纯铜的强度低,不适于制作结构件,为此常加入适量的合金元素制成铜合金。铜合金按加入的合金元素,可分为黄铜、青铜和白铜。在机械生产中普遍使用的铜合金是黄铜和青铜。

(1)黄铜

黄铜是以锌为主加合金元素的铜合金,因呈金黄色故称黄铜。按其化学成的不同,分为普通黄铜和特殊黄铜两种。

①普通黄铜     以锌和铜组成的合金叫普通黄铜。普通黄铜的牌号由“H”(“黄”的汉语拼音字首)加数字(表示铜的平均含量)组成,如H68表示ωCu 68%,其余为锌。

锌加入铜中不但能使强度增高, 也能使塑性增高。当ωZn增加到30% ~32%时,塑性最高。当ωZn增至40%~42%时,塑性下降而强度最高。这是由于合金组织中出现了以化合物CuZn为基体的固溶体(称为β相)所造成的。当ωZn超过45%以后,组织全部为β相,黄铜的强度急剧下降,塑性太差,已无使用价值。

普通黄铜的力学性能、 工艺性和耐蚀性都较好,应用较为广泛。较典型牌号为H96,主要用于制造冷凝器、散热片及冷冲、冷挤零件等。

②特殊黄铜    在普通黄铜的基础上加入其他合金元素的铜合金,称为特殊黄铜。特殊黄锅的牌号仍以“H”为首,后跟添加元素的化学符号及数字,依次表示含铜量和加入元素的含量。铸造用黄铜的牌号前面还加"Z"字。例如HPb59-1表示加入铅的特殊黄铜,其ωCu为59%,ωPb为1%。

常加入的合金元素有铝、 锰、锡、铁、镍、硅等。这些元素的加入都能提高黄铜的强度,其中铝、锰、锡、镍还能提高黄铜的抗蚀性和耐磨性。

特殊黄铜可分为压力加工和铸造用的两种,前者加入合金元素较少,使之能溶入固溶体中,以保证较高的塑性,后者不要求高的塑性,为了提高强度和铸造性能,可以加入较多的合金元素。

特殊黄铜的典型牌号是HP59-1,主要用于制造各种结构零件,如销、螺钉、螺母、衬套、热圈等。

(2)青铜

青铜原指铜锡合金,又叫锡青铜。但目前已将含铝、硅、铍、锰等的铜合金都包括在青铜内,统称为无锡青铜。

①锡青铜     以锡为主加元素的铜合金称锡青铜。 按生产方法,锡青铜分为压力加工锡青铜和铸造锡青铜两类。

压力加工锡青铜含锡量ωSn一般小于 10%,适宜于冷热压力加工。这类合金经形变强化后,强度、硬度提高,但塑性有所下降。其典型牌号是ZCuSn5Pb5Zn5,主要用于仪表上耐磨、耐蚀零件,弹性零件及滑动轴承、轴套等。

铸造锡青铜ωSn为10%~14%,在这个成分范围内的合金,结晶凝固后体积收缩很小(<1%),有利于获得尺寸接近铸型的铸件。但由于其结晶温度范围宽,合金流动性差,易形成疏松,铸件致密性差,再加上结晶时偏析严重而强度降低。故锡青铜只宜于用来生产强度和密封性要求不高,但形状复杂的铸件。其典型牌号是ZCuSn10Zn2,主要用于制造阀、泵壳、齿轮、蜗轮等零件。

②无锡青铜     无锡青铜是指不含锡的青铜, 常用的有铝青铜、铍青铜、铅青铜、锰青铜、硅青铜等。

铝青铜是无锡青铜中用途最广泛的一种,其强度高、 耐磨性好,且具有受冲击时不产生火花的特性。铸造时,由于流动性好,可获得致密的铸件。铝青铜典型牌号是ZCuAl9Mn2,常用来制造齿轮、摩擦片、蜗轮等要求高强度、高耐磨性的零件。



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