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磷铜板的力学性能

时间:2017-11-27 11:34:46 来源:第一铜网 作者:xiaoli

摘要磷铜板的力学性能 首先,磷铜包括:磷青铜、锡青铜、锡磷青铜,是由青铜添加脱气剂磷P含量0.03~0.35%,锡含量5~8%.及其它微量元素如铁Fe,锌Zn等组成延展性,耐疲劳性均佳可用于电气及机械材料,可靠度高于一般铜合金制品.青铜原指铜锡合金﹐后除黄铜﹑白铜以外

  磷铜板的力学性能

  首先,磷铜包括:磷青铜、锡青铜、锡磷青铜,是由青铜添加脱气剂磷P含量0.03~0.35%,锡含量5~8%.及其它微量元素如铁Fe,锌Zn等组成延展性,耐疲劳性均佳可用于电气及机械材料,可靠度高于一般铜合金制品.青铜原指铜锡合金﹐后除黄铜﹑白铜以外的铜合金均称青铜﹐并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。锡青铜的铸造性能﹑减摩性能好和机械性能好﹐适合於制造轴承﹑蜗轮﹑齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。铝青铜强度高﹐耐磨性和耐蚀性好﹐用於铸造高载荷的齿轮﹑轴套﹑船用螺旋桨等。铍青铜和磷青铜的弹性极限高﹐导电性好﹐适於制造精密弹簧和电接触元件﹐铍青铜还用来制造煤矿﹑油库等使用的无火花工具。

  常见磷铜板力学性能:

  1.QSn6.5-0.1磷铜

  抗拉强度σb(MPa):≥470

  伸长率δ5(%):≥13

  注:棒材的纵向室温拉伸力学性能

  试样尺寸:直径或对边距离5~12

  热处理规范

  热加工温度750~770℃;退火温度600~650℃。

  2.QSn6.5-0.4锡青铜

  抗拉强度:(σb/MPa):≥355;

  伸长率(δ10/%)≥50;

  伸长率(δ5/%)≥55。

  3.QSN7-0.2

  抗拉强度σb(MPa):≥665

  伸长率δ10(%):≥2

  注:带材的室温拉伸力学性能

  试样尺寸:厚度≥0.15。

  磷铜板各领域的用途:

  船舶

  由于良好的耐海水腐蚀性能,许多铜合金,如:铝青铜、锰青铜、铝黄铜、炮铜(锡锌青铜)、白钢以及镍铜合金(蒙乃尔合金)己成为造船的标准材料。一般在军舰和商船的自重中,铜和铜合金占2~3%。

  军舰和大部分大型商船的螺旋浆都用铝青铜或黄铜制造。大船的螺旋浆每支重20~25吨。伊丽莎白皇后号和玛丽皇后号航母的螺旋浆每支重达35吨。大船沉重的尾轴常用""海军上将""炮铜,舵和螺旋浆的锥形螺栓也用同样材料。引擎和锅炉房内也大量用钢和铜合金。世界上第一艘核动力商船,使用了30吨白铜冷凝管。用铝黄铜管作油罐的大型加热线圈。在10万吨级的船上就有12个这种储油罐,相应的加热系统规模相当大。船上的电气设备也很复杂,发动机、电动机、通讯系统等几乎完全依靠铜和铜合金来工作。大小船只的船舱内经常用钢和铜合金来装饰。甚至木制小船,也最好用钢合金(通常是硅青铜)的螺丝和钉子来固定木结构,这种螺丝可以用滚轧大量生产出来。

  为了防止船壳被海生物污损影响航行,过去经常采用包覆铜加以保护;普遍用刷含铜油漆的办法来解决。

  二次世界大战中,为御防德国磁性水雷对舰船的袭击,曾发展了抗磁性水雷装置,在钢船壳周围附一圈铜带,通上电流以中和船的磁场,这样就可以不引爆水雷。从1944年以后,盟军的所有船只,共计约18,000艘,都装上了这种去磁装置而得到了保护。一些大型主力舰为此需用大量的铜,例如其中一艘用去铜线长28英里,重约30吨。

  汽车

  汽车用铜每辆10~2I公斤,随汽车类型和大小而异,对于小轿车约占自重的6~9%%。铜和铜合金主要用于散热器、制动系统管路、液压装置、齿轮、轴承、刹车摩擦片、配电和电力系统、垫圈以及各种接头、配件和饰件等。其中用钢量比较大的是散热器。现代的管带式散热器,用黄铜带焊接成散热器管子,用薄的铜带折曲成散热片。

  为了进一步提高铜散热器的性能,增强它对铝散热器的竞争力,作了许多改进。在材质方面,向铜中添加微量元素,以达到在不损失导热性的前提下,提高其强度和软化点,从而减薄带材的厚度,节省用钢量;在制造工艺方面,采用高频或激光焊接铜管,并用钢钎焊代替易受铅污染的软焊组装散热器芯体。这些努力的结果示于表6.2,与钎焊铝散热器相比,在相同的散热条件下,即在相同的空气和冷却剂的压力降下,新型铜散热器的重量更轻,尺寸显著缩小;再加上钢的耐蚀性好、使用寿命长,铜散热器的优势就更明显。此外,来为了环保,大力推广和发展电动汽车,每辆汽车的用钢量将成倍增加。

  铁路

  铁路的电气化对铜和铜合金的需要量很大。每公里的架空导线需用2吨以上的异型铜线。为了提高它的强度,往往加入少量的铜(约1%)或银(约of%)。此外,列车上的电机、整流器、以及控制、制动、电气和信号系统等都要依靠铜和铜合金来工作。

  飞机

  飞机的航行也离不开铜。例如:飞机中的配线、液压、冷却和气动系统需使用铜材,轴承保持器和起落架轴承采用铝青铜管材,导航仪表应用抗磁钢合金,众多仪表中使用破铜弹性元件等等。

  电工业应用

  电子工业是新兴产业,在它蒸蒸日上的发展过程中,不断开发出钢的新产品和新的应用领域。它的应用己从电真空器件和印刷电路,发展到微电子和半导体集成电路中。

  电真空器件

  电真空器件主要是高频和超高频发射管、波导管、磁控管等,它们需要高纯度无氧铜和弥散强化无氧铜。

  印刷电路

  铜印刷电路,是把铜箔作为表面,粘贴在作为支撑的塑料板上;用照相的办法把电路布线图印制在铜版上;通过浸蚀把多余的部分去掉而留下相互连接的电路。然后,在印刷线路板上与外部的连接处冲孔,把分立元件的接头或其它部分的终端插入,焊接在这个口路上,这样一个完整的线路便组装完成了。如果采用浸镀法,所有接头的焊接可以一次完成。这样,对于那些需要精细布置电路的场合,如无线电、电视机,计算机等,采用印刷电路可以节省大量布线和固定回路的劳动;因而得到广泛应用,需要消费大量的铜箔。此外,在电路的连接中还需用各种价格低廉、熔点低、流动性好的铜基钎焊材料。

  集成电路

  微电子技术的核心是集成电路。集成电路是指以半导体晶体材料为基片(芯片),采用专门的工艺技术将组成电路的元器件和互连线集成在基片内部、表面或基片之上的微小型化电路。这种微电路在结构上比最紧凑的分立元件电路在尺寸和重量上小成千上万倍。它的出现引起了计算机的巨大变革,成为现代信息技术的基础。己开发出的超大规模集成电路,在比小姆指甲还小的单个芯片面积上,能做出的晶体管数目,己达十万甚至百万以上。国际著名的计算机公司IBM(国际商业机器公司),己采用钢代替硅芯片中的铝作互连线,取得了突破性进展。这种用铜的新型微芯片,可以获得30%的效能增益,电路的线尺寸可以减小到0.12微米,可使在单个芯片上集成的晶体管数目达到200万个。这就为古老的金属铜,在半导体集成电路这个最新技术领域中的应用,开创了新局面。

  引线框架

  为了保护集成电路或混合电路的正常工作,需要对它进行封装;并在封装时,把电路中大量的接头从密封体内引出来。这些引线要求有一定的强度,构成该集成封装电路的支承骨架,称为引线框架。实际生产中,为了高速大批量生产,引线框架通常在一条金属带上按特定的排列方式连续冲压而成。框架材料占集成电路总成本的1/3-l/4,而且用量很大;因此,必须要有低的成本。

  铜合金价格低廉,有高的强度、导电性和导热性,加工性能、针焊性和耐蚀性优良,通过合金化能在很大范围内控制其性能,能够较好地满足引线框架的性能要求,己成为引线框架的一个重要材料。它是目前钢在微电子器件中用量最多的一种材料。

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