而判定被测材料的硬度等级。这一方法是1812年德国人F.莫斯首先提出的。他将参比材料按硬度递增而分为10个等级,依次为:滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。用这种方法测出的硬度称为莫氏硬度,主要用于矿物的硬度评定。用于金属的也有 :莫氏、麻田划痕及锉磨试验等。
测得的硬度值表示材料抵抗表面塑性变形的能力。试验时用一定形状的压头在静载荷作用下压入材料表面,通过测量压痕的面积或深度来计算硬度。
应用较多的有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度试验 3种方法。
采用动态加载,测得的硬度值表示材料抵抗弹性变形的能力。
对于磨损抵抗谓之磨耗硬度,例如:磨耗试验等。
对于切削或钻削之抵抗谓之切削硬度或切削性,例如:切削硬度试验等。
高精铜板带生产方法主要有两种,一种为大锭热轧-高精冷轧法,另一种为水平连铸卷坯-高精冷轧法两种。
高精冷轧现代工艺技术基本是:四辊或者六辊高精轧机作为冷初轧和冷中轧;为获得精确公差的成品,一般选用辊轧。中间退火采用罩式保护退火炉;成品退火采用展开式保护气体退火炉。为确保优良板型,成品带材需要拉弯矫工序。