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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(shí)作為加磷用。它分為5%,10%和15%的級(jí)別,并可直接加入熔化的金屬中。其作用是強(qiáng)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(qiáng)度。制造磷銅,需把磷塊壓入熔化的銅里,直到反應(yīng)停止。磷在銅中的比例在8.27%之內(nèi)時(shí)可溶,形成Cu3P,其熔點(diǎn)為707℃。含10%磷的磷銅熔點(diǎn)為850℃,含15%磷的熔點(diǎn)為1022℃。超過15%時(shí),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(dá)0.50%以下的也叫磷銅。雖然電導(dǎo)率下降了約30%,但硬度和強(qiáng)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(shí)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(dòng)調(diào)心,對(duì)偏斜不敏感,軸承受力均勻承載力高,可同時(shí)受徑向載荷,自潤滑無需維護(hù)等特性。 錫磷青銅是一種合金銅,具有良好的導(dǎo)電性能,不易發(fā)熱、確保安全同時(shí)具備很強(qiáng)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(diǎn),可保證接觸良好,彈力好,撥插平穩(wěn)。 該合金具有優(yōu)良機(jī)械加工性能及成屑性能,可迅速縮短零件加工時(shí)間。磷銅作為中間合金廣泛用于銅鑄造、焊料等領(lǐng)域,在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中占有重要的一席之地。

QSn6.5-0.1

牌號(hào):QSn6.5-0.1磷銅

標(biāo)準(zhǔn):GB/T 4423-2007

化學(xué)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(xué)性能

抗拉強(qiáng)度 σb (MPa):≥470

伸長率 δ5(%):≥13

注 :棒材的縱向室溫拉伸力學(xué)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(biāo)準(zhǔn):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(qiáng)度較高,彈性和耐磨性較好,但在熱加工時(shí)有熱脆性,只能接受冷壓力加工。

化學(xué)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(xué)性能:

抗拉強(qiáng)度: σb(MPa):≥355

伸長率 δ10(%):≥50

伸長率 δ5(%):≥55

QSN7-0.2

標(biāo)準(zhǔn):GB/T 2059-2000

特性及適用范圍:QSn7-0.2錫青銅強(qiáng)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(fù)荷、中等滑動(dòng)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(xué)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(xué)性能:

抗拉強(qiáng)度 σb (MPa):≥665

伸長率 δ10 (%):≥2

注 :帶材的室溫拉伸力學(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(hào)和瑪麗皇后號(hào)航母的螺旋漿每支重達(dá)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(dòng)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(jí)的船上就有12個(gè)這種儲(chǔ)油罐,相應(yīng)的加熱系統(tǒng)規(guī)模相當(dāng)大。船上的電氣設(shè)備也很復(fù)雜,發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、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(hù);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(duì)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(chǎng),這樣就可以不引爆水雷。從1944年以后,盟軍的所有船只,共計(jì)約18,000艘,都裝上了這種去磁裝置而得到了保護(hù)。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(duì)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(dòng)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(jìn)一步提高銅散熱器的性能,增強(qiáng)它對(duì)鋁散熱器的競(jìng)爭(zhēng)力,作 了許多改進(jìn)。在材質(zhì)方面,向銅中添加微量元素,以達(dá)到在不損失導(dǎo)熱性的前 提下,提高其強(qiáng)度和軟化點(diǎn),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(shì)就更明顯。此外,來為了環(huán)保,大力推廣和發(fā)展電動(dòng)汽車,每輛汽車的用鋼量將成倍增加。

鐵路

鐵路的電氣化對(duì)銅和銅合金的需要量很大。每公里的架空導(dǎo)線需用2噸以上的異型銅線。為了提高它的強(qiáng)度,往往加入少量的銅(約1%)或銀 (約0.5%)。此外,列車上的電機(jī)、整流器、以及控制、制動(dòng)、電氣和信 號(hào)系統(tǒng)等都要依靠銅和銅合金來工作。

飛機(jī)

飛機(jī)的航行也離不開銅。例如:飛機(jī)中的配線、液壓、冷卻和氣動(dòng)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(dǎo)航儀表應(yīng)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(yīng)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(yīng)用領(lǐng)域。它的應(yīng)用己從電真空器件和印刷電路,發(fā)展到微電子和半導(dǎo)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(dǎo)管、磁控管等,它們需要高純度無氧銅和彌散強(qiáng)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(gè)口路上,這樣一個(gè)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(duì)于那些需要精細(xì)布置電路的場(chǎng)合,如無線電、電視機(jī),計(jì)算機(jī)等,采用印刷電路可以節(jié)省大量布線和固定回路的勞動(dòng);因而得到廣泛應(yīng)用,需要消費(fèi)大量的銅箔。此外,在電路的連接中還需用各種價(jià)格低廉、熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好的銅基釬焊材料。

集成電路

微電子技術(shù)的核心是集成電路。集成電路是指以半導(dǎo)體晶體材料為基片(芯片),采用專門的工藝技術(shù)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(jì)算機(jī)的巨大變革,成為現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)。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(gè)芯片面積上,能做出的晶體管數(shù)目,己達(dá)十萬甚至百萬以上。國際著名的計(jì)算機(jī)公司IBM(國際商業(yè)機(jī)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(jìn)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(gè)芯片上集成的晶體管數(shù)目達(dá)到200萬個(gè)。這就為古老的金屬銅,在半導(dǎo)體集成電路這個(gè)最新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用,開創(chuàng)了新局面。

引線框架

為了保護(hù)集成電路或混合電路的正常工作,需要對(duì)它進(jìn)行封裝;并在封裝時(shí),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(qiáng)度,構(gòu)成該集成封裝電路的支承骨架,稱為引線框架。實(shí)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(jià)格低廉,有高的強(qiáng)度、導(dǎo)電性和導(dǎo)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(gè)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。