铜管开裂.doc

铜棒理论重量不同截面的铜排的重量一 紫铜管压型开裂分析情况描叙 2011年7月13日,我公司的产品压扣2(2A80200669G00)在南车电机由用户压接后出现一起开裂现象,14号由我公司提供了10件相同产品,经试压后再次出现开裂现象。该产品的退火设备为真空退火炉,退火温度为620~650℃,保温120分钟,装炉方式为插装,单炉数量约为300件。后续我们采用了箱式退火炉,退火温度设定为700℃,保温90分钟,单炉退火数量约为50件左右,退火后压扁也有部分开裂。这一批次的紫铜退火后表面氧化严重,且开裂的铜管表面多有气泡、粗拉道且表面有较大晶粒。这些症状是紫铜管在还原性气体中退火后的常见一种毛病,名为“氢病”,其化学反应方程式如下   Cu20+CO→2Cu+CO2↑        (1)   Cu20+H2→2Cu+H2O↑      (2) 在反应中生成的CO2、H2O在晶界上聚积,铜中含O元素较多时,生成的气体压力超过晶界强度,导致晶体开裂。原因分析: 真空退火或箱式退火均是沿用以前的工艺,退火温度设定,保温时间及冷却方式都没有问题,而恰巧该批铜管材料为新进材料,和以往并非同批次。我们可以初步判定这批材料含O元素较高。促使了氢病的产生。 问题1:真空炉退火怎么也会产生氢病? 真空退火炉的工作原理是,在真空中对紫铜管进行退火,以防止紫铜管中的O元素与空气中H、C元素等发生反应。 然而我们观察发现真空退火炉密封槽上有大量金属锈迹,且密封垫圈存在有缺口、划痕、毛刺等,这将严重影响真空炉气密性。无法达到真空退火的效果。 在后续的工作中,我们更换了密封胶条,并铲除了密封槽里的铁锈,。                                   漏气 真空炉退火图                          修善后 真空退火图 从图中可以看出 修善后真空炉退火后压型无开裂 ,且表面无黑色氧化物。 问题2:为何箱式退火开裂情况会比真空退火少? 箱式退火炉没有抽真空,也并非密封无法杜绝(1)、(2)化学反应,理论上应该开裂更严重,然而箱式退火保温时间为90分钟,保温结束后采取迅速水冷。而真空退火炉保温时间为120分钟,保温结束后进行自然冷却,时间为4小时,总时间为6小时,退火方式 保温时间 冷却时间 总时间 真空退火 2小时 取出真空胆 在真空胆中自然冷却(4小时) 6小时 箱式退火  水冷   箱式退火的时间远远小于“真空炉”退火,大大缩短了(1)、(2)反应的时间,从而箱式退火效果要比漏气的真空炉退火效果好。 总结 通过各种对比试验 ,我们论证了铜管压型开裂的问题所在: ,且密封垫圈存在有缺口、划痕、毛刺等严重影响真空炉气密性。无法达到真空退火的效果。 ,促使了退火中“氢病”的产生。  改进措施:     (已解决) 。和供应商协商,用无氧紫铜替代以前的T2-Y。      二 紫铜管真空退火工艺优化 情况描叙 在我们的紫铜管压型开裂分析中,