铜合金化学成分、加工特性
常用导电铜合金的品种、化学成分、加工特性、性能和主要用途，见表
1 - 19。
1 . 银铜
铜中加入少量银可显著提高软化温度和蠕变抗力，而导电率下降很少。
实用的银铜通常含 0 . 1% ~ 0 . 2%银，其时效硬化的效果不显著，一般 采甩冷作硬化来提高强度。它具有很好的耐磨性、电接触性和耐蚀性。 如制成电车线时，寿命比硬铜高 2 ~ 4 倍，在银铜中加入少量铬、锆、镁和 镉可进一步提高强度和耐热性。
2 . 稀土铜
含有铈、镧或混合稀土的稀土铜，其性能不亚于银铜(0 . 1% ~ 0 . 2% 银)，可代替银铜作整流子片，是一种有前途的高导电铜合金。铜中加稀 土元素，不仅细化晶粒，改善加工性能，还可提高铜的耐热性，同时具有很 高的导电率。
3 . 镉铜
铜中加 1%镉，经冷作硬化后，具有高的抗拉强度、导电率和耐磨性。 镉铜的时效硬化效果不显著，一般采用冷作硬化来提高强度。
4 . 铬铜
铜中加铬可显著提高再结晶温度和高温机械性能。铬铜是时效硬化 合金，时效硬化效果较大。实用的铬铜通常含 0 . 5% ~ 0 . 8%铬，再加少量 硅(约 0 . 1%)，它具有高的抗拉强度、导电率和高温性能。铬铜的缺点是 对缺 口的敏感性较强，在缺口和尖角处造成应力集中，容易引起机械损
坏，因此，不宜用铬铜做整流子片。铬中加入少量镁和铝，不仅能进一步 提高耐热性，而且可改善缺口敏感性。
5 . 锆铜
铜中加锆可显著提高软化温度。锆铜是时效硬化合金，时效效果比 铬铜小，淬火和时效处理并不能获得高的室温强度，必须在淬火后进行较 大的冷变形，再时效处理，才能获得高的强度和导电率。它的主要特点是 在很高的温度下(比其他任何高导电合金都高)还能保持冷作硬化的强化 效果，并且在淬火状态下具有普通纯铜那样的塑性。
表 1 - 19 导电铜合金的品种、化学成分、加工特性、性能和主要用途
类别 |
名称 |
成分(%) |
强化 方式 |
加工特性 | 室温性能 | 高温性能 |
主要用途 | ||||
抗拉强度 (牛/ 毫米2 ) | 延伸率 (%) | 硬度 HB | 导电率 % IACs | 软化 温度 (℃) | 高温强度 (牛/ 毫米2 ) | ||||||
中强度、 高 导 电 铜 合 金 (抗拉强 度为 350 λ 600 牛 /毫米2 导 电 率 为 70% λ 98% I- ACs) | 硬铜 (作 比较) | 99 . 9Cu | 冷作 硬化 | 500 λ 700℃ 退火 1 小时 后，冷加工 | 350 λ 450 | 2 λ 6 | 80 λ 110 |
98 | 150 | 200 λ 240 (200℃) | 整流子片、架空 导线、电车线 |
银铜 |
Cu - 0 . 2Ag |
同上 | 800℃ 退 火 1 小 时 后， 冷加工 |
350 λ 450 |
2 λ 4 |
95 λ 110 |
96 |
280 |
250 λ 270 (290℃) | 整流子片、点焊 电极、发电机转 子 绕 组、通 信 线、引线、导线、 电子管材料 | |
银铬 铜 |
Cu - 0 . 5Cr - 0 . 1Ag |
时效 硬化 | 1000℃保 温 1 小时 淬火， 475℃时 效 4 小时 |
400 λ 420 |
24 |
130 |
82 |
500 |
点焊 电 极 和 缝 焊轮 | ||
稀土 铜 | Cu - 0 . 1 (Ce、La 或 混合稀土) | 冷作 硬化 | 800℃ 退 火 1 小 时 后， 冷加工 | 350 λ 450 |
2 λ 4 | 95 λ 110 |
96 |
280 |
整流子片、导线 | ||
镉铜 |
Cu - 1Cd |
同上 |
同上 |
600 |
2 λ 6 |
100 λ 115 |
85 |
280 | 点焊电极、缝焊 轮、焊 机 零 件、 大跨 距 架 空 导 线、高强度绝缘 导线、通 信 线、 滑接导线 | ||
铬镉 铜 |
Cu - 0 . 3Cr - 0 . 3Cd |
时效 硬化 | 950℃保 温 1 小时 淬火， 480℃时 效 4 小时 |
600 |
6 λ 9 | 100 λ 120 |
85 |
380 | 点焊电极、架空 导线、电 车 线、 野战通信电缆、 飞机用电缆 | ||
铬铜 |
Cu - 0 . 5Cr |
同上 | 1000℃保 温 1 小时 淬火， 480℃时 效 4 小时 |
450 λ 500 |
15 | 110 λ 130 |
80 λ 85 |
500 |
310 (400℃) | 点焊电极、缝焊 轮 、电 机 支 承 座、开 关 零 件、 电子管零件 | |
续表
类别 |
名称 |
成分(%) |
强化 方式 |
加工特性 | 室温性能 | 高温性能 |
主要用途 | ||||
抗拉强度 (牛/ 毫米2 ) | 延伸率 (%) | 硬度 HB | 导电率 % IACs | 软化温度)℃( | 高温强度 (牛/ 毫米2 ) | ||||||
中强度、 高 导 电 铜 合 金 (抗拉强 度为 350 ~ 600 牛 /毫米2 导 电 率 为 70% ~ 98% I- ACs) |
铬铝 镁铜 |
Cu - 0 . 5Cr - 0 . 2Al - 0 . lMg |
同上 | l000℃保 温 l 小时 淬火， 冷加工， 480℃时 效 4 小时 |
400 ~ 450 |
l8 |
ll0 ~ l30 |
70 ~ 75 |
5l0 |
点焊 电 极 和 缝 焊轮 | |
锆铜 |
Cu - 0 . 2Zr |
同上 | 950℃保 温 l 小时 淬火， 冷加工， 450℃时 效 l 小时 |
400 ~ 450 |
l0 |
l20 ~ l30 |
90 |
500 |
350 (400℃) |
整流子片、开关 零件、导 线、点 焊电极 | |
锆铜 | Cu - 0 .4Zr | 同上 | 同上 | 450 ~ 500 | l0 | l30 ~ l40 |
85 |
500 | 370 (400℃) | 同上 | |
锆铜 | Cu - lZr | 同上 | 同上 | 500 ~ 550 |
9 | l35 ~ l60 |
80 |
500 | 点焊电极、缝焊 轮、铜线连续退 火的电极轮 | ||
铬锆 铜 | Cu - 0 . 5Cr - 0 . 3Zr | 同上 | 同上 | 500 ~ 550 | l0 | l40 ~ l60 | 80 ~ 85 |
520 | 整流子片、点焊 电极、缝 焊 轮、 开关零件、导线 | ||
锆砷 铜 |
Cu - 0 .4Zr - 0 . 2As |
同上 | 900℃保 温半小时 淬火， 冷加工， 400℃时 效 l 小时 |
500 ~ 550 |
l0 |
l50 ~ l70 |
90 |
520 |
整流子片、点焊 电极和缝焊轮 | ||
锆铪 铜 |
Cu - 0 . lZr - 0 . 6Hf |
同上 | 950℃保 温 l 小时 淬火， 冷加工， 400℃时 效 l 小时 |
520 ~ 550 |
l2 |
l50 ~ l80 |
70 ~ 80 |
550 |
430 (400℃) |
同上 | |
铜 - 氧化 铝 | Cu - 3 . 5 Al2 03 (体积) |
弥散 硬化 | 用 30 ~ 95%冷变 形度挤压 成产品 |
480 ~ 540 |
l2 ~ l8 | l30 ~ l40 |
85 |
900 |
200 (800℃) | 点焊电极、导电 弹簧、电子管结 构零件、高温导 电零件 | |
铜 - 氧化 铍 | Cu - 0 . 8 Be0 (体积) | 同上 | 同上 | 500 ~ 560 | l0 ~ l2 | l25 ~ l35 |
85 |
900 | 200 (800℃) | 同上 | |
铅铜 | Cu - lPb | 冷作 硬化 | 冷拉成 棒材 | 300 ~ 350 | l2 | 80 ~ 85 | 97 ~ 99 | l50 | 易切削 导 电 连 接件 | ||
6 . 铍铜
铍铜是时效硬化效果极大的一种铜合金。它具有高的强度、硬度和 弹性极限，并且弹性滞后小，弹性稳定性好，同时还具有良好的耐蚀、耐
磨、耐疲劳、导电和导热性，无磁性以及受冲击时不生火花等特性。铍铜 在淬火状态下有极高的塑性，易加工成各种型材和复杂形状的元件。
含铍量大于 1%的为高强度铍铜，用作高弹性、高强度、耐蚀和耐磨等 零件。含铍量小于 1%的为高导电铍铜，用作高、硬度导电材料。
7 . 钛铜
钛铜是一种新型的高强度铜合金，性能接近高强度铍铜，可作为铍铜 的代用品，钛铜的导电性虽较差，耐热性则更好，生产工艺比铍铜简单。
8 . 铁铜
铜中加铁可细化晶粒，提高硬度和强度，但显著降低导电率。 由于铜 和铁熔点相差较大，引起显著偏析，需加入磷、镁和镉等元素来减少偏析 现象。在含 1% ~ 2%铁的铁铜中，加磷与铁形成 Fe2P，可增加时效硬化效 果，采用冷作硬化可进一步提高强度。
9 . 易切削铜合金
铜中加 1%铅或 0 . 6%硒，可显著提高切削性，导电率下降极少，对机 械性能也影响不大。再加入少量的硫和碲可进一步提高切削性。
10 . 导电铜合金的选用
电工产品对导电铜合金的性能要求和选用，以及应用中须注意的事 项，见表 1 - 20。
