Jaké jsou rozdíly mezi vlastnostmi zpracování za studena a za tepla čisté mědi?
Čistá měď vykazuje výrazné rozdíly v tvařitelnosti, mikrostruktuře, mechanických vlastnostech a vhodnosti použití mezi tvářením za studena a tvářením za tepla. Tyto rozdíly vyplývají z teplotního rozsahu, mechanismu deformace a vývoje mikrostruktury zahrnutých v každém procesu. Níže je podrobné srovnání.
Opracováním za tepla se rozumí plastická deformace prováděná při teplotách vyšších než je teplota rekrystalizace čisté mědi, typicky nad 300 stupňů – 400 stupňů. Při takových teplotách má měď extrémně vysokou tažnost a nízkou odolnost proti deformaci.
Dislokace vzniklé během deformace mohou být rychle eliminovány dynamickým zotavením a rekrystalizací, čímž se zabrání výraznému mechanickému zpevnění. Proto lze dosáhnout velké plastické deformace v jediném průchodu, což je vhodné pro hrubé tváření a procesy deformace ve velkém-rozsahu. Mezi běžné metody zpracování čisté mědi za tepla patří válcování za tepla, vytlačování za tepla a kování za tepla. Při opracování za tepla může docházet k růstu zrn, pokud je teplota příliš vysoká nebo doba zdržení je příliš dlouhá, což vede k mírně hrubším zrnům a nižší pevnosti ve srovnání s mědí opracovanou za studena-. Opracování za tepla však účinně rozbíjí odlévané struktury, snižuje poréznost a zlepšuje vnitřní celistvost a homogenitu. Používá se hlavně v počátečních fázích výroby k přeměně litých ingotů na polotovary-, jako jsou desky, tyče, trubky a tyče.
Zpracování za studena se provádí při pokojové teplotě nebo pod teplotou rekrystalizace čisté mědi. Ačkoli čistá měď má dobrou tažnost za pokojové-teploty, deformace při nízkých teplotách způsobuje intenzivní násobení a akumulaci dislokací, což má za následek značné zpevnění. S rostoucí deformací prudce stoupá pevnost a tvrdost, zatímco tažnost a houževnatost klesá.
Tato vlastnost umožňuje opracování za studena pro přesnou kontrolu rozměrů a kvality povrchu. Výrobky mají hladký povrch, vysokou rozměrovou přesnost a kontrolovatelnou pevnost. Typické procesy zpracování za studena zahrnují válcování za studena, tažení za studena, lisování a ohýbání. V důsledku mechanického zpevnění může nadměrná deformace způsobit praskání, takže k obnovení tažnosti je často nutné mezižíhání. Za studena-zpracovaná čistá měď má napnutou, vláknitou mikrostrukturu a preferovanou orientaci, což zvyšuje její pevnost a tvrdost pro aplikace vyžadující vysokou rozměrovou přesnost a mechanickou pevnost.
Z hlediska fyzikálních a mechanických vlastností, za tepla-zpracovaná čistá měď se vyznačuje nízkou tvrdostí, střední pevností, vysokou tažností a vynikající elektrickou vodivostí. Je vhodný pro díly vyžadující dobrou tvarovatelnost a vodivost. Čistá měď opracovaná za studena- má výrazně vyšší tvrdost a pevnost v tahu se sníženou tažností, ale vynikající rozměrovou stabilitou. Jeho elektrická vodivost je o něco nižší než u mědi opracované- nebo žíhané za tepla v důsledku deformace mřížky způsobené dislokacemi, ale stále splňuje požadavky většiny elektrických aplikací.
Kvalita povrchu a rozměrová přesnost se také velmi liší. Opracování za tepla může zanechat oxidové okují a relativně drsné povrchy, což vyžaduje následné moření nebo opracování. Opracování za studena poskytuje vynikající povrchovou úpravu a úzkou rozměrovou toleranci, vhodné pro konečné- přesné tváření.
V souhrnu, zpracování čisté mědi za tepla se vyznačuje nízkým deformačním odporem, vysokou deformovatelností, dynamickou rekrystalizací a zlepšenou vnitřní strukturou, používanou především pro primární tváření. Tváření za studena se vyznačuje deformačním zpevněním, vysokou přesností, dobrou kvalitou povrchu a nastavitelnou pevností, používané pro přesné tváření a výkonnostní zpevnění. Rozumné sladění procesů tváření za tepla, tváření za studena a žíhání umožňuje efektivní výrobu-výkonných produktů z čisté mědi pro průmyslová odvětví, jako je elektronika, elektrická energie, strojírenství a výměna tepla.
