為何鈹銅零件經真空爐析出硬化再以手工校正變形不會斷裂,但以大氣回火爐析出硬化再施以手工校正變形,結果全數斷裂?－承盛熱處理股份有限公司部落格

客訴處理分享

為何鈹銅零件經真空爐析出硬化再以手工校正變形不會斷裂,但以大氣回火爐析出硬化再施以手工校正變形,結果全數斷裂?

案由背景說明:

新莊某家機加工廠陳姓老闆來電,他應客戶要求製做一批以鈹銅製成的漏斗狀圓管夾,委外熱處理,該熱處理廠以大氣回火爐進行析出硬化,回廠後進行二次加工引發變形,隨後以手工敲擊校正,結果全數斷裂因而全報廢，隨即以同批材質同樣加工程序再重製一批,送另一家熱處理廠,該廠以真空熱處理進行析出硬化,回廠後再進行二次加工也引發變形,隨後也以手工敲擊校正,結果都可以如願回到熱處理前之形狀幾何,沒有一件在敲擊校正中開裂，陳老闆將斷裂品與完整品以硬度測試進行比較,結果硬度是一樣,問為何硬度相同耐沖擊不同?陳老闆也強烈質疑是否以大氣回火爐進行析出硬化處理因而產生脆性,導至敲擊校正引起開裂。

案由分析:

陳老闆質疑以大氣回火爐進行析出硬化而引發脆性,以過去經驗認定不會也不可能,所謂大氣回火爐就是在一大氣壓下,沒有氣體保護的爐中加熱進行析出硬化處理,鈹銅件的析出硬化温度約在250℃~ 450℃區間,在此温度區間持温,若無堕性氣體保護,鈹銅件的表皮會因高温產生氧化着色,但對硬度絶無影響,也不會產生脆性，以手工敲擊進行變形校正,因為以人工敲擊施力不可能平均,敲擊點也不可能同位置,因此以手工進行敲擊而引發開裂,以此判定材質或耐沖擊度,確實有失公允。為何硬度相同但耐沖擊不同,也就是抗折力不同?鈹銅材是一種特殊材料:它確實可利用不同的析出硬化温度,做出相同硬度,但機械性質差異很大。

比方說以C17200材為例其最高硬度之析出硬化温度在315℃,可得硬度值達HV0.3 430度,但假設硬度要求在HV0.3 350,此時有兩個方法可達到這個硬度,一是過析出;也就是以超過315℃ 的温度進行析出硬化,另一是以低於315℃ 温度進行析出硬化,這兩個製程温度不同但可達到相同硬度,但此時它的引張強度及延伸率也就是耐沖擊卻完全不同,以過去的實務經驗得知,以低於315℃ 進行析出硬化相較於高於315℃ 的析出硬化在延伸率也就是耐沖擊,還是以低於315℃ 的析出硬化的耐沖擊較好,而且好很多。

結論:

經前述推演可能影響手工敲擊斷裂之影響參數有貳：一是手工校正敲擊力道不均與敲擊點可能較靠近有折彎角或九十度角邊緣。另一可能是採用315℃ 之過析出温度進行析出硬化,就會造成硬度值相同但延伸率下降;因而產生易斷失效，再就是真空爐與大氣回火爐進行鈹銅析出硬化,若是在指定的温度、時間下進行處理,其硬度相同機械性質也一樣;也就是強度、韌性無差異,僅色澤不同,真空爐處理件表面是原色,大氣爐是氧化着色,若是未清洗沾油漬更可能形成表面碳化，截至目前陳老闆尚無法提出鈹銅番號,及硬度測試值及實體不良品,因此只能以過去經驗推論。