铜合金的介绍:
铜合金(copperalloy)以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。纯铜呈紫红色﹐又称紫铜。
纯铜密度为8.96﹐熔点为1083℃﹐具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性。主要用于制作发电机﹑母线﹑
电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。
常用的铜合金分为黄铜﹑青铜﹑白铜3大类。
黄铜
以锌作主要添加元素的铜合金﹐具有美观的黄色﹐统称黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。
三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低於36%的黄铜合金由固溶体组成具有良好的冷加工性能
﹐如含锌30%的黄铜常用来制作弹壳﹐俗称弹壳黄铜或七三黄铜。含锌在36~42%之间的黄铜合金由和固溶体组成﹐
其中常用的是含锌40%的黄铜。为了改善普通黄铜的性能﹐常添加其他元素﹐如铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑
硅﹑铅等。铝能提高黄铜的强度﹑硬度和耐蚀性﹐但使塑性降低﹐适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。锡能提高
黄铜的强度和对海水的耐腐性﹐故称海军黄铜﹐用作船舶热工设备和螺旋桨等。铅能改善黄铜的切削性能﹔
这种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。船舶常用的消防栓防爆月牙扳手,
就是黄铜加铝铸造而成。
白铜
以镍为主要添加元素的铜合金。铜镍二元合金称普通白铜﹔加有锰﹑铁﹑锌﹑铝等元素的白铜合金称复杂白铜。
工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好﹐色泽美观。这
种白铜广泛用於制造精密机械﹑化工机械和船舶构件。电工白铜一般有良好的热电性能。锰铜﹑康铜﹑考铜是含
锰量不同的锰白铜﹐是制造精密电工仪器﹑变阻器﹑精密电阻﹑应变片﹑热电偶等用的材料。
纯铜
高纯度,组织细密,含氧量极低。无气孔、沙眼、疏松,导电性能,电蚀出的模具表面精度高,经热处
理工艺,电极无方向性,适合精打,细打,性能与日本纯红铜相当,价格更实惠,是替代进口铜的产品。
Cu≥99.95%O<003电导率≥57ms/m硬度≥85.2HV
青铜
青铜原指铜锡合金﹐后除黄铜﹑白铜以外的铜合金均称青铜﹐并常在青铜名字前冠以主要添加元素的名。
锡青铜的铸造性能﹑减摩性能好和机械性能好﹐适合於制造轴承﹑蜗轮﹑齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广
泛使用的轴承材料。铝青铜强度高﹐耐磨性和耐蚀性好﹐用於铸造高载荷的齿轮﹑轴套﹑船用螺旋桨等。/和磷青
铜的弹性极限高﹐导电性好﹐适於制造精密弹簧和电接触元件﹐铍青铜还用来制造煤矿﹑油库等使用的无火花工
具。铍铜是一种过饱和固溶体铜基合金,是机械性能,物理性能,化学性能及抗蚀性能良好;粉末冶金制作针对
钨钢,高碳钢、耐高温超硬合金制作的模具需电蚀时,因普通电极损耗大,速度慢,钨铜是比较理想材料。抗弯
强度≥667Mpa
铜合金的分类
铜合金的分类方法有三种:
①按合金系划分
按合金系划分,可分为非合金铜和合金铜.非合金铜包括高纯铜、韧铜、脱氧铜、无氧铜等,习惯上,人们将
非合金铜称为紫铜或纯铜,也叫红铜,而其他铜合金则属于合金铜。我国和俄罗斯把合金铜分为黄铜、青铜和白
铜,然后在大类中划分小的合金系。
②按功能划分
按功能划分,有导电导热用铜合金(只要有非合金化铜和微合金化铜)、结构用铜合金(几乎包括所有铜合金)
、耐蚀铜合金(主要有锡黄铜、铝黄铜、各种不白铜、铝青铜、钛青铜等)耐磨铜合金(主要有含铅、锡、铝、锰
等元素复杂黄铜、铝青铜等)、易切削铜合金(铜-铅、铜-碲、铜-锑等合金)、弹性铜合金(主要有锑青铜、铝青
铜、铍青铜、钛青铜等)阻尼铜合金(高锰铜合金等)、艺术铜合金(纯铜、简单单铜、锡青铜、铝青铜、白铜等)
。显然,许多铜合金都具有多生功能。
③按材料形成方法划分
按材料形成方法划分为可为铸造铜合金和变形铜合金。事实上,许多铜合金既可以用于铸造,又可以用于变形加
工。通常变形铜合金可以用于铸造,而许多铸造铜合金却不能进行锻造、挤压、深冲和拉拔等变形加工。铸造铜合金
和变形铜合金又可以细分为铸造用紫铜、黄铜、青铜和白铜。
铜合金铸造工艺各种成分的铜合金的结晶特征不同,铸造性能不同,铸造工艺特点也不同。
1、锡青铜:结晶特征是结晶温度范围大,凝固区域宽。铸造性能方面流动性差,易产生缩松,不易氧化。工艺
特点是壁厚件采取定向凝固(顺序凝固),复杂薄壁件、一般壁厚件采取同时凝固。
2、铝青铜和铝黄铜:结晶特征是结晶温度范围小,为逐层凝固特征。铸造性能方面流动性较好,易形成集中缩
孔,极易氧化。工艺特点是铝青铜浇注系统为底注式,铝黄铜浇注系统为敞开式。
3、硅黄铜:结晶特征是介于锡青铜和铝青铜之间。铸造性能(在特殊黄铜中)。工艺特点是顺序凝固工艺,
中注式浇注系统,暗冒口尺寸较小
铜合金的特殊性能
铜的物理性能
(1)优异的物理、化学性能纯铜导电性、导热性,铜合金的导电、导热性也很好。铜及铜合金对大气和水
的抗蚀能力很高。铜是抗磁性物质。
(2)良好的加工性能塑性很好,容易冷、热成形;铸造铜合金有很好的铸造性能。
(3)具有某些特殊机械性能例如优良的减摩性和耐磨性(如青铜及部分黄铜),高的弹性极限和疲劳极限(如铍
青铜等)。
(4)色泽美观2、(紫铜)
纯铜是玫瑰红色金属,表面形成氧化铜膜后呈紫色,故工业纯铜常称紫铜或电解铜。密度为8-9g/cm,熔点1083°
C。纯铜导电性很好,大量用于制造电线、电缆、电刷等;导热性好,常用来制造须防磁性干扰的磁学仪器、仪表,
如罗盘、航空仪表等;塑性,易于热压和冷压力加工,可制成管、棒、线、条、带、板、箔等铜材。纯铜产品有
冶炼品及加工品两种。分别见表1和表2。