铜及铜合金的材料及焊接性.docx

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1、铜及铜合金的材料及焊接性一、铜及铜合金的种类、牌号及性能铜及铜合金以它独特而优越的综合性能，得到广泛的应用。铜具有优良的导电性能、导热性能、抗腐蚀性能以及非常好的加工成型性能，某些铜合金还兼有较高的强度和耐磨性能。因此,铜及铜合金在电气、电子、化工、机械、造船、制氧、酿造、动力、交通及航空、航天、兵器等工业中都得到了广泛的应用。根据表面颜色及化学成分，铜及其合金可以分为紫铜、黄铜、青铜及白铜四大类；按照使用时的状态或成型的方法，铜及铜合金又可分为铸造铜和加工铜两大类，而且除了合金含量较高的高锡青铜、高硅青铜和高铅青铜外，大部分铜及铜合金都是既可作为铸造铜，又可作为加工铜来使用。(1)紫铜。紫铜

2、即纯铜，是铜含量不低于99.5%的工业纯铜，因表面颜色为紫红色而得名。它具有极好的导电性和导热性，良好的常温和低温性能，对大气、海水及某些化学药品都具有良好的耐腐蚀性。紫铜的强度和硬度较低，冷变形对紫铜力学性能影响很大，可以提高其强度和硬度，但塑性会明显下降。用550600C退火可以消除冷加工硬化，恢复塑性。紫铜在40070(C的高温下，强度和塑性都会显著降低，因此在热加工时应引起足够的重视。紫铜的性能与其所含杂质的成分和数量有关，杂质是在纯铜冶炼过程中带入的，所有的杂质都会在一定程度上降低铜的导电性，其中以磷最为显著，但磷却是铜及铜合金的一个良好的脱氧元素，用磷脱氧的纯铜称为磷脱氧铜，可用于

3、制造重要的焊接结构。杂质中的硫、氧、铅、钮等元素还能与铜形成各种脆性化合物和低熔点共晶，增大紫铜的冷脆性和焊接接头产生热裂纹的倾向。所以要求工业纯铜的杂质含量不得超过一定数量，纯铜等级的划分就是取决于杂质元素的含量。根据纯铜中氧含量的不同，可将纯铜分为普通工业纯铜（Tl、T4）和无氧铜（磷脱氧铜TUP、TUPn和无氧铜TU1、TU2）。普通工业纯铜的氧含量在002%0l%之间，磷脱氧铜（以磷、镒、硅等元素作为脱氧剂）的氧含量在0.01%以下，用高纯度纯铜经真空熔炼后而得到的无氟纯铜，其氧含量在0.003%以下。紫铜的牌号、成分及性能见表1-3、表l-40表1-3紫铜的牌号及成分类别牌号主要成分

4、（质及分数）（%）用途CuPMn纯铜Tl99.95余址余收电线、电缆.雷管T299.90余量余垃导电用铜材.冷凝管T399.70余量余量般用铜材.如开关、散热片T499.5()余St余Ia一般用铜材.如输电管道等无班铜TUl99.97余必余量电或空器件用铜件TU299.95余依电真空器件用铜件TLP99.500.01-0.04余址焊接用铜材TlJMn99.60余址0.1-0.3电子管的脚情及支杆表1-4紫铜的力学性能抗拉强度（MPa）伸长率（%）断面收缩率（%）冲击韧性（Jmj）硬度(HR)软点、196-235507517535硬态392-490h36120（2）黄铜。黄铜是由铜和锌组成的二元

5、铜合金，它的颜色随含锌量的增加由红黄色变成淡黄色。黄铜的强度、硬度、耐腐蚀性能和铸造性能都比紫铜高，并能进行冷、热加工，价格也比紫铜便宜，因此作为结构材料在工业上得到更广泛的应用。在普通黄铜中加入少量的锡、钵、铅、硅、铝、银、铁等元素，构成特殊黄铜，如锡黄铜、钵黄铜、铅黄铜、硅黄铜、铝黄铜、银黄铜和铁黄铜等，可以使力学性能、耐腐蚀性能和工艺性能进一步提高。经过冷加工（如冲压、弯曲）或焊接后的黄铜，必须进行退火，以消除应力，防止产生应力腐蚀裂纹。一般退火温度为300400。黄铜根据工艺性能、力学性能和用途不同，可分为压力加工黄铜和铸造黄铜两大类。常用加工黄铜、铸造黄铜的牌号及成分见表1-5,几种

6、黄铜的性能见表l-6o表1-5常用加工黄铜、铸造黄铜的牌号及成分类别牌号在要元素成分（质献分数）（%）用途CuZn其他根力加工黄铜杵通黄MH6867.0-70.()余fit弹壳.冷凝器等深冲件H6260.563.5余M散热器.单网.弹BL船粕零件等H5957*60公不机械.电器零件.煌接件,冷冲乐件等郎黄铜HPb63-362.565.0；1/Pb:2.43.0钟表.汽车.拖拉机.般机械零件HPb61-159.0-61.0余StPb:0.6-LO结构零件HPb59-l57.0-60.0kPb:0.81.9热冲压及切削加I：零件.如管嘴、笔圈、螺钉,钠子等锡黄铜HSn90-l88.091.0Sn:

7、0.250.75汽车.推拉机弹1套盒等HS1162-161.063.0余依Sn：0.71.1船舶、热电厂中高温耐腐蚀冷凝器管类别弹号主要元素成分(质依分数)(%)用途CuZn其他锡贵铜HSn60-159.061.0M:Sn：LO-1.5与海水和汽油接触的船舶零件铝黄铜HAI67-2.566.068.0余依A1：2.03.0Fe:0.6Pb:0.5船的冷凝器及Jt他耐蚀零件HA160-I-I58.0-61.0余量AI：0.71.5Fr:0.7-1.5Mn:0.1-0.6府轮.村套、轴及其他耐蚀零件HAI59-3-257.060.0：A1：2.53.5Ni:2.03.0Fe：().5船舶电机等常温

8、下r作的高强度耐蚀零件造黄铜ZCUZn38(ZH62)60.0-63.0Pd法芝、阀座、支架、手柄和螺母等ZCuZn25Al6Kr3Mn3(ZHAI66-6-3-2)60.066.0公吊AI：4.5-7.0Fe：2.0-4.0Mn：1.5-4.0高强度.耐磨零件,如大型蜗杆配件、衬套、轴长、桥梁支探板等ZCuZn38Mn2Pb2(ZHMn58-2-2)57.065.0於h：Ph1.52.5Mn11.5-2.5轴承、村套和K他耐磨零件ZCZn4()Mn3Krl(ZHMn55-3-1)53.05,0余址Mn:3.04.0Fr：0.5-1.5耐海水腐烛零件,300以FT.作的管配件.如船舶螺旋桨等大

9、型铸件ZCuZnl6Si4(ZHSi80-3)79.0-81.0余IftSi：2.54.5铸造配件、齿轮等表1-6几种黄铜的性能牌号状态力学性ft物理性能6(MPa)8(%)硬度(HB)密度4-3Sn;3.5-4.5个吊Zn:2.73.3弹性元件、化r机械耐磨零件和抗磁零件VSn4-4-25Sn：3.0-5.0Zn：3.0-5.0Pb:1.5-3.5航空、汽车、拖拉机用耐磨零件.如轴焚等QSn4-4-4Sn：3.05.0!.IZn：3.05.0Pb:3545QS116.5-O.1Sn：6.07.0P：0.10.25精密仪器中的耐磨零件.抗磁零件等QSn65-0.4Sn：6.07.0.i,.三P

10、：0.25-0.4金属网、弹簧及耐磨零件铝青铜VA15A1：4.06.0余代抻MQAI7A1：6.08.0余IitQAI9-2AI：8.010.0Mn：1.5*2.5Zn：1.0船舶和电器设备、在250以下工作的零件和管配件QAI9-4AI：8.0-10.0；：1Fe：2.O-4.OZn：1.0姐船及电气零件续我槃别牌号主嬖元素成分(质僦分数)(%)用途主要合金元素Cu其他铝青铜QAI10-4-4A1：9.511.0余iF：3.5-5.5Ni：3.55.5高强度耐磨零件和/Mrr以下工作的零件.如齿轮、阀座等硅青铜QSi3-!Si：2.7-3.5余猿Mn:1.01.5弹簧和耐他零件QSiI-3

11、Si：0.6-1.1h,.iNi：2.43.4Mn:0.10.4发动机中结构零件，500P以下工作的摩擦零件被青铜QBe2Br：1.8-2.1余俄Ni：0.2-0.5而要的弹簧.弹性元件.耐磨零件及高压、高速、高温轴承QBel.7Br：1.6-1.85加Ni：0.2-0.4Ti：0.1-0.25QBH.9Be：1.85-2.10金MNi：0.20.4Ti：0.1-0.25铸造青铜ZQSnPlO-ISn:911余献P：0.31.2肃要轴承、齿轮ZQSn-Ph663Sn：5-7JrZn：5-7Pb:2-4耐磨零件ZQAIMn9-2h8-10M卜Sn:810Mn:1.52.5造船中脩造简单的大型铸件等ZQAlFIAl：8-10余量F。：24而要零件1-8几种青铜的物理性能和力学性能类别牌号力学性能物理性能S(MPa)6(%)硬度(HB)密度(g*m)熔点(七)导热系数(WmK)线胀系数(I(TZK)Wft铜QSn6.5-0.4软态343-44160-7070-908.899550.1619.1硬态686-7847.512160-200铝育钢QA19-2软态44120-40