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磷銅,磷和銅的合金。代替純磷用于還原黃銅和青銅合金,在制造磷青銅時作為加磷用。它分為5%,10%和15%的級別,并可直接加入熔化的金屬中。其作用是強還原劑,而且磷使青銅變硬。即使在銅或青銅中加入少量的磷也能提高其疲勞強度。制造磷銅,需把磷塊壓入熔化的銅里,直到反應停止。磷在銅中的比例在8.27%之內(nèi)時可溶,形成Cu3P,其熔點為707℃。含10%磷的磷銅熔點為850℃,含15%磷的熔點為1022℃。超過15%時,合金不穩(wěn)定。磷銅以刻槽的片或粒狀出售。在德國,為了節(jié)省銅用磷鋅(phosphor zinc)替代磷銅。金屬磷(metaIlophos)是含20~30%磷的德國磷鋅的名稱。用磷還原的商品銅,且其中含磷量達0.50%以下的也叫磷銅。雖然電導率下降了約30%,但硬度和強度卻增加了。磷錫(phosphor tin)是錫和磷的母合金,用在熔化青銅中以制造磷青銅。磷錫通常含5%以上的磷,但不含鉛。其外觀象銻,為較大的晶體,閃閃發(fā)亮。以片狀出售。按美國聯(lián)邦規(guī)范要求含3.5%磷,雜質(zhì)低于0.50%。

錫磷青銅有更高的耐蝕性,耐磨損,沖擊時不發(fā)生火花。用于中速、重載荷軸承,工作最高溫度250℃。具有自動調(diào)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(fā)熱、確保安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(jié)構(gòu),無鉚釘連接或無摩擦觸點,可保證接觸良好,彈力好,撥插平穩(wěn)。 該合金具有優(yōu)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于銅鑄造、焊料等領域,在國民經(jīng)濟的發(fā)展中占有重要的一席之地。

QSn6.5-0.1

牌號:QSn6.5-0.1磷銅

標準:GB/T 4423-2007

化學成份(%)

銅 Cu:余量

錫 Sn:6.0~7.0

鉛 Pb:≤0.02

磷 P:0.10~0.25

鋁 Al:≤0.002

鐵 Fe:≤0.05

硅 Si:≤0.002

銻 Sb:≤0.002

鉍 Bi:≤0.002

注:≤0.1(雜質(zhì))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?qū)�邊距離5~12

熱處理規(guī)范: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

特性及適用范圍: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:余量

雜質(zhì):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

特性及適用范圍:QSn7-0.2錫青銅強度高,彈性和耐磨性好,易焊接和釬焊,在大氣、淡水和海水中耐蝕性好,可切削性良好,適于熱壓加工。QSn7-0.2磷青銅用于制作中等負荷、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。

化學成份(%)

銅 Cu :余量

錫 Sn :6.0~8.0

鉛 Pb:≤0.02

磷 P:0.10~0.25

鋁 Al:≤0.01

鐵 Fe:≤0.05

硅 Si :≤0.02

銻 Sb :≤0.002

鉍 Bi:≤0.002

注:≤0.15(雜質(zhì))

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

船舶

由于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旋漿都用鋁青銅或黃銅制造。大船的螺旋漿每支重 20~25噸。伊麗莎白皇后號和瑪麗皇后號航母的螺旋漿每支重達3 5噸。大船沉重的尾軸常用""海軍上將""炮銅,舵和螺旋漿的錐形螺栓也用同樣材料。引擎和鍋爐房內(nèi)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。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(tǒng)規(guī)模相當大。船上的電氣設備也很復雜,發(fā)動機、電動機、通訊系統(tǒng)等幾乎完全依靠銅和銅合金來工作。大小船只的船艙內(nèi)經(jīng)常用鋼和銅合金來裝飾。甚至木制小船,也最好用鋼合金(通常是硅青銅)的螺絲和釘子來固定木結(jié)構(gòu),這種螺絲可以用滾軋大量生產(chǎn)出來。

為了防止船殼被海生物污損影響航行,過去經(jīng)常采用包覆銅加以保護;普遍用刷含銅油漆的辦法來解決。

二次世界大戰(zhàn)中,為御防德國磁性水雷對艦船的襲擊,曾發(fā)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年以后,盟軍的所有船只,共計約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

汽車用銅每輛10~21公斤,隨汽車類型和大小而異,對于小轎車約占自重的6~9%。銅和銅合金主要用于散熱器、制動系統(tǒng)管路、液壓裝置、齒輪、軸承、剎車摩擦片、配電和電力系統(tǒng)、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�，F(xiàn)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。

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(zhì)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(jié)省用鋼量;在制造工藝 方面,采用高頻或激光焊接銅管,并用鋼釬焊代替易受鉛污染的軟焊組裝散熱 器芯體。這些努力的結(jié)果示于表6.2,與釬焊鋁散熱器相比,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(yōu)勢就更明顯。此外,來為了環(huán)保,大力推廣和發(fā)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0.5%)。此外,列車上的電機、整流器、以及控制、制動、電氣和信 號系統(tǒng)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(tǒng)需使用銅材,軸承保持器和起落架軸承采用鋁青銅管材,導航儀表應用抗磁銅合金,眾多儀表中使用鈹銅彈性元件等等。

電工業(yè)應用

電子工業(yè)是新興產(chǎn)業(yè),在它蒸蒸日上的發(fā)展過程中,不斷開發(fā)出鋼的新產(chǎn)品和新的應用領域。它的應用己從電真空器件和印刷電路,發(fā)展到微電子和半導體集成電路中。

電真空器件

電真空器件主要是高頻和超高頻發(fā)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,粘貼在作為支撐的塑料板上;用照相的辦法把電路布線圖印制在銅版上;通過浸蝕把多余的部分去掉而留下相互連接的電路。然后,在印刷線路板上與外部的連接處沖孔,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。如果采用浸鍍法,所有接頭的焊接可以一次完成。這樣,對于那些需要精細布置電路的場合,如無線電、電視機,計算機等,采用印刷電路可以節(jié)省大量布線和固定回路的勞動;因而得到廣泛應用,需要消費大量的銅箔。此外,在電路的連接中還需用各種價格低廉、熔點低、流動性好的銅基釬焊材料。

集成電路

微電子技術的核心是集成電路。集成電路是指以半導體晶體材料為基片(芯片),采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(nèi)部、表面或基片之上的微小型化電路。這種微電路在結(jié)構(gòu)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(xiàn)引起了計算機的巨大變革,成為現(xiàn)代信息技術的基礎。己開發(fā)出的超大規(guī)模集成電路,在比小姆指甲還小的單個芯片面積上,能做出的晶體管數(shù)目,己達十萬甚至百萬以上。國際著名的計算機公司IBM(國際商業(yè)機器公司),己采用鋼代替硅芯片中的鋁作互連線,取得了突破性進展。這種用銅的新型微芯片,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,可使在單個芯片上集成的晶體管數(shù)目達到200萬個。這就為古老的金屬銅,在半導體集成電路這個最新技術領域中的應用,開創(chuàng)了新局面。

引線框架

為了保護集成電路或混合電路的正常工作,需要對它進行封裝;并在封裝時,把電路中大量的接頭從密封體內(nèi)引出來。這些引線要求有一定的強度,構(gòu)成該集成封裝電路的支承骨架,稱為引線框架。實際生產(chǎn)中,為了高速大批量生產(chǎn),引線框架通常在一條金屬帶上按特定的排列方式連續(xù)沖壓而成�？蚣懿牧险技�成電路總成本的1/3~1/4,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(yōu)良,通過合金化能在很大范圍內(nèi)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。