Miedź do produkcji szyn zbiorczych: miedź jako wzór odporności

Odporność na zmiękczanie

Nie jest tajemnicą, że podwyższone temperatury mają tendencję do zmiękczania miedzi poddanej obróbce na zimno, co prowadzi do uzyskania właściwości mechanicznych charakterystycznych dla materiału wyżarzonego. Ten proces zmiękczania zależy od temperatury i czasu, jednakże dokładne określenie momentu rozpoczęcia i zakończenia jest często trudne. Dlatego też, często analizuje się czas „zmiękczania połowicznego”, który jest czasem potrzebnym do obniżenia twardości o 50% pierwotnego wzrostu spowodowanego procesem walcowania na zimno. W przypadku miedzi HC, zmiękczanie następuje przy temperaturach przekraczających 150°C. Badania eksperymentalne wykazały, że taka miedź może być skutecznie eksploatowana w temperaturze 105°C przez okresy wynoszące od 20 do 25 lat, oraz może wytrzymać warunki zwarcia do 250°C przez kilka sekund, bez negatywnych skutków.

Odporność na pełzanie

Kolejna właściwość to pełzanie – czyli nieodwracalne odkształcenie plastyczne metalu pod wpływem długotrwałego obciążenia. Zdolność miedzi do wytrzymywania pełzania ma ogromne znaczenie dla inżynierów i projektantów.

Z analizy opublikowanych danych dotyczących procesu pełzania wynika, że aluminium o wysokiej przewodności elektrycznej wykazuje istotne objawy pełzania w temperaturze otoczenia, szczególnie gdy jest poddane znacznemu obciążeniu. Z kolei miedź o wysokiej przewodności wykazuje podobną szybkość pełzania, przy założeniu równoważnego naprężenia, jedynie w temperaturze 150°C. Jest to znacznie wyższa temperatura niż ta, która występuje w typowych warunkach pracy szyn zbiorczych.

Odporność na zmęczenie

Zmęczenie jest mechanizmem prowadzącym do pękania pod wpływem powtarzających się lub zmiennych naprężeń. Proces złamań zmęczeniowych rozpoczyna się od drobnych pęknięć, które stopniowo rosną pod wpływem naprężenia. Takie warunki mogą tworzyć się w systemie szyn zbiorczych, które są sztywno zaciśnięte, a następnie poddane działaniu wibracji. Tam, gdzie wymagane są wyższe naprężenia lub temperatury pracy, preferowane jest zastosowanie miedzi zawierającej niewielkie ilości srebra (ok. 0,1%). Odporność na pełzanie i zmiękczanie stopów miedzi ze srebrem wzrasta wraz ze wzrostem zawartości srebra.

W warunkach, gdzie stosuje się aluminium oraz miedź o wysokiej przewodności, zarówno wyżarzona (jak po spawaniu) jak i półtwarda, wytrzymałość zmęczeniowa miedzi jest około dwukrotnie większa niż w przypadku aluminium. Ten fakt zapewnia użyteczną rezerwę wytrzymałości na uszkodzenia wywołane cyklami mechanicznymi lub termicznymi.

W Metall-Expres wiemy o zaletach miedzi wszystko, w tym to, że jest tak odporna. Jesteśmy producentem płaskowników i profili z miedzi w gatunku Cu-ETP oraz Cu-OF, zgodnie z normą  EN 13601, w oparciu o innowacyjną metodę wyciskania CONFORM, które używane są do produkcji szyn zbiorczych. Więcej informacji na temat tych wyrobów na stronie.