成型性涉及到材料可以弯成所要求的几何形状。不会出现裂纹或失败诉一种能力。铍铜带材的成型性能取决于一系列的变化因素,包括合金,状态,弯曲方向,带材厚度与宽度,以及成型的方法。
状态为未热处理的铍铜(Brush,合金3,10,25和165)在制造过程中最易于成型,制成后的零件可以通过热处理过到很高的强度水平,结果这些材料兼有了最佳成型性和最高强度的综合。在不需要剧烈成型的使用领域中,工厂强化的铍铜合金(Brush,合金165,190,290,3,10,174)成本效益最合算,这些材料由Brush Wellman施行热处理后供贷。在满足强度水平的条件下保证最佳的成型性,由于客户在零件成型后无需清洗和热处理,他们可以有效地降低制造成本。
R/t比值
一种材料的成型性的比例(R/t)是通过弯曲半径(R)和带材厚度(T)的比值来表达。这一数值确定了可以成型而不会失败的是小弯曲半径。较大的R/t比值表明较低的成型性。因为要求较大的弯曲半径。由此,R/t值不零时,意味着材料围绕很尖锐的边角(弯曲半径为零)成型都不会失败。就一种材料的延展性而论,成型性主要取决于合金的强度。当通过冷轧或工厂强化处理提高合金的强度时,成型性下降(R/t比值上升),而且成型性变得各向异性(具方向性)
纵向与横向弯曲对比
如图1所示,称之为纵向或者横向弯曲,取决于它们的取向与带材轧制方向的关系。带材的各向异性或者方向性是由于冷轧的织构效应的结果。当发生这种各向异性时,在纵向(好的弯曲方向)的成型性优于横向的(差的弯曲方向)。
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金田公司检验带材的成型性是采用半导向弯曲试验法,类似于ASTM E290的方法。检验用的固紧装置由90o的冲头组成。冲头研磨成的导向刀口具不同半径,被检验的0.5时(12.7mm)宽的带材,用冲头强行压入V型块,为图2所示。
弯曲之后,在10~30X的放大镜下观察试样,用以检查裂纹的表面是在半径的凸面,如果没看到裂纹,则试样通过了这一半径的检验。随后,减小冲头的半径,再取另一带材试样成型,并检验之。这一步骤反复进行,直到试样表面出现裂纹为止。裂纹无需穿透试样的厚度到破断。没有导致可见裂纹的最小弯曲半径除以带材的厚度,便确定R/t比值。图3为金田公司公布的厚度0.05时(1.27mm)以上带材的成型性数值。厚度低于0.015时(0.38mm)的带材,其成型性更好。
设计的要素为给定的一种使用情况,确定最适宜的材料时,有许多因素必须予以考虑。随状态的提高,铍铜的强度与硬度增加,而塑性与成型性下降,可以成型零件,而不会开裂的最高状态,是应该选用的状态,这种状态可以成型,又有效地保证设计的可靠性。
成型方向的自然特性(弯曲的好方向和坏方向的对比)可以为设计补充额外的柔性,即有效的使用材料。
应用
金田公司有关材料成型性的资料,目的是用以指导为某种使用情况而选择合适的状态。如一种弯曲的内角比较钝,则可以采用较推荐值小些的半径。如内角比较尖,则需采用较大的弯曲半径。弯曲的质量又受所采用的成型方法的影响。比例,采取几个步骤来完成弯曲,代替一次完成该弯曲,或者沿弯曲半径环绕材料,将产生比R/t指示的值更紧密的弯曲。同样,带材的宽度也影响弯曲的质量,很窄的带材比宽的更好成型。带材的宽度与其厚度的比值约小于10:1时,会改善其成型性。