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C5101磷锡青铜百科

发布:sonhooalloy 浏览:4127次

C5101是日本JIS标准(JIS H 3270) 中的牌号,属于磷锡青铜。它在国际上对应的常见牌号有:

  • 中国GB: QSn6.5-0.1(最常用)

  • 美国ASTM: C51900

  • 欧洲EN: CuSn6

这是一种应用极为广泛的铜合金,以其优异的综合性能而闻名。

核心化学成分(典型值)

  • 铜: 余量

  • 锡: 约 5.5~7.0%

  • 磷: 约 0.03~0.25%

  • 杂质: 极微量

锡和磷的加入是其性能优异的关键。

主要特性详解

1.优异的力学性能(特别是弹性)

  • 高强度与良好的弹性: 在锡青铜家族中,C5101(QSn6.5-0.1)的强度和弹性模量非常突出。它可以通过冷加工(如轧制、拉拔)显著提高其强度和硬度,同时保持良好的弹性恢复能力。

  • 高疲劳强度: 特别耐往复弯曲和震动,不易因反复应力而产生裂纹。

  • 中等延伸率: 在退火状态下具有良好的塑性,可进行成型加工;硬态下强度高但塑性降低。

典型机械性能(参考):

  • 抗拉强度: 软态约 350 MPa 以上,硬态可达 600~800 MPa 以上。

  • 延伸率: 软态约 60% 以上,硬态约 5~10%。

  • 弹性极限高,是制作精密弹性元件的理想材料。

2.卓越的耐磨性

  • 高耐磨和减摩特性: 锡的加入形成了硬质相,使得合金表面坚硬耐磨,同时与钢等材料对磨时摩擦系数较低,不易“咬死”。

  • 应用: 广泛用于轴承、轴套、齿轮、耐磨衬套等需要滑动接触的部件。

3.出色的耐腐蚀性

  • 抗大气和多种介质腐蚀: 在空气、淡水、海水以及多种非氧化性酸、盐溶液中有良好的耐蚀性,优于纯铜和黄铜。

  • 抗应力腐蚀开裂能力较强。

4.良好的导电与导热性

  • 导电性: 约为纯铜(IACS 100%)的 15~20%。虽然远不如纯铜,但在弹性材料中属于较好的水平,能满足许多既要弹性又要导电的应用(如电器触点、弹簧片)。

  • 导热性: 良好,有利于散热。

5.优良的工艺性能

  • 冷加工性能极佳: 非常适合在冷态下进行冲压、弯曲、拉伸等成型工艺。这是它被大量用于制作复杂形状弹性元件的重要原因。

  • 切削加工性: 良好,但不如含铅的易切削黄铜(如C3604)。磷的加入使其切屑易碎,可获得较好的表面光洁度。

  • 焊接与钎焊性: 软钎焊和硬钎焊性能良好,但熔焊(如氩弧焊)相对困难。

  • 无磁性: 在需要抗磁干扰的场合是重要优点。

6.其他重要特性

  • 耐热性: 在约250°C以下能保持稳定的性能,但温度过高会导致软化。

  • 耐寒性: 在低温下强度反而会提高,塑性变化不大,适合低温环境使用。

  • 抗松弛性(抗应力松弛): 在长期承受应力下,其弹性保持能力较好,即弹性衰减慢。

主要应用领域

凭借以上特性,C5101锡青铜被广泛应用于以下领域:

  • 电子电气行业: 手机中的电池连接片、SIM卡座、屏蔽罩、继电器/开关触点、各类插孔、连接器端子、引线框架等。

  • 精密仪器仪表: 膜片、膜盒、弹簧管、精密齿轮、涡流传感器等。

  • 机械制造: 耐磨轴承、轴套、滑块、导向件、耐磨垫片、纺织机械零件等。

  • 汽车工业: 各种传感器元件、连接器、刹车系统垫片等。

  • 日用消费品: 眼镜框、高级笔尖、乐器部件等。

总结与对比

特性维度

C5101锡青铜评价

对比说明

弹性与强度

极优(在铜合金中顶级)

优于黄铜和普通青铜,是主要的弹性材料。

耐磨性

优秀

优于大多数黄铜和不锈钢(在特定摩擦条件下)。

耐蚀性

良好

优于黄铜(特别是抗脱锌腐蚀),但不及白铜和某些特种不锈钢。

导电性

中等

远逊于纯铜、镉铜,但优于不锈钢和弹簧钢。

冷加工性

极佳

是其大规模应用的基础。

成本

较高

因含贵金属锡,成本显著高于黄铜,但性能也更优越。

总而言之,C5101(QSn6.5-0.1)是一种以高强度、高弹性、高耐磨性为核心优势,同时兼具良好耐蚀性和工艺性的高级铜合金。 当设计需要精密、可靠、耐久的弹性或耐磨部件,且对导电性有一定要求时,它往往是首选的铜合金材料。



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