銅合金化學(xué)成分、加工特性
常用導(dǎo)電銅合金的品種、化學(xué)成分、加工特性、性能和主要用途，見表
1 - 19。
1 . 銀銅
銅中加入少量銀可顯著提高軟化溫度和蠕變抗力，而導(dǎo)電率下降很少。
實用的銀銅通常含 0 . 1% ~ 0 . 2%銀，其時效硬化的效果不顯著，一般 采甩冷作硬化來提高強(qiáng)度。它具有很好的耐磨性、電接觸性和耐蝕性。 如制成電車線時，壽命比硬銅高 2 ~ 4 倍，在銀銅中加入少量鉻、鋯、鎂和 鎘可進(jìn)一步提高強(qiáng)度和耐熱性。
2 . 稀土銅
含有鈰、鑭或混合稀土的稀土銅，其性能不亞于銀銅(0 . 1% ~ 0 . 2% 銀)，可代替銀銅作整流子片，是一種有前途的高導(dǎo)電銅合金。銅中加稀 土元素，不僅細(xì)化晶粒，改善加工性能，還可提高銅的耐熱性，同時具有很 高的導(dǎo)電率。
3 . 鎘銅
銅中加 1%鎘，經(jīng)冷作硬化后，具有高的抗拉強(qiáng)度、導(dǎo)電率和耐磨性。 鎘銅的時效硬化效果不顯著，一般采用冷作硬化來提高強(qiáng)度。
4 . 鉻銅
銅中加鉻可顯著提高再結(jié)晶溫度和高溫機(jī)械性能。鉻銅是時效硬化 合金，時效硬化效果較大。實用的鉻銅通常含 0 . 5% ~ 0 . 8%鉻，再加少量 硅(約 0 . 1%)，它具有高的抗拉強(qiáng)度、導(dǎo)電率和高溫性能。鉻銅的缺點(diǎn)是 對缺 口的敏感性較強(qiáng)，在缺口和尖角處造成應(yīng)力集中，容易引起機(jī)械損
壞，因此，不宜用鉻銅做整流子片。鉻中加入少量鎂和鋁，不僅能進(jìn)一步 提高耐熱性，而且可改善缺口敏感性。
5 . 鋯銅
銅中加鋯可顯著提高軟化溫度。鋯銅是時效硬化合金，時效效果比 鉻銅小，淬火和時效處理并不能獲得高的室溫強(qiáng)度，必須在淬火后進(jìn)行較 大的冷變形，再時效處理，才能獲得高的強(qiáng)度和導(dǎo)電率。它的主要特點(diǎn)是 在很高的溫度下(比其他任何高導(dǎo)電合金都高)還能保持冷作硬化的強(qiáng)化 效果，并且在淬火狀態(tài)下具有普通純銅那樣的塑性。
表 1 - 19 導(dǎo)電銅合金的品種、化學(xué)成分、加工特性、性能和主要用途
類別 |
名稱 |
成分(%) |
強(qiáng)化 方式 |
加工特性 | 室溫性能 | 高溫性能 |
主要用途 | ||||
抗拉強(qiáng)度 (牛/ 毫米2 ) | 延伸率 (%) | 硬度 HB | 導(dǎo)電率 % IACs | 軟化 溫度 (℃) | 高溫強(qiáng)度 (牛/ 毫米2 ) | ||||||
中強(qiáng)度、 高 導(dǎo) 電 銅 合 金 (抗拉強(qiáng) 度為 350 λ 600 牛 /毫米2 導(dǎo) 電 率 為 70% λ 98% I- ACs) | 硬銅 (作 比較) | 99 . 9Cu | 冷作 硬化 | 500 λ 700℃ 退火 1 小時 后，冷加工 | 350 λ 450 | 2 λ 6 | 80 λ 110 |
98 | 150 | 200 λ 240 (200℃) | 整流子片、架空 導(dǎo)線、電車線 |
銀銅 |
Cu - 0 . 2Ag |
同上 | 800℃ 退 火 1 小 時 后， 冷加工 |
350 λ 450 |
2 λ 4 |
95 λ 110 |
96 |
280 |
250 λ 270 (290℃) | 整流子片、點(diǎn)焊 電極、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn) 子 繞 組、通 信 線、引線、導(dǎo)線、 電子管材料 | |
銀鉻 銅 |
Cu - 0 . 5Cr - 0 . 1Ag |
時效 硬化 | 1000℃保 溫 1 小時 淬火， 475℃時 效 4 小時 |
400 λ 420 |
24 |
130 |
82 |
500 |
點(diǎn)焊 電 極 和 縫 焊輪 | ||
稀土 銅 | Cu - 0 . 1 (Ce、La 或 混合稀土) | 冷作 硬化 | 800℃ 退 火 1 小 時 后， 冷加工 | 350 λ 450 |
2 λ 4 | 95 λ 110 |
96 |
280 |
整流子片、導(dǎo)線 | ||
鎘銅 |
Cu - 1Cd |
同上 |
同上 |
600 |
2 λ 6 |
100 λ 115 |
85 |
280 | 點(diǎn)焊電極、縫焊 輪、焊 機(jī) 零 件、 大跨 距 架 空 導(dǎo) 線、高強(qiáng)度絕緣 導(dǎo)線、通 信 線、 滑接導(dǎo)線 | ||
鉻鎘 銅 |
Cu - 0 . 3Cr - 0 . 3Cd |
時效 硬化 | 950℃保 溫 1 小時 淬火， 480℃時 效 4 小時 |
600 |
6 λ 9 | 100 λ 120 |
85 |
380 | 點(diǎn)焊電極、架空 導(dǎo)線、電 車 線、 野戰(zhàn)通信電纜、 飛機(jī)用電纜 | ||
鉻銅 |
Cu - 0 . 5Cr |
同上 | 1000℃保 溫 1 小時 淬火， 480℃時 效 4 小時 |
450 λ 500 |
15 | 110 λ 130 |
80 λ 85 |
500 |
310 (400℃) | 點(diǎn)焊電極、縫焊 輪 、電 機(jī) 支 承 座、開 關(guān) 零 件、 電子管零件 | |
續(xù)表
類別 |
名稱 |
成分(%) |
強(qiáng)化 方式 |
加工特性 | 室溫性能 | 高溫性能 |
主要用途 | ||||
抗拉強(qiáng)度 (牛/ 毫米2 ) | 延伸率 (%) | 硬度 HB | 導(dǎo)電率 % IACs | 軟化溫度)℃( | 高溫強(qiáng)度 (牛/ 毫米2 ) | ||||||
中強(qiáng)度、 高 導(dǎo) 電 銅 合 金 (抗拉強(qiáng) 度為 350 ~ 600 牛 /毫米2 導(dǎo) 電 率 為 70% ~ 98% I- ACs) |
鉻鋁 鎂銅 |
Cu - 0 . 5Cr - 0 . 2Al - 0 . lMg |
同上 | l000℃保 溫 l 小時 淬火， 冷加工， 480℃時 效 4 小時 |
400 ~ 450 |
l8 |
ll0 ~ l30 |
70 ~ 75 |
5l0 |
點(diǎn)焊 電 極 和 縫 焊輪 | |
鋯銅 |
Cu - 0 . 2Zr |
同上 | 950℃保 溫 l 小時 淬火， 冷加工， 450℃時 效 l 小時 |
400 ~ 450 |
l0 |
l20 ~ l30 |
90 |
500 |
350 (400℃) |
整流子片、開關(guān) 零件、導(dǎo) 線、點(diǎn) 焊電極 | |
鋯銅 | Cu - 0 .4Zr | 同上 | 同上 | 450 ~ 500 | l0 | l30 ~ l40 |
85 |
500 | 370 (400℃) | 同上 | |
鋯銅 | Cu - lZr | 同上 | 同上 | 500 ~ 550 |
9 | l35 ~ l60 |
80 |
500 | 點(diǎn)焊電極、縫焊 輪、銅線連續(xù)退 火的電極輪 | ||
鉻鋯 銅 | Cu - 0 . 5Cr - 0 . 3Zr | 同上 | 同上 | 500 ~ 550 | l0 | l40 ~ l60 | 80 ~ 85 |
520 | 整流子片、點(diǎn)焊 電極、縫 焊 輪、 開關(guān)零件、導(dǎo)線 | ||
鋯砷 銅 |
Cu - 0 .4Zr - 0 . 2As |
同上 | 900℃保 溫半小時 淬火， 冷加工， 400℃時 效 l 小時 |
500 ~ 550 |
l0 |
l50 ~ l70 |
90 |
520 |
整流子片、點(diǎn)焊 電極和縫焊輪 | ||
鋯鉿 銅 |
Cu - 0 . lZr - 0 . 6Hf |
同上 | 950℃保 溫 l 小時 淬火， 冷加工， 400℃時 效 l 小時 |
520 ~ 550 |
l2 |
l50 ~ l80 |
70 ~ 80 |
550 |
430 (400℃) |
同上 | |
銅 - 氧化 鋁 | Cu - 3 . 5 Al2 03 (體積) |
彌散 硬化 | 用 30 ~ 95%冷變 形度擠壓 成產(chǎn)品 |
480 ~ 540 |
l2 ~ l8 | l30 ~ l40 |
85 |
900 |
200 (800℃) | 點(diǎn)焊電極、導(dǎo)電 彈簧、電子管結(jié) 構(gòu)零件、高溫導(dǎo) 電零件 | |
銅 - 氧化 鈹 | Cu - 0 . 8 Be0 (體積) | 同上 | 同上 | 500 ~ 560 | l0 ~ l2 | l25 ~ l35 |
85 |
900 | 200 (800℃) | 同上 | |
鉛銅 | Cu - lPb | 冷作 硬化 | 冷拉成 棒材 | 300 ~ 350 | l2 | 80 ~ 85 | 97 ~ 99 | l50 | 易切削 導(dǎo) 電 連 接件 | ||
6 . 鈹銅
鈹銅是時效硬化效果極大的一種銅合金。它具有高的強(qiáng)度、硬度和 彈性極限，并且彈性滯后小，彈性穩(wěn)定性好，同時還具有良好的耐蝕、耐
磨、耐疲勞、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性，無磁性以及受沖擊時不生火花等特性。鈹銅 在淬火狀態(tài)下有極高的塑性，易加工成各種型材和復(fù)雜形狀的元件。
含鈹量大于 1%的為高強(qiáng)度鈹銅，用作高彈性、高強(qiáng)度、耐蝕和耐磨等 零件。含鈹量小于 1%的為高導(dǎo)電鈹銅，用作高、硬度導(dǎo)電材料。
7 . 鈦銅
鈦銅是一種新型的高強(qiáng)度銅合金，性能接近高強(qiáng)度鈹銅，可作為鈹銅 的代用品，鈦銅的導(dǎo)電性雖較差，耐熱性則更好，生產(chǎn)工藝比鈹銅簡單。
8 . 鐵銅
銅中加鐵可細(xì)化晶粒，提高硬度和強(qiáng)度，但顯著降低導(dǎo)電率。 由于銅 和鐵熔點(diǎn)相差較大，引起顯著偏析，需加入磷、鎂和鎘等元素來減少偏析 現(xiàn)象。在含 1% ~ 2%鐵的鐵銅中，加磷與鐵形成 Fe2P，可增加時效硬化效 果，采用冷作硬化可進(jìn)一步提高強(qiáng)度。
9 . 易切削銅合金
銅中加 1%鉛或 0 . 6%硒，可顯著提高切削性，導(dǎo)電率下降極少，對機(jī) 械性能也影響不大。再加入少量的硫和碲可進(jìn)一步提高切削性。
10 . 導(dǎo)電銅合金的選用
電工產(chǎn)品對導(dǎo)電銅合金的性能要求和選用，以及應(yīng)用中須注意的事 項，見表 1 - 20。
