磷銅

磷銅

磷銅(磷青銅、錫磷青銅)由青銅添加脫氣劑、磷P含量0.03~0.35%,錫含量5~8%及其它微量元素如鐵Fe,鋅Zn等組成,延展性,耐疲勞性均佳。可用於電氣及機械材料,可靠度高於一般銅合金製品。磷銅(磷青銅)(錫青銅)(錫磷青銅)由青銅添加脫氣劑磷P含量0.03~0.35%,錫含量5~8%.及其它微量元素如鐵Fe,鋅Zn等組成延展性,耐疲勞性均佳可用於電氣及機械材料,可靠度高於一般銅合金製品. 青銅原指銅錫合金﹐後除黃銅﹑白銅以外的銅合金均稱青銅﹐並常在青銅名字前冠以第一主要添加元素的名。

簡介

磷銅(磷青銅)(錫青銅)(錫磷青銅)由青銅添加脫氣劑磷P含量0.03~0.35%,錫含量5~8%.及其它微量元素如鐵Fe,鋅Zn等組成延展性,耐疲勞性均佳可用於電氣及機械材料,可靠度高於一般銅合金製品. 青銅原指銅錫合金﹐後除黃銅﹑白銅以外的銅合金均稱青銅﹐並常在青銅名字前冠以第一主要添加元素的名。錫青銅的鑄造性能﹑減摩性能好和機械性能好﹐適合於製造軸承﹑蝸輪﹑齒輪等。鉛青銅是現代發動機和磨床廣泛使用的軸承材料。鋁青銅強度高﹐耐磨性和耐蝕性好﹐用於鑄造高載荷的齒輪﹑軸套﹑船用螺鏇槳等。鈹青銅和磷青銅的彈性極限高﹐導電性好﹐適於製造精密彈簧和電接觸元件﹐鈹青銅還用來製造煤礦﹑油庫等使用的無火花工具

歷史

但是,煉銅製成的物件太軟,容易彎曲,並且很快就鈍。接著人們發現把錫摻到銅里去製成銅錫合金——青銅。青銅器件的熔煉和製作比純銅容易的多,比純銅堅硬(假如把錫的硬度值定為5,那么銅的硬度就是30,而青銅的硬度則是100~150),歷史上稱這個時期為青銅時代。

我國戰國時代的著作《周禮·考工記》總結了熔煉青銅的經驗,講述青銅鑄造各種不同物件採用銅和錫的不同比例:“金有六齊(方劑)。六分其金(銅)而錫居一,謂之鐘鼎之齊;五分其金而錫居一,謂之斧斤之齊;四分其金而錫居一,謂之戈戟之齊;三分其金而錫居一,謂之大刃之齊;五分其金而錫居二,謂之削殺矢(箭)之齊;金錫半,謂之鑑(鏡子)燧(利用鏡子聚光取火)之齊。”這表明在3000多年前,我國勞動人民已經認識到,用途不同的青銅器所要求的性能不同,用以鑄造青銅器的金屬成分比例也應有所不同。

青銅由於堅硬,易熔,能很好的鑄造成型,在空氣中穩定,因而即使在青銅時代以後的鐵器時代里,也沒有喪失它的使用價值。例如在公元前約280年,歐洲愛琴海中羅得島上羅得港口矗立的青銅太陽神,高達46米,手指高度超過成人。

特性

磷銅圖片磷銅圖片

錫磷青銅有更高的耐蝕性,耐磨損,衝擊時不發生火花。用於中速、重載荷軸承,工作最高溫度250℃。具有自動調心,對偏斜不敏感,軸承受力均勻承載力高,可同時受徑向載荷,自潤滑無需維護等特性。 錫磷青銅是一種合金銅,具有良好的導電性能,不易發熱、確保全全同時具備很強的抗疲勞性。 錫磷青銅的插孔簧片硬連線電氣結構,無鉚釘連線或無摩擦觸點,可保證接觸良好,彈力好,撥插平穩。 該合金具有優良機械加工性能及成屑性能,可迅速縮短零件加工時間。

磷銅作為中間合金廣泛用於銅鑄造、焊料等領域,在國民經濟的發展中占有重要的一席之地。

種類

QSn6.5-0.1

牌號:QSn6.5-0.1磷銅

標準:GB/T 4423-2007

化學成份

銅 Cu :餘量

錫 Sn :6.0~7.0

鉛 Pb:≤0.02

磷 P:0.10~0.25

鋁 Al:≤0.002

鐵 Fe:≤0.05

矽 Si :≤0.002

銻 Sb :≤0.002

鉍 Bi:≤0.002

QSN6.5-0.1磷銅圖片QSN6.5-0.1磷銅圖片

註:≤0.1(雜質)

力學性能

抗拉強度 σb (MPa):≥470

伸長率 δ5 (%):≥13

注 :棒材的縱向室溫拉伸力學性能

試樣尺寸:直徑或對邊距離5~12

熱處理規範

熱加工溫度750~770℃;退火溫度600~650℃。

QSn6.5-0.4

材料名稱:QSn6.5-0.4錫青銅

標準:(GB/T 13808-2007)

特性及適用範圍:

磷錫青銅,性能用途與QSn6.5-0.1相似,因含磷量較高,其抗疲勞強度較高,彈性和耐磨性較好,但在熱加工時有熱脆性,只能接受冷壓力加工。

化學成分:

Sn:6.0-7.0

Al:0.002

Zn:0.3

Fe:0.02

Pb:0.02

Ni:0.2

P:0.26-0.40

Cu:餘量

雜質:0.1

力學性能:

抗拉強度: (σb/MPa):≥355

伸長率 (δ10/%)≥50

伸長率 (δ5/%)≥55

QSN7-0.2

標準:GB/T 2059-2000

●特性及適用範圍:

QSn7-0.2錫青銅強度高,彈性和耐磨性好,易焊接和釺焊,在大氣、淡水和海水中耐蝕性好,可切削性良好,適於熱壓加工。QSn7-0.2磷青銅用於製作中等負荷、中等滑動速度下承受摩擦的零件,如抗磨墊圈、軸承、軸套、渦輪等,還可用作彈簧、簧片等。

qsn7-0.2圖片qsn7-0.2圖片

●化學成份:

銅 Cu :餘量

錫 Sn :6.0~8.0

鉛 Pb:≤0.02

磷 P:0.10~0.25

鋁 Al:≤0.01

鐵 Fe:≤0.05

矽 Si :≤0.02

銻 Sb :≤0.002

鉍 Bi:≤0.002

註:≤0.15(雜質)

●力學性能:

抗拉強度 σb (MPa):≥665

伸長率 δ10 (%):≥2

注 :帶材的室溫拉伸力學性能

試樣尺寸:厚度≥0.15

工業用途

船舶

由於良好的耐海水腐蝕性能,許多銅合金,如:鋁青銅、錳青銅、鋁黃銅、炮銅(錫鋅青銅)、白鋼以及鎳銅合金(蒙乃爾合金)己成為造船的標準材料。一般在軍艦和商船的自重中,銅和銅合金占2~3%。

軍艦和大部分大型商船的螺鏇漿都用鋁青銅或黃銅製造。大船的螺鏇漿每支重20~25噸。伊莉莎白皇后號和瑪麗皇后號航母的螺鏇漿每支重達35噸。大船沉重的尾軸常用"海軍上將"炮銅,舵和螺鏇漿的錐形螺栓也用同樣材料。引擎和鍋爐房內也大量用鋼和銅合金。世界上第一艘核動力商船,使用了30噸白銅冷凝管。近來用鋁黃銅管作油罐的大型加熱線圈。在10萬噸級的船上就有12個這種儲油罐,相應的加熱系統規模相當大。船上的電氣設備也很複雜,發動機、電動機、通訊系統等幾乎完全依靠銅和銅合金來工作。大小船隻的船艙內經常用鋼和銅合金來裝飾。甚至木製小船,也最好用鋼合金(通常是矽青銅)的螺絲和釘子來固定木結構,這種螺絲可以用滾軋大量生產出來。

為了防止船殼被海生物污損影響航行,過去經常採用包復銅加以保護;現在,則普遍用刷含銅油漆的辦法來解決。

二次世界大戰中,為御防德國磁性水雷對艦船的襲擊,曾發展了抗磁性水雷裝置,在鋼船殼周圍附一圈銅帶,通上電流以中和船的磁場,這樣就可以不引爆水雷。從1944年以後,盟軍的所有船隻,總計約18,000艘,都裝上了這種去磁裝置而得到了保護。一些大型主力艦為此需用大量的銅,例如其中一艘用去銅線長28英里,重約30噸。

汽車

磷銅磷銅

汽車用銅每輛10~2I公斤,隨汽車類型和大小而異,對於小轎車約占自重的6~9%%。銅和銅合金主要用於散熱器、制動系統管路、液壓裝置、齒輪、軸承、剎車摩擦片、配電和電力系統、墊圈以及各種接頭、配件和飾件等。其中用鋼量比較大的是散熱器。現代的管帶式散熱器,用黃銅帶焊接成散熱器管子,用薄的銅帶折曲成散熱片。

近年來為了進一步提高銅散熱器的性能,增強它對鋁散熱器的競爭力,作了許多改進。在材質方面,向銅中添加微量元素,以達到在不損失導熱性的前提下,提高其強度和軟化點,從而減薄帶材的厚度,節省用鋼量;在製造工藝方面,採用高頻或雷射焊接銅管,並用鋼釺焊代替易受鉛污染的軟焊組裝散熱器芯體。這些努力的結果示於表6.2,與釺焊鋁散熱器相比,在相同的散熱條件下,即在相同的空氣和冷卻劑的壓力降下,新型銅散熱器的重量更輕,尺寸顯著縮小;再加上鋼的耐蝕性好、使用壽命長,銅散熱器的優勢就更明顯。此外,近年來為了環保,大力推廣和發展電動汽車,每輛汽車的用鋼量將成倍增加。

鐵路

鐵路的電氣化對銅和銅合金的需要量很大。每公里的架空導線需用2噸以上的異型銅線。為了提高它的強度,往往加入少量的銅(約1%)或銀(約of%)。此外,列車上的電機、整流器、以及控制、制動、電氣和信號系統等都要依靠銅和銅合金來工作。

飛機

飛機的航行也離不開銅。例如:飛機中的配線、液壓、冷卻和氣動系統需使用銅材,軸承保持器和起落架軸承採用鋁青銅管材,導航儀表套用抗磁鋼合金,眾多儀表中使用破銅彈性元件等等。

電子用途

電子套用

電子工業是新興產業,在它蒸蒸日上的發展過程中,不斷開發出鋼的新產品和新的套用領域。目前它的套用己從電真空器件和印刷電路,發展到微電子和半導體積體電路中。

電真空器件

電真空器件主要是高頻和超高頻發射管、波導管、磁控管等,它們需要高純度無氧銅和彌散強化無氧銅。

印刷電路

銅印刷電路,是把銅箔作為表面,貼上在作為支撐的塑膠板上;用照相的辦法把電路布線圖印製在銅版上;通過浸蝕把多餘的部分去掉而留下相互連線的電路。然後,在印刷線路板上與外部的連線處沖孔,把分立元件的接頭或其它部分的終端插入,焊接在這個口路上,這樣一個完整的線路便組裝完成了。如果採用浸鍍法,所有接頭的焊接可以一次完成。這樣,對於那些需要精細布置電路的場合,如無線電、電視機,計算機等,採用印刷電路可以節省大量布線和固定迴路的勞動;因而得到廣泛套用,需要消費大量的銅箔。此外,在電路的連線中還需用各種價格低廉、熔點低、流動性好的銅基釺焊材料。

積體電路

微電子技術的核心是積體電路。積體電路是指以半導體晶體材料為基片(晶片),採用專門的工藝技術將組成電路的元器件和互連線集成在基片內部、表面或基片之上的微小型化電路。這種微電路在結構上比最緊湊的分立元件電路在尺寸和重量上小成千上萬倍。它的出現引起了計算機的巨大變革,成為現代信息技術的基礎。目前己開發出的超大規模積體電路,在比小姆指甲還小的單個晶片面積上,能做出的電晶體數目,己達十萬甚至百萬以上。最近,國際著名的計算機公司IBM(國際商業機器公司),己採用鋼代替矽晶片中的鋁作互連線,取得了突破性進展。這種用銅的新型微晶片,可以獲得30%的效能增益,電路的線尺寸可以減小到0.12微米,可使在單個晶片上集成的電晶體數目達到200萬個。這就為古老的金屬銅,在半導體積體電路這個最新技術領域中的套用,開創了新局面。

引線框架

為了保護積體電路或混合電路的正常工作,需要對它進行封裝;並在封裝時,把電路中大量的接頭從密封體內引出來。這些引線要求有一定的強度,構成該集成封裝電路的支承骨架,稱為引線框架。實際生產中,為了高速大批量生產,引線框架通常在一條金屬帶上按特定的排列方式連續衝壓而成。框架材料占積體電路總成本的1/3-l/4,而且用量很大;因此,必須要有低的成本。

銅合金價格低廉,有高的強度、導電性和導熱性,加工性能、針焊性和耐蝕性優良,通過合金化能在很大範圍內控制其性能,能夠較好地滿足引線框架的性能要求,己成為引線框架的一個重要材料。它是目前鋼在微電子器件中用量最多的一種材料。

合金牌號

合金牌號 化學成分

Cu Pb Fe Sn Zn P Cu+Sn+P

C5111 餘量 ≤0.05 ≤0.10 3.5-4.5 ≤0.20 0.03-0.35 ≥99.5

C5101 餘量 ≤0.05 ≤0.10 4.5-5.5 ≤0.20 0.03-0.35 ≥99.5

C5191 餘量 ≤0.05 ≤0.10 5.5-7.0 ≤0.20 0.03-0.35 ≥99.5

磷銅磷銅

C5212 餘量 ≤0.05 ≤0.10 7.0-9.0 ≤0.20 0.03-0.35 ≥99.5

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