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錫青銅以錫為主要合金元素的青銅。含錫量一般在3~14%之間,主要用于制作彈性元件和耐磨零件。變形錫青銅的含錫量不超過 8%,有時(shí)還添加磷、鉛、鋅等元素。磷是良好的脫氧劑,還能改善流動(dòng)性和耐磨性。錫青銅中加鉛可改善可切削性和耐磨性,加鋅可改善鑄造性能。這種合金具有較高的力學(xué)性能、減磨性能和耐蝕性,易切削加工,釬焊和焊接性能好,收縮系數(shù)小,無磁性。可用線材火焰噴涂和電弧噴涂制備青銅襯套、軸套、抗磁元件等涂層。尺寸規(guī)格有Ф1.6mm、Ф2.3mm。具有較高的強(qiáng)度、耐蝕性和優(yōu)良的鑄造性能,長(zhǎng)期以來廣泛應(yīng)用于各工業(yè)部門中。
錫青銅特性
含有3%~14%錫的青銅,此外還常常加入磷、鋅、鉛等元素。是人類應(yīng)用最早的合金,至今已有約4000年的使用歷史。它耐蝕、耐磨,有較好的力學(xué)性能和工藝性能,并能很好地焊接和釬焊,沖擊時(shí)不產(chǎn)生火花。分為加工錫青銅和鑄造錫青銅。用于壓力加工的錫青銅含錫量低于6%~7%,鑄造錫青銅的含錫量為10%~14%。常用牌號(hào)有QSn4-3,QSn4.4-2.5,QSn7-O.2,ZQSn10,ZQSn5-2-5,ZQSN6-6-3等。錫青銅是鑄造收縮率最小的有色金屬合金,可用來生產(chǎn)形狀復(fù)雜、輪廓清晰、氣密性要求不高的鑄件。錫青銅在大氣、海水、淡水和蒸汽中十分耐蝕,廣泛用于蒸汽鍋爐和海船零件。含磷錫青銅具有良好的力學(xué)性能,可用作高精密工作母機(jī)的耐磨零件和彈性零件。含鉛錫青銅常用作耐磨零件和滑動(dòng)軸承。含鋅錫青銅可作高氣密性鑄件。
錫青銅的凝固范圍大,枝晶偏析嚴(yán)重;凝固時(shí)不易形成集中縮孔,體積收縮很?。昏T錠中易出現(xiàn)錫的逆偏析,嚴(yán)重時(shí)鑄錠表面可見到白色斑點(diǎn)(8相析出),甚至出現(xiàn)富錫顆粒,一般稱為錫汗(tinsweat),改進(jìn)鑄造方法和工藝條件可減輕逆偏析程度;液態(tài)合金中,錫易生成硬脆的夾雜物SnO2,熔煉要充分脫氧,防止由于夾雜物引起的合金力學(xué)性能的降低;對(duì)過熱和氣體的敏感性很小,能很好地焊接和釬焊;沖擊時(shí)不發(fā)生火花,無磁性、耐寒,并有極高的耐磨性?! ?/div>
錫青銅分類
工業(yè)錫青銅錫青銅是工業(yè)上使用的重要銅合金。為改善其鑄造、力學(xué)和耐磨性能,以及節(jié)約錫,在錫青銅中加入磷、鋅、鉛等合金元素。因而可把錫青銅分為錫磷青銅、錫鋅青銅和錫鋅鉛青銅三類。
錫磷青銅
磷是銅合金的良好脫氧劑,可增加合金的流動(dòng)性,改善錫青銅的工藝和力學(xué)性能,但加大逆偏析程度。錫青銅中磷的極限溶解度為0.15%,過多時(shí)將形成a+δ+Cu3P三元共晶,熔點(diǎn)為628℃,熱軋時(shí)易產(chǎn)生熱脆性,只能冷加工。因此,變形錫青銅中含磷量不應(yīng)大于o.5%,熱加工時(shí),磷應(yīng)小于o.25%。含磷錫青銅是有名的彈性材料,在加工時(shí),控制冷加工前的晶粒大小和加工后的低溫退火很有必要。細(xì)晶粒加工材的強(qiáng)度、彈性模量和疲勞強(qiáng)度比其粗晶粒加工材為高,但塑性較低。冷加工材在200~260℃經(jīng)1~2h低溫退火、產(chǎn)生退火硬化效應(yīng),可進(jìn)一步提高制品的強(qiáng)度、塑性、彈性極限和彈性模量,并增加彈性的穩(wěn)定性。現(xiàn)已列入中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的含磷錫青銅共4個(gè)牌號(hào)。錫×其中QSn6.5-0.1合金主要制作彈性元件特別是電導(dǎo)性好的彈簧接觸片,儀器儀表中的耐磨零件和抗磁元件等;Qsn6.5一O.4合金主要用于造紙、化工和食品等工業(yè)制造金屬網(wǎng),也用于制造耐磨和彈簧零件;QSn7-0.2合金用于在中等的載荷和滑動(dòng)速度下承受摩擦的零件,如軸承、軸套、渦輪等,亦可制造彈性元件和其他機(jī)械電氣零件;QSn4-0.3合金用于生產(chǎn)壓力表中的各種管材,作敏感元件,有壓力表青銅之稱。
錫鋅青銅
鋅大量溶解于銅錫合金中,在變形錫青銅中鋅的加入量一般不大于4%。鋅能改善合金的流動(dòng)性,縮小結(jié)晶溫度范圍,減輕逆偏析。列入現(xiàn)行中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的錫鋅青銅牌號(hào)為QSn4-3,具有良好的彈性、耐磨性和抗磁性,可在冷態(tài)和熱態(tài)下壓力加工,易于焊接和釬焊,切削性較好,在大氣和淡水、海水中抗蝕性良好,用于各種彈性元件以及管配件、化工器械、耐磨零件和抗磁零件等。
錫鋅鉛青銅
鉛實(shí)際不固溶于銅錫合金中,它以單相、呈黑色夾雜物分布在枝晶間。鑄錠中鉛分布不易均勻,通常加入少量鎳可改善其分布,并細(xì)化組織。鉛降低錫青銅的摩擦系數(shù),改善耐磨性和切削性,但略降低力學(xué)性能。在銅錫鉛合金中常加入3%~5%的鋅,以再提高力學(xué)性能。加入0.02%~0.1%鋯或0.02%~0.1%硼,特別是加入0.02%~0.2%稀土元素能細(xì)化鉛質(zhì)點(diǎn),使之分布均勻,以改善含鉛錫青銅的組織、鑄造和力學(xué)性能。列入現(xiàn)行中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的錫鋅鉛青銅有QSn4-4-2.5和QSn4-4-4兩個(gè)牌號(hào),具有高的耐磨性、易切削加工,主要以板、帶材形式用于汽車、拖拉機(jī)、航空和機(jī)械工業(yè),制造軸套和軸承襯墊,有汽車青銅之稱。
錫青銅的應(yīng)用
銅是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬,被廣泛地應(yīng)用于電氣、輕工、機(jī)械制造、建筑工業(yè)、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域,在我國(guó)有色金屬材料的消費(fèi)中僅次于鋁。
錫青銅是鑄造收縮率最小的有色金屬合金,用來生產(chǎn)形狀復(fù)雜、輪廓清晰、氣密性要求不高的鑄件。錫青銅在大氣、海水、淡水和蒸汽中十分耐蝕,廣泛用于蒸汽鍋爐和海船零件。含磷錫青銅具有良好的力學(xué)性能,可用作高精密工作母機(jī)的耐磨零件和彈性零件。含鉛錫青銅常用作耐磨零件和滑動(dòng)軸承。含鋅錫青銅可作高氣密性鑄件。
錫青銅在電氣、電子工業(yè)中應(yīng)用最廣、用量最大,占總消費(fèi)量一半以上。用于各種電纜和導(dǎo)線,電機(jī)和變壓器的這種,開關(guān)以及印刷線路板 在機(jī)械和運(yùn)輸車輛制造中,用于制造工業(yè)閥門和配件、儀表、滑動(dòng)軸承、模具、熱交換器和泵等。
在化學(xué)工業(yè)中廣泛應(yīng)用于制造真空器、蒸餾鍋、釀造鍋等。
在國(guó)防工業(yè)中用以制造子彈、炮彈、槍炮零件等,每生產(chǎn)300萬發(fā)子彈,需用銅130-140噸。
在建筑工業(yè)中,用做各種管道、管道配件、裝飾器件等。