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铜合金成分分析机构:有色金属华南质检中心CMA,CNAS资质
更新时间:2024-03-02 20:06 免费会员
广东省工业分析检测中心
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铜合金成分分析机构:有色金属华南质检中心CMA,CNAS资质


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在共晶温度645℃时,锑在铜中的溶解量可达9.5%,并随着温度的下降而急速减少。

锑降低铜的抗蚀性、电导率与热导率。电工铜含Sb量不得大于0.02%。锑可与含氧铜中的Cu2O反应形成高熔点的球状质点,分布于晶粒内,可消除晶界上的Cu+Cu2O共晶体,提高铜的塑性。


铋在铜中的溶解度可忽略不计,即使在800℃时的溶解度也只不过0.01%。在270℃铋与铜形成共晶体,其中的铋呈薄膜分布于晶界,严重降低铜的加工性能。因此,其含量不得大于0.002%。

Bi对铜的热导率与电导率的影响不大,真空开关触头铜可含0.7%~1.0%Bi。因为它有高的电导率,并能防止开关粘结,提高其工作期限与确保运转安全。


铅不固溶于铜,呈黑色质点分布于易熔共晶体中,存在于晶界上。

Pb对铜的电导率与热导率无显著影响,还能大幅度提高铜的可切削性能。含1.0%Pb的铜合金用于加工高速切削零件。

Pb严重降低Cu的高温塑性,即伸长率δ与面缩率ψ剧烈下降,同时高温脆性区也随着铜含量的增加而扩大。


铁在铜中的溶解度在1050℃时可达3.5%,在635℃时可达0.15%。铁的有益作用是细化铜晶粒,延缓铜的再结晶过程,提高其强度和硬度。

铁可以降低铜的塑性、导电性和导热性。

如果铁是铜中的一个独立相,铜就是铁磁性的。

含0.45%~4.5%Fe的铜合金不仅具有较高的强度,而且具有良好的耐热性、导电性、焊接性和加工成形性。它是实用的电工材料。

组装某些电子器件时,引线框架应能承受350℃的高温几分钟,500℃的高温几秒钟。因此,含铁的C19400和c19500合金具有良好的导电性、强度和抗氧化性,被选为引线框架材料。

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在共晶温度780℃时,银在铜中的溶解度为7.9%,但室温时的溶解度仅0.1%左右。尽管如此含0.5%Ag的铜合金在实际生产中仍可能为单一的固溶体。

银与可固溶Cu的元素不同,含银量少时,铜的电导率与热导率的下降不多,对塑性的影响也甚微,并显著提高铜的再结晶温度与蠕变强度。因此,含0.03%~0.25%Ag高铜合金成为一类很有实用价值的电工材料,如C11300、C11400、C11500、C11600、C15500等。含银的铜带是一种广为应用的汽车水箱材料。

含Ag的C15500合金(99.75Cu-0.11Ag-0.06P)是一种良好的引线框架材料,既有高的电导率又有相当高的强度与抗软化能力。

铍是铜的有效脱氧剂之一,但由于铍的价格昂贵又不易添加,故不用作脱氧剂,而作为铍青铜的主要合金元素。作为杂质存在的微量铍固溶于铜中,对铜的力学性能及工艺性能的影响甚微,略使铜的电导率与热导率下降,明显提高铜的抗高温氧化能力。


作为杂质存在的微量铝固溶于铜,对铜的力学性能与工艺性能无明显影响,但降低铜的电导率、热导率、钎焊焊性能与镀锡性能等,提高铜的抗氧能力。


在共晶温度485℃时,镁在铜中的固溶度为0.61%,并随着温度的下降而急剧减少,因而含镁量高的(2.5%~3.5%)合金有沉淀硬化作用。

实际应用的Cu-Mg合金的镁含量不到1%,如含0.3%~1.0%Mg的铜合金用于加工导电线材。这些合金无时效作用,只能通过冷加工强化。微量镁略使铜的电导率下降,提高铜的抗高温氧化能力,也对铜有脱氧作用。


锂、硼、锰、钙

这些元素对铜都有脱氧作用。作为杂质存在的锂可与铜中的杂质铋等生成高熔点化合物,呈细化弥散状态分布于晶粒内,提高铜的高温塑住,微量锂几乎不影响铜的电导率与热导率。

作为铜脱氧剂而残存的0.005%~0.015% B能细化铜晶粒,提高铜的力学性能与工艺性能。

锰可作为铜的脱氧剂,以锰脱氧的铜中一般含0.1%~0.3%Mn,固溶于铜,一方面提高铜的软化温度,另一方面有益于铜的力学性能与工艺性能。

钙几乎不固溶于铜,作为杂质存在的钙可与杂质Bi等形成高熔点化合物,以质点形式均匀地分布于晶粒内,提高铜的高温塑性。

稀土元素

稀土元素一般几乎不固溶于铜,但少量的稀土金属不管是单独还是混合的形式加入,都对铜的力学性能有益,而对铜的电导率影响又不大。这类元素可与铜中的杂质铅、铋等形成高熔点化合物,呈细小的球形质点均布于晶粒内,细化晶粒,提高钢的高温塑性。

向铜中添加0.008%混合稀土即可显著改善铜的工艺性能;加入小于0.l%Y时,铜的力学性能与工艺性能就有所改善;含0.01%~0.15% La的铜合金的力学性能、电导率、抗软化温度均优于Cu-0.15Ag合金,已在工业中获得应用。


难熔金属及其他金属

钨、钼、铌、铀、钚等元素几乎不固溶于铜,钛、锆、铬、钴等元素少量固溶于铜,但它们都不同程度地细化铜晶粒,提高其再结晶温度,中和一些易熔杂质的有害作用,对改善高温塑性有益。

含少量锆(Cl5000、C15100、C18100))、钴(C17110、C17500)、铬(C18400、C18200、C18500)的铜合金已在工业上获得应用,成为良好的电工材料。




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