Aplicações gerais do cobre-berílio

O cobre-berílio, ou BeCu, ou bronze-berílio, é uma liga de cobre de alto desempenho com uma pequena porcentagem de berílio - de 0,2% a 2%. Essa mistura exclusiva confere à liga um excelente conjunto de características: alta resistência, boa condutividade elétrica e térmica, resistência à corrosão, comportamento não magnético e resistência a faíscas.

Portanto, o cobre-berílio é usado nos setores eletrônico, aeroespacial e de petróleo e gás. Abaixo estão as aplicações mais comuns do cobre-berílio:

1. Componentes elásticos e condutores

As ligas de cobre-berílio são usadas na fabricação de componentes elásticos condutores, como interruptores, conectores e contatos de mola. Sua resistência é quase duas vezes maior do que a de outras ligas de cobre. O BeCu também tem alta condutividade. Portanto, ele pode suportar dobras ou flexões frequentes sem fadiga ou deformação.

Nos setores de telecomunicações e eletrônicos, o cobre-berílio é frequentemente usado para fazer conectores de sinal, terminais elétricos e contatos de bateria. Esses componentes precisam de precisão e durabilidade em espaços limitados.

2. Rolamentos e buchas resistentes ao desgaste

Devido à sua resistência ao desgaste, o cobre-berílio é comumente usado para fabricar rolamentos e buchas deslizantes. Essas peças geralmente passam por atrito, vibração e cargas pesadas. A resistência à fadiga do cobre-berílio o torna adequado para uso prolongado.

Um exemplo bem conhecido é o do setor aéreo. A American Airlines substituiu os rolamentos de cobre tradicionais por rolamentos de cobre-berílio. Em seguida, houve uma melhora na vida útil de 8.000 a 28.000 horas. Esse tipo de resistência reduz muito o tempo de inatividade e os custos de manutenção.

3. Ferramentas à prova de explosão

Outro excelente atributo do cobre-berílio é que ele não produz faíscas. Ferramentas feitas de metais normais, quando atingidas contra uma superfície dura, emitem faíscas, criando um enorme risco de segurança em ambientes explosivos, como refinarias de petróleo, fábricas de produtos químicos e minas.

As ferramentas de cobre-berílio, entretanto, eliminam esse risco. Elas são usadas em chaves inglesas, chaves de fenda, martelos e cinzéis em locais onde possa haver vapores ou gases inflamáveis. Essas ferramentas dão aos funcionários uma sensação de segurança e atendem a requisitos rigorosos de segurança em ambientes de trabalho perigosos.

4. Moldes de precisão e fundição sob pressão

O cobre-berílio possui boa condutividade térmica, alta dureza e resistência à deformação térmica. Portanto, é adequado para uso em moldes, especialmente para moldes de injeção de plástico e fundição sob pressão. A boa condutividade térmica também permite o resfriamento rápido de peças plásticas.

Os moldes de cobre-berílio também são conhecidos por seu bom acabamento superficial e baixa fadiga térmica. Essas ligas também podem manter tolerâncias estreitas. Além disso, a possibilidade de reutilização da liga reduz os custos gerais da fabricação de moldes.

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5. Componentes elétricos de alta condutividade

Em aplicações de resistência e também de alta condutividade elétrica, certas ligas de cobre-berílio, ou seja, Cu-Ni-Be e Co-Cu-Be, são amplamente utilizadas. Elas podem oferecer condutividade elétrica até um nível de 50% de IACS(International Annealed Copper Standard) e são utilizadas para contatos elétricos, eletrodos e elementos de relé de alto desempenho.

Por exemplo, ele pode ser usado em eletrodos de solda por resistência. Esses eletrodos precisam transportar altas correntes elétricas. Eles também precisam resistir ao desgaste mecânico e ao estresse térmico.

Tipos de ligas de cobre-berílio

As ligas de cobre-berílio são classificadas em dois tipos:

-Cobre-berílio de alta condutividade (0,2%-0,6% Be): Concentra-se na condutividade em detrimento da resistência; é usado em eletricidade e eletrônica.

-Cobre-berílio de alta resistência (1,6%-2,0% Be): Oferece resistência máxima com grande condutividade; adequado para aplicações estruturais e mecânicas;

Eles também podem ser classificados em quatro tipos principais, de acordo com a norma americana:

1. C17200 (1,8-2,0%Be)

• A mais alta resistência (até 200 ksi após tratamento térmico), grande resistência à fadiga e ao desgaste.
• Usado na indústria aeroespacial, instrumentos de precisão, conectores e moldes.

2. C17300 (0,2-0,6%Be, adição de chumbo)

• Menor resistência, mas melhor usinabilidade.
• Usado para fabricar conectores elétricos, interruptores e fixadores.

3. C17500 (0,4-0,7%Be, adição de cobalto)

• Boa condutividade elétrica e térmica, resistência moderada.
• Pode ser encontrado em componentes de solda por resistência e contatos elétricos.

4. C17510 (0,4-0,7%Be, adição de níquel)

• Maior resistência que o C17500, ainda com boa condutividade.
• Encontra aplicações em sistemas elétricos automotivos e aeroespaciais.

Leia mais: Tipos comuns de cobre-berílio

Conclusão

A resistência e as propriedades do cobre-berílio o tornam útil em muitos setores. Você pode encontrá-lo em conectores eletrônicos ou em ferramentas que não soltam faíscas. As ligas de BeCu nunca decepcionam. Para obter mais ligas de cobre-berílio, consulte a Stanford Advanced Materials (SAM).

Tabela de resumo: Aplicações gerais do cobre-berílio

Referências:

[1] Baum, Markus & Jasser, Fabian & Stricker, Michael & Anders, Denis & Lake, Simone. (2022). Simulação numérica do processo de preenchimento do molde e sua validação experimental. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 120. 1-12. 10.1007/s00170-022-08888-9.