QSn1.5-0.2 是一种常见的锡磷青铜合金,属于中国国家标准(GB/T 5231)中的加工铜合金。它以其优异的弹性、耐腐蚀性和良好的导电导热性而闻名。
以下是其详细的成分、性能及应用介绍:
主要成分范围如下:
锡 (Sn): 1.0 ~ 1.7 %
核心合金元素。显著提高合金的强度、硬度、弹性和耐腐蚀性(特别是耐大气、淡水、海水腐蚀)。
磷 (P): 0.10 ~ 0.25 %
关键元素。作为脱氧剂,消除熔炼时产生的氧化亚铜,大幅改善合金的冷加工性能、提高强度、硬度和弹性极限。磷的存在是其名称的由来。
铜 (Cu): 余量
基体,保证良好的导电导热性和塑性。
杂质: 对锌(Zn)、铁(Fe)、铅(Pb)、锑(Sb)、铋(Bi)等杂质含量有严格限制,以确保材料性能。
牌号释义: QSn代表“青”(Q)色金属中的“锡”(Sn)青铜,1.5表示平均锡含量约1.5%,0.2表示平均磷含量约0.2%。
QSn1.5-0.2 是一种高弹性、高强度、高耐蚀的铜合金。
优点:
优异的弹性和弹性极限: 在所有铜合金中,其弹性性能非常突出。抗疲劳强度高,弹性滞后小,弹性随温度变化小。这是其最核心的特性。
良好的强度与硬度: 通过冷加工硬化,可以获得很高的强度和硬度。
出色的耐腐蚀性: 特别耐大气、淡水、海水以及多数非氧化性酸(如盐酸、脂肪酸)的腐蚀。抗应力腐蚀开裂能力也较好。
良好的导电导热性: 导电率约为纯铜的15-20%,在弹性材料中属于优秀水平。
良好的工艺性能:
冷加工性能好: 适合在冷态下进行冲压、弯曲、拉伸等成型。
可焊接和钎焊: 软钎焊、硬钎焊和气体保护焊性能良好。
切削加工性一般(约为易切削黄铜HPb63-3的20%)。
缺点/需要注意:
热加工性差: 高温下脆性大,不适合进行热轧、热锻等热加工。
对过热敏感: 在热处理或焊接时,若温度过高或时间过长,晶粒容易粗大,导致性能下降。
冷加工时有一定难度: 虽然冷加工性能好于其他一些锡青铜,但相比普通黄铜,其加工硬化速率较快,中间可能需要退火处理。
常见的供应状态有:软态(M)、半硬态(Y2)、硬态(Y)、特硬态(T)等。
状态 | 抗拉强度 (MPa) | 屈服强度 (MPa) | 延伸率 (%) | 硬度 (HV) | 主要特点 |
软态 (M) | ≥ 290 | - | ≥ 40 | - | 塑性极佳,适合深冲等变形量大的加工。 |
半硬态 (Y2) | 390 ~ 490 | - | ≥ 30 | - | 兼顾一定强度和塑性。 |
硬态 (Y) | 490 ~ 590 | - | ≥ 15 | - | 高强度和高弹性,常用状态。 |
特硬态 (T) | ≥ 590 | - | ≥ 5 | - | 最高强度和弹性,但塑性很低。 |
注:以上为板材/带材的典型范围,棒材、线材的具体标准值需查阅GB/T。
凭借其高弹性、耐疲劳、耐腐蚀的综合特性,QSn1.5-0.2 广泛应用于以下关键部件:
弹性元件: 这是其最主要的用途。
各种弹簧、弹簧片、膜片、膜盒(特别是压力表、传感器中的波纹膜片)。
电器开关中的接触弹片。
仪器仪表制造业:
精密仪器中的齿轮、蜗轮、轴套、耐磨零件。
耐腐蚀的测量元件和结构件。
化工与海洋工程:
泵阀、管道系统中的耐腐蚀弹性零件和耐磨零件。
海水淡化设备、船舶上的相关部件。
电子电器行业:
连接器、端子、引线框架等要求弹性与导电性兼备的零件。
其他: 纺织机械、汽车工业中的某些特殊弹簧和耐磨件。
QSn1.5-0.2 锡磷青铜是一种不可热加工、但冷加工性能良好的高性能弹性铜合金。 它在需要同时满足高弹性、良好导电性和优异耐腐蚀性的场合具有不可替代的优势,尤其在精密仪器仪表、化工设备和高端电器中扮演着关键角色。在选择时,需要根据具体的强度、弹性要求和加工工艺来选择合适的材料状态(软、硬、特硬等)。