銅合金的介紹:
銅合金(copperalloy)以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構(gòu)成的合金。純銅呈紫紅色﹐又稱紫銅。
純銅密度為8.96﹐熔點為1083℃﹐具有優(yōu)良的導(dǎo)電性﹑導(dǎo)熱性﹑延展性和耐蝕性。主要用于制作發(fā)電機(jī)﹑母線﹑
電纜﹑開關(guān)裝置﹑變壓器等電工器材和熱交換器﹑管道﹑太陽能加熱裝置的平板集熱器等導(dǎo)熱器材。
常用的銅合金分為黃銅﹑青銅﹑白銅3大類。
黃銅
以鋅作主要添加元素的銅合金﹐具有美觀的黃色﹐統(tǒng)稱黃銅。銅鋅二元合金稱普通黃銅或稱簡單黃銅。
三元以上的黃銅稱特殊黃銅或稱復(fù)雜黃銅。含鋅低於36%的黃銅合金由固溶體組成具有良好的冷加工性能
﹐如含鋅30%的黃銅常用來制作彈殼﹐俗稱彈殼黃銅或七三黃銅。含鋅在36~42%之間的黃銅合金由和固溶體組成﹐
其中常用的是含鋅40%的黃銅。為了改善普通黃銅的性能﹐常添加其他元素﹐如鋁﹑鎳﹑錳﹑錫﹑
硅﹑鉛等。鋁能提高黃銅的強(qiáng)度﹑硬度和耐蝕性﹐但使塑性降低﹐適合作海輪冷凝管及其他耐蝕零件。錫能提高
黃銅的強(qiáng)度和對海水的耐腐性﹐故稱海軍黃銅﹐用作船舶熱工設(shè)備和螺旋槳等。鉛能改善黃銅的切削性能﹔
這種易切削黃銅常用作鐘表零件。黃銅鑄件常用來制作閥門和管道配件等。船舶常用的消防栓防爆月牙扳手,
就是黃銅加鋁鑄造而成。
白銅
以鎳為主要添加元素的銅合金。銅鎳二元合金稱普通白銅﹔加有錳﹑鐵﹑鋅﹑鋁等元素的白銅合金稱復(fù)雜白銅。
工業(yè)用白銅分為結(jié)構(gòu)白銅和電工白銅兩大類。結(jié)構(gòu)白銅的特點是機(jī)械性能和耐蝕性好﹐色澤美觀。這
種白銅廣泛用於制造精密機(jī)械﹑化工機(jī)械和船舶構(gòu)件。電工白銅一般有良好的熱電性能。錳銅﹑康銅﹑考銅是含
錳量不同的錳白銅﹐是制造精密電工儀器﹑變阻器﹑精密電阻﹑應(yīng)變片﹑熱電偶等用的材料。
純銅
高純度,組織細(xì)密,含氧量極低。無氣孔、沙眼、疏松,導(dǎo)電性能,電蝕出的模具表面精度高,經(jīng)熱處
理工藝,電極無方向性,適合精打,細(xì)打,性能與日本純紅銅相當(dāng),價格更實惠,是替代進(jìn)口銅的產(chǎn)品。
Cu≥99.95%O<003電導(dǎo)率≥57ms/m硬度≥85.2HV
青銅
青銅原指銅錫合金﹐后除黃銅﹑白銅以外的銅合金均稱青銅﹐并常在青銅名字前冠以主要添加元素的名。
錫青銅的鑄造性能﹑減摩性能好和機(jī)械性能好﹐適合於制造軸承﹑蝸輪﹑齒輪等。鉛青銅是現(xiàn)代發(fā)動機(jī)和磨床廣
泛使用的軸承材料。鋁青銅強(qiáng)度高﹐耐磨性和耐蝕性好﹐用於鑄造高載荷的齒輪﹑軸套﹑船用螺旋槳等。/和磷青
銅的彈性極限高﹐導(dǎo)電性好﹐適於制造精密彈簧和電接觸元件﹐鈹青銅還用來制造煤礦﹑油庫等使用的無火花工
具。鈹銅是一種過飽和固溶體銅基合金,是機(jī)械性能,物理性能,化學(xué)性能及抗蝕性能良好;粉末冶金制作針對
鎢鋼,高碳鋼、耐高溫超硬合金制作的模具需電蝕時,因普通電極損耗大,速度慢,鎢銅是比較理想材料??箯?/p>
強(qiáng)度≥667Mpa
銅合金的分類
銅合金的分類方法有三種:
①按合金系劃分
按合金系劃分,可分為非合金銅和合金銅.非合金銅包括高純銅、韌銅、脫氧銅、無氧銅等,習(xí)慣上,人們將
非合金銅稱為紫銅或純銅,也叫紅銅,而其他銅合金則屬于合金銅。我國和俄羅斯把合金銅分為黃銅、青銅和白
銅,然后在大類中劃分小的合金系。
②按功能劃分
按功能劃分,有導(dǎo)電導(dǎo)熱用銅合金(只要有非合金化銅和微合金化銅)、結(jié)構(gòu)用銅合金(幾乎包括所有銅合金)
、耐蝕銅合金(主要有錫黃銅、鋁黃銅、各種不白銅、鋁青銅、鈦青銅等)耐磨銅合金(主要有含鉛、錫、鋁、錳
等元素復(fù)雜黃銅、鋁青銅等)、易切削銅合金(銅-鉛、銅-碲、銅-銻等合金)、彈性銅合金(主要有銻青銅、鋁青
銅、鈹青銅、鈦青銅等)阻尼銅合金(高錳銅合金等)、藝術(shù)銅合金(純銅、簡單單銅、錫青銅、鋁青銅、白銅等)
。顯然,許多銅合金都具有多生功能。
③按材料形成方法劃分
按材料形成方法劃分為可為鑄造銅合金和變形銅合金。事實上,許多銅合金既可以用于鑄造,又可以用于變形加
工。通常變形銅合金可以用于鑄造,而許多鑄造銅合金卻不能進(jìn)行鍛造、擠壓、深沖和拉拔等變形加工。鑄造銅合金
和變形銅合金又可以細(xì)分為鑄造用紫銅、黃銅、青銅和白銅。
銅合金鑄造工藝各種成分的銅合金的結(jié)晶特征不同,鑄造性能不同,鑄造工藝特點也不同。
1、錫青銅:結(jié)晶特征是結(jié)晶溫度范圍大,凝固區(qū)域?qū)?。鑄造性能方面流動性差,易產(chǎn)生縮松,不易氧化。工藝
特點是壁厚件采取定向凝固(順序凝固),復(fù)雜薄壁件、一般壁厚件采取同時凝固。
2、鋁青銅和鋁黃銅:結(jié)晶特征是結(jié)晶溫度范圍小,為逐層凝固特征。鑄造性能方面流動性較好,易形成集中縮
孔,極易氧化。工藝特點是鋁青銅澆注系統(tǒng)為底注式,鋁黃銅澆注系統(tǒng)為敞開式。
3、硅黃銅:結(jié)晶特征是介于錫青銅和鋁青銅之間。鑄造性能(在特殊黃銅中)。工藝特點是順序凝固工藝,
中注式澆注系統(tǒng),暗冒口尺寸較小
銅合金的特殊性能
銅的物理性能
(1)優(yōu)異的物理、化學(xué)性能純銅導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性,銅合金的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性也很好。銅及銅合金對大氣和水
的抗蝕能力很高。銅是抗磁性物質(zhì)。
(2)良好的加工性能塑性很好,容易冷、熱成形;鑄造銅合金有很好的鑄造性能。
(3)具有某些特殊機(jī)械性能例如優(yōu)良的減摩性和耐磨性(如青銅及部分黃銅),高的彈性極限和疲勞極限(如鈹
青銅等)。
(4)色澤美觀2、(紫銅)
純銅是玫瑰紅色金屬,表面形成氧化銅膜后呈紫色,故工業(yè)純銅常稱紫銅或電解銅。密度為8-9g/cm,熔點1083°
C。純銅導(dǎo)電性很好,大量用于制造電線、電纜、電刷等;導(dǎo)熱性好,常用來制造須防磁性干擾的磁學(xué)儀器、儀表,
如羅盤、航空儀表等;塑性,易于熱壓和冷壓力加工,可制成管、棒、線、條、帶、板、箔等銅材。純銅產(chǎn)品有
冶煉品及加工品兩種。分別見表1和表2。