Бериллиевая бронза марки БрБ2 (CuBe2) представляет собой уникальный дисперсионно-твердеющий сплав меди с содержанием около двух процентов бериллия. Материал обладает рекордной упругостью, высокой электропроводностью, немагнитностью и исключительной износостойкостью в узлах трения. Из БрБ2 изготавливают прецизионные пружинные контакты, мембраны датчиков давления и неискрящий инструмент. Однако высокая твердость после термообработки до 40 HRC и абразивность бериллиевых фаз требуют точного соблюдения режимов резания.
Свойства сплава БрБ2 и поведение при обработке
В отожженном состоянии сплав БрБ2 обладает высокой пластичностью и вязкостью, что провоцирует образование длинной сливной стружки и налипание металла на режущие кромки фрезы. В состаренном термообработанном состоянии материал приобретает твердость легированной стали при сохранении теплопроводности меди. Механическая обработка обычно выполняется в закаленном состоянии до старения, после чего деталь подвергается финишной термофиксации размеров.
Расчет силы резания при торцевом фрезеровании бериллиевой бронзы выполняется по удельному сопротивлению сплава:
Фрезерные станки с ЧПУ
Весь раздел →
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-1050 G3
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-1050 F4
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-845 G3
F_c_bronze = K_c_CuBe * a_p * a_e * f_z / D_toolгде параметр K_c_CuBe обозначает удельное сопротивление резанию сплава БрБ2 (около 1100 МПа), величины a_p и a_e задают глубину и ширину фрезерования.
Особенности стружкообразования и склонность к наклепу
При скоростном фрезеровании закаленной бронзы БрБ2 происходит интенсивное деформационное упрочнение поверхностного слоя заготовки. Затупление режущей кромки фрезы вызывает рост сил отжима и микротрещины на тонких упругих лепестках контактов. Применение попутного фрезерования с минимальной дугой контакта инструмента предотвращает наклеп и обеспечивает легкий сход стружки без задиров поверхности.
Фрезерование тонкостенных пружинных контактов из БрБ2 требует применения алмазоподобного покрытия DLC для исключения адгезионного схватывания меди с карбидом вольфрама.
Факторы качественной обработки бериллиевой бронзы включают следующие правила:
- Использование монолитных твердосплавных фрез с углом подъема стружечной канавки 40 градусов.
- Положительный передний угол режущего лезвия в диапазоне от двенадцати до пятнадцати градусов.
- Обильная подача полусинтетической СОЖ для быстрого вымывания стружки из зоны резания.
- Исключение работы фрезы с нулевой подачей во избежание мгновенного наклепа металла.
Подобрать оборудование под вашу задачу
Подбор геометрии микрозернистых фрез
Для прецизионного микрофрезерования пазов и окон в деталях из сплава CuBe2 используют концевые фрезы из субмикрозернистого сплава с ультраострой полированной кромкой. Радиус округления лезвия не должен превышать трех микрометров. Полировка стружечных канавок до зеркального блеска снижает коэффициент трения и исключает пакетирование вязкой стружки в полостях инструмента при глубокой выборке.
Фрезерные станки с ЧПУ
Весь раздел →
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-855S
FPV-30G фрезерный станок с ЧПУ
Фрезерный станок с ЧПУ RS 6090TT
- Черновая выборка контура фрезами с стружколомающей геометрией на умеренной скорости.
- Получистовая обработка стенок с постоянным припуском 0.15 мм для выравнивания напряжений.
- Дисперсионное старение детали в вакуумной печи для достижения твердости 38-42 HRC.
- Чистовое калибровочное фрезерование базовых плоскостей алмазным инструментом.
| Состояние сплава БрБ2 | Скорость резания Vc, м/мин | Подача на зуб fz, мм/зуб | Твердость материала, HRC |
|---|---|---|---|
| Закаленный (мягкий) | 120 - 180 | 0.04 - 0.08 | 10 - 15 |
| Деформированный на 20% | 90 - 140 | 0.03 - 0.06 | 25 - 30 |
| Состаренный (термоупрочненный) | 60 - 90 | 0.02 - 0.04 | 38 - 42 |
Термообработка: закалка и дисперсионное старение
Окончательные механические свойства детали из сплава БрБ2 формируются в процессе дисперсионного твердения при температуре 315-330 градусов Цельсия с выдержкой два часа. В объеме матрицы выделяются субмикроскопические частицы гамма-фазы CuBe, блокирующие дислокации и фиксирующие заданную форму детали. Проведение старения в защитной вакуумной среде предотвращает окисление кромок и сохраняет высокую чистоту поверхности.
Термофиксация в специальных зажимных оправках полностью исключает поводки тонкостенных упругих мембран.
Аспирация и безопасность при обработке бериллия
Сухая механическая обработка бериллиевых сплавов категорически запрещена из-за токсичности мелкодисперсной пыли оксида бериллия при вдыхании. Фрезерование станками с ЧПУ выполняют исключительно с обильным поливом СОЖ и подключением локальной аспирации с HEPA-фильтрами. Вся собираемая стружка и шлам герметично упаковываются и отправляются на специализированную переработку в соответствии с санитарными нормативами.
