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铜合金的分类方法
发布时间:2018-04-14 10:23:17点击率:
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。
按功能
按功能划分,有导电导热用铜合金(主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。
材料形成方法
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。
按化学成分铜合金分为哪几类
主要是黄铜(铜锌合金)、青铜(铜锡合金)、白铜(铜镍合金)
铜合金种类
1)黄铜:普通黄铜、铅黄铜、锡黄铜、铁黄铜、铝黄铜、锰黄铜、硅黄铜、镍黄铜
2)青铜:锡青铜、锡磷青铜、铝青铜、铍青铜、铬青铜、锆青铜、铬锆青铜、铁青铜、镍硅青铜、镉青铜、镁青铜、硅青铜、其他青铜
3)白铜:普通白铜、锌白铜、铁白铜、铝白铜、锰白铜
4)特殊铜合金:艺术用铜合金、铜基形状记忆合金。
1.铝黄铜系列:中国:HAL59-3-2、HAL60-1-1、HAL66-6-3-2、HAL61-4-3-1、HAL77-2
美国;C68700、C67000、德国Cuzn40AL2、英国CZ116
特点:
铝黄铜有较强耐磨性能。它强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强。还有切削加工机械性能也较突出。由铝黄铜所拉成无缝铜管,质软、耐磨性能强。
应用:
铝黄铜用于制造耐蚀零件. 铝黄铜无缝管可用于热交换器和冷凝器、低温管路、海底运输管。制造板料、条材、棒材、管材,铸造零件等。,塑性强,制造耐压设备等。
铝黄铜化学成份:
铜Cu: | 锡Sn: | 锌Zn | 铅Pb | 磷P | 铝Al | 铁Fe | 锰Mn | 锑Sb | 杂质 |
62%~68% | ≤0.2 | 余量 | ≤0.5 | ≤0.02 | 2.0~3.0 | ≤0.6 | ≤0.5 | ≤0.05 | ≤1.5 |
2、铝青铜:
国标:QAl7、QAl9-4、QAl10-4-4、QAl9-5-1-1、QAl10-3-1.5、QAl10-5-5、QAl11-6-6
美标:C60600 , C64200, C60800, C61300, C61400, C61900, C62300, C62400, C63000, C63020 ,C61000,C63010,C63280, C63200, C65100,
德标:CuAL10Fe3, CuAL9Fe4Ni4, CuAL9Mn2, CuAL9Ni3Fe2, CuAL10Ni5Fe4。
日标:C6301、C6161、C6280、C5102。
以铝为主要合金元素的铜基合金,是含有铁、锰元素的铝青铜,属于高强度耐热青铜。
含铝量一般不超过11.5%,有时还加入适量的铁、镍、锰等元素, 铝青铜 以进一步改善性能。铝青铜可热处理强化,其强度比锡青铜高,抗高温氧化性也较好。15%以下的铝青铜。除铝外的元素组分和普通铝青铜相差不大。
特点:
有较高的强度 良好的耐磨性。含有铁、锰元素的铝青铜有高的强度和耐磨性,经淬火、回火后可提高硬度,有较好的高温耐蚀性和抗氧化性在大气、淡水和海水中抗蚀性很好,可切削性尚可,可焊接不易纤焊,热态下压力加工良好。
应用:
用于强度比较高的螺杆、螺帽、铜套、密封环等,和耐磨的零部件。
因为含铝量的差异,使得特种铝青铜有着比合金钢更加高的强度和接近合金钢的硬度。被广泛用于力结构件、传动件等。因其良好的耐腐蚀性、抗压抗磨能力,还用于高速列车的传动轴齿轮。
QAl7 化学成份:
Al | Zn | Fe | Pb | Ni | Si | Cu |
6.0-8.5 | 0.2 | 0.5 | 0.02 | 0.5 | 0.1 | 余量 |
3、镍铝青铜:两个牌号CuAl9Fe4Ni4Mn2和CuAl10Fe5Ni。
镍铝青铜是铝青铜的一种。
特点:
在铝青铜里面添加镍这个元素,它的韧性会比较好,同时具有良好拉伸强度,延长性,焊接性和耐疲劳性。点1038℃-1045℃,耐磨、耐蚀.铜合金氩弧焊及钢的钎焊
应用:
典型的应用包括蜗轮,轴套,泵部件和轴承。
化学成份:
铜Cu | 铁Fe | 铝Al | 镍Ni |
≥80.0 | 3.0-5.0 | 10.0-11.5 | 4.0-6.0 |
4、镍黄铜: HNi65-5、HNi56-3
镍黄铜,在铜锌合金基础上加入镍的黄铜。
HNi65-5镍黄铜有高的耐蚀性和减摩性,良好的力学性能,在冷态和热态下压力加工性能极好,对脱锌和“季裂”比较稳定,导热导电性低,但因镍的价格较贵,故HNi65-5一般用得不多。
特点:
HNi65-5镍黄铜力学性能良好,切削性好,易焊接和钎焊,导电,导热性低,耐蚀性高,且无腐蚀开裂倾向,
应用:
用于制造 金属 钱币、 压力表管、 造纸网、 船用 冷凝管及其他耐蚀耐压 管件。船舶用零件,蒸汽及水管及配件。
化学成份:
铜Cu | 锌Zn | 磷P | 镍Ni | 铁Fe | 锑Sb | 铋Bi | 铅Pb |
64.0~67.0 | 余量 | ≤0.01 | 5.0~6.5 | ≤0.15 | ≤0.005 | ≤0.002 | ≤0.03 |
杂质总和% |
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≤0.3 |
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5、锰黄铜:中国HMn58-2、德国Cuzn40Mn
特点:
HMn58-2锰黄铜在海水和过热蒸汽、氯化物中有高的耐蚀性,但有腐蚀破裂倾向;力学性能良好,导热导电性低,易于在热态下进行压力加工,冷态下压力加工性尚可,是应用较广的黄铜品种。
应用:
HMn58-2锰黄铜用于腐蚀条件下工作的重要零件和弱电流工业用零件。
化学成份:
锌(Zn) | 铅(Pb) | 铁(Fe) | 锑(Sb) | 磷(P) | 铋(Bi) | 铜(Cu) | 锰(Mn) | 杂质总和% |
余量 | ≤0.01 | ≤1.0 | ≤0.005 | ≤0.1 | ≤0.002 | 57.0~60.0 | 1.0~2.0 | ≤1.2 |
6、锰青铜:QMn1.5、QMn2、QMn5
锰青铜 以铜为基体元素,锰为主要合金元素组成的合金。
特点:
有较高的强度、硬度和良好的塑性,能很好地在热态及冷态下承受压力加工,有好的耐蚀性,并有高的热强性,400℃下还能保持其力学性能。
应用:
QMn5锰青铜用于制作蒸汽机零件和锅炉的各种管接头、蒸汽阀门等高温耐蚀零件。
化学成份:
锡(Sn) | 锰(Mn) | 铁(Fe) | 硅(Si) | 磷(P) | 锌(Zn) | 铜(Cu) | 铅(Pb) | 锑(Sb) | 杂质% |
≤0.1 | 4.5~5.5 | ≤0.35 | ≤0.1 | ≤0.01 | ≤0.4 | 余量 | ≤0.03 | ≤0.002 | ≤0.9 |
7、锡黄铜:中国:Sn90-1、HSn70-1、HSn60-1、HSn62-1
美国:C41100、C44300、C46400 C46200
英国:CZ126、CZ113、CZ112
德国:CuZn28Sn、CuZn39Sn
HSn70-1锡黄铜,是典型的锡黄铜,有良好的力学性能。
锡黄铜在淡水及海水中均耐腐蚀,泛称海军黄铜。一般锡黄铜含锡量为1%,含锡过多,降低合金的塑性。
特点:
典型的锡黄铜,在大气、蒸气、油类和海水中有高的耐蚀性,且有良好的力学性能,可切削性尚可,易焊接和纤焊,冷加工性能优良,热弯,热挤性能中等,有腐蚀破裂倾向。
应用:
广泛用于船舶、热电厂的高强耐蚀冷凝管。此种合金有应力腐蚀破裂倾向,因此冷加工的管材必须低温退火以消除应力。
化学成分:
铜CU 锡Sn 镍Ni 铁Fe 铅Pb 锌Zn 砷AS 杂质
69.0-71.0 0.8-1.3 0.5 0.1 0.05 余量 0.03-0.06 0.3
8、铍青铜:
相关牌号有:中国Qbe2、Qbe1.9、Qbe1.7、Qbe0.6-2.5、Qbe0.3-1.5、
美国:C17200、C17000、C17500、C17510、
日本:C1720、德国:CuBe2、CuBe1.7
特点:
耐磨、耐低温、无磁性、高的导电性、冲击无火花等特点。同时还具有较好的流动性和重现精细花纹的能力。
铍青铜的应用
广泛适用于塑胶注塑成型模具的内镶件、模芯、压铸冲头、热流道冷却系统、导热嘴、吹塑模具的整体型腔、汽车模具、磨耗板等。
化学成份
铍Be: | 钴+镍Co+Ni | 钴+镍+铁Co+Ni+Fe | 铜Cu |
1.6~1.79 | ≥0.2 | ≤0.6 | 余量 |
硬度HRC:38-43
9、硅黄铜:中国HSi80-3、美国C69400
硅黄铜是在铜锌合金的基础上,加入硅的黄铜。
在铜锌合金的基础上,加入硅的黄铜。它在大气和海水中均有较高的耐蚀性,抗应力腐蚀破裂的能力高于一般黄铜。含硅量一般在4%以下。常用硅黄铜80Cu-17Zn-3Si能承受热压力加工,耐蚀性优良,软态的拉伸强度为300MPa,伸长率为58%,适用于制作船舶零件,蒸汽管和水管配件等。这种合金的含铅量不能超过0.01%,否则会损害热塑性,特别是热锻性能。65Cu-31.5Zn-1.5Si-Pb为含铅的硅黄铜,具有较高的切削性,减摩性和耐蚀性,主要用于耐磨锡青铜的代用品。
硅铜更是具有耐酸﹑耐碱﹑耐磨、耐腐蚀﹑不释放有害物质等功能,在大气和海水中均有较高的耐蚀性,因而也常作为制作船舶和螺旋桨的零件 。硅黄铜水龙头更是拥有50万次阀芯寿命测试 ,长期使用不漏水。起泡器采用硅胶材质,更柔软,更易打理和清洗,避免堵塞。
特性:
有良好的力学性能,耐蚀性高,无腐蚀破裂倾向,耐磨性亦可,在冷态、热态下压力加工性好,易焊接和钎焊,切削性好。导热导电性是黄铜中最低的。
用途
用于船舶零件、蒸汽管和水管配件等。
HSi80-3硅黄铜化学成份
铜Cu | 锡Sn | 锌Zn | 铅Pb | 磷P | 铝Al |
79.0~81.0 | ≤0.2 | 余量 | ≤0.1 | ≤0.02 | ≤0.1 |
铁Fe | 锰Mn | 硅Si | 锑Sb | 铋Bi | 杂质 |
≤0.6 | ≤0.5 | 2.5~4.0 | ≤0.05 | ≤0.003 | ≤1.5 |
力学性能
抗拉强度 σb (MPa):≥295
伸长率 δ10 (%):≥25
10、硅青铜:QSi3-1、QSi1-3、QSi3.5-3-1.5、英国CB101、日本C6561
硅青铜以硅为主要合金元素的青铜。硅青铜棒对大气、水气、自然淡水、海水有很强的抗蚀性,由于其表面会形成一层致密而坚固的氯化物膜,但它们的流速不能超过1. 5m,否则,氧化膜会遭到破坏,失去保护力。假如温度大于60℃或水中含有CQ与氧,则侵蚀速度加快。
特点:
QSi3-1硅青铜具有高的强度和硬度,耐磨性教好,同时具有较高的弹性,是比较好的弹性材料。可在冷、热态下压力加工,力学、耐蚀、耐磨和焊接性能好,无磁,冲击时不发生火花
用途:
主要用于制作各种弹性元件和在腐蚀条件下工作的零件及蜗轮、蜗杆、齿轮、村套、制动销和杆等耐磨零件。航空工业主要用做弹性元件和高强度的小型结构零件,如组合空速表,升降速度表和高度表的撑、杆、轴、弹簧环等。强烈的冷变形导致材料弹性性能的各向异性,因此在用做弹性元件时,应注意取材的方向和对元件进行低温退火。
在机械、化工、石油、船舶等工业部门都被广泛应用。
QSi3.5-3-1.5硅青铜:有锌、锰、铁等元素的硅青铜,性能同QSi3-1,但耐热性较好,棒材、线材存放时自行开裂的倾向性较小。QSi3.5-3-1.5主要用作在高温工作的轴套材料。
QSi3.5-3-1.5化学成分:
锑(Sb) | 铁(Fe) | 镍(Ni) | 硅(Si) | 锡(Sn) | 铅(Pb) | 铜(Cu) | 锌(Zn) | 锰(Mn) |
≤0.002 | 1.2~1.8 | ≤0.2 | 3.0~4.0 | 0.25 | ≤0.03 | 余量, | 2.5~3.5 | 0.5~0.9 |
磷(P) | 砷(As) | 杂质总和% |
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≤0.03 | ≤0.002 | ≤1.1 |
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11、锆青铜:QZr0.2 QZr0.4、
以锆为主要合金元素的一类特殊青铜。为提高强度有时加入少量锆。
特点:
有良好的热强性和抗蠕变性能,高温下有较好的塑性和导电性。熔融法制备。
用途
主要用作电阻焊接零件、高强度电极材料等。
QZr0.4锆青铜强度及耐热性比QZr0.2更高,但导电率则比QZr0.2稍低。QZr0.4锆青铜主要用作电阻焊接零件、高强度电极材料等。
QZr0.2化学成分:
镍(Ni | 铜(Cu) | 铁(FE) | 铅(Pb) | 锑(Sb) | 铋(Bi) | 杂质总和% |
0.2 | 余量 | 0.05 | 0.01 | 0.005 | 0.002 | 0.5 |
QZr0.4锆青铜化学成分:
镍(Ni) | 铜(Cu) | 铁(Fe) | 铅(Pb) | 锑(Sb) | 铋(Bi) | 杂质总和% |
≤0.2 | 余量 | ≤0.05 | ≤0.01 | ≤0.005 | ≤0.002 | ≤0.5 |
12、铬青铜:中国:Cr0.5、QCr0.5-0.2-0.1 、QCr0.6-0.4-0.05 、QCr1、
美国:18150、C18400、C18500、C18200、C18100、
英国:C101、CC102
铬青铜是含0.4%~1.1%Cr的铜合金。
特点:
铬青铜室温及400℃以下具有较高强度和硬度,导电性和导热性好,加工成形性能良好。
应用:
铬青铜广泛用于电气设备高温导电耐磨零件。主要用途有:电动机整流子、集电环、高温开关、电焊机电极、滚轮、夹持器、以双金属形式使用刹车盘、圆盘及其他要求高导热、导电率、高热强性零部件。
化学成份:
铜Cu | 铝Al | 铬Cr | 镁Mg | 杂质 |
余量 | 0.1-0.25 | 0.4-1.0 | 0.1-0.25 | ≤0.5 |
硬度≥110HB
镉青铜: 国标Qcd1、德标CuCd1、美标C16200
镉青铜,是一种以镉作为主要合金元素的特殊青铜。
特点:
具有较高的导电性能和导热性能,良好的耐磨性能,减磨性能,耐蚀性能和加工性能,
应用:
广泛用于制造电工装置的导电,耐热,耐磨零件。主要用途有:电机整流子、开关元件,弹簧接点,波导腔,较高强度的传输线,接头及接触焊机电极和滚轮等。
标准:GB/T4423-1992
化学成份:
铜Cu | 镉Cd | 杂质 |
余量 | 0.8~1.3 | ≤0.3 |
力学性能:
抗拉强度 σb (MPa):≥196 伸长率 δ10 (%):≥35 硬度 :≤75HB
13、镁青铜:国标QMg0.8 德标CuMg0.7
国产镁青铜的牌号有QMg0.8,国外与之相近的有德国的CuMg0.7。镁青铜是Cu-Mg系二元合金,微量镁元素对铜的导电性能影响不大,还有一定的脱氧作用,对铜的高温抗氧化性有益。
特点:
镁青铜 主要用于制作弹性元件和耐磨零件。有较高的力学性能、减磨性能和耐蚀性,易切削加工,钎焊和焊接性能好,收缩系数小,无磁性。可用线材火焰喷涂和电弧喷涂制备青铜衬套、轴套、抗磁元件等涂层。
应用:
镁青铜在电气、电子工业中应用最广。用于各种电缆和导线,制造电缆、飞机天线等导电元件。电机和变压器的这种,开关以及印刷线路板 在机械和运输车辆制造中,用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等。在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。在国防工业中用以制造零件等,在建筑工业中,用做各种管道、管道配件、装饰器件等。
执行标准:GB/T 13808-1992
主要成分:
锡Sn | 锌Zn | 铁Fe | 铅Pb | 镍Ni | Cu | 镁Mg | 锑Sb | 铋Bi | 硫S | 杂质 |
0.002 | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.006 | 余量 | 0.70-0.85 | 0.005 | 0.002 | 0.005 | 0.3 |
14、铁青铜: 美标C19400中国牌号为QFe2.5-0.1
铁青铜是以铁为主要元素的青铜
特点:
具有良好的冷热加工性能,可易于用多种冷热方法进行成形。
焊接性能良好,可软钎焊和气体钨弧焊。
具有较高的强度和导电性,适合于对导电性能和强度要求较高的场合。
应用:
广泛应用于断路器元件,接触弹簧,电气用夹具,弹簧和端子,挠性软管,保险丝夹,垫圈,插头,柳钉,冷凝器焊管,集成电路引线框架,电缆屏蔽等。其中最典型的用途是用于集成电路或分离器元件所需的引线框架。
铁青铜化学成分表%
化学成份:
Qfe1.0
铁Fe | 磷P | 铜Cu |
0.8-1.2 | 0.01-0.04 | 98.7-99.1 |
Qfe2.5
铁Fe | 锌Zn | 磷P | 铅Pb | 锡Sn | 铜Cu | 杂质: |
2.1-2.6 | 0.05-0.2 | 0.015-0.15 | ≤0.03 | ≤0.03 | 余量 | ≤0.15 |
15、铁黄铜:中国牌号Hfe59-1-1、Hfe58-1-1
以铁为主要添加元素的复杂黄铜
铁黄铜中的铁含量通常不超过1.5%,铁含量过高,富铁相增加,会由于产生富铁相的偏析而降低合金的耐蚀性。铁与锰、锡、铝、镍等元素在黄铜中同时存在时,由于固溶强化作用可提高合金的强度,同时提高在大气和海水中的耐蚀性
特点:
铁黄铜具有较好的强度和耐磨性能,同时具有较好的耐蚀性能。
应用
用于制造在摩擦和海水环境中工作的零件,如垫圈、封套等。
Hfe59-1-1。有高的强度和在大气、海水中的耐蚀性能,能承受热、冷压力加工,用于制造在摩擦和海水腐蚀条件下使用的零件及垫圈、衬套、滑杆等。
Hfe58-1-1。有高的强度和良好的切削性能,能承受热、冷压力加工,用于制作热压和切削加工的高强零件。
化学成份:(Hfe59-1-1)
铜Cu | 锡Sn | 铅 Pb | 磷 P | 铝 Al | 铁 Fe |
57-60 | 0.3-0.7 | ≤0.20 | ≤0.01 | 0.1~0.5 | 0.6~1.2 |
锰 Mn | 锑 Sb | 镍Ni | 锌Zn | 铋 Bi | 杂质 |
0.5~0.8 | ≤0.01 | 0.5 | 余量 | ≤0.003 | ≤0.3 |
力学性能
抗拉强度σb (MPa):≥430
伸长率 δ10 (%):≥28
硬度HRB:80-160
切削性%:25
16、碲青铜:中国QTe0.5 德国CuTeP 美国C14500 日本C1450 英国C109
碲和铜的合金,含0.4-0.7%碲的碲铜具有良好的切削加工性能;含50%碲和50%铜的碲化铜用作中间合金。产品标准ASTM B301
特点
碲铜合金材料兼顾了极好的易切削性能和优良的导电、导热性能,同时具备抗腐蚀和抗电烧蚀性能,冷热加工性能较好,可锻造、铸造、挤压拉制、冲制模压。产品可加工成板、片、棒、丝、管等型材和多种异型材。
应用
应用领域该合金主要用于:要求高传导高导电、耐腐蚀的精密电子电器元器件,高级机电零件,锻件和螺纹切削件,水暖管件配件,电气接触件,焊割高级枪嘴,电动机和开关部件等