QSn7-0.2是一种典型的锡磷青铜,属于高性能铜合金。其名称“QSn7-0.2”即代表了其主要成分:锡(Sn)含量约为7%,磷(P)含量约为0.2%,余量为铜(Cu)及不可避免的微量杂质。
以下是该合金的详细成分、性能及应用介绍:
元素 | 含量(质量分数,%) | 作用 |
Sn(锡) | 6.0 ~ 8.0 | 核心合金元素。显著提高强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性。含量7%左右时,能形成均匀的固溶强化,同时保持良好的塑性。 |
P(磷) | 0.10 ~ 0.25 | 重要脱氧剂和合金元素。提高流动性、铸造性能,显著增强弹性极限、疲劳强度、耐磨性和硬度。但会略微降低导电性。 |
Cu(铜) | 余量 | 基体,提供基础的导电导热性和成型性。 |
杂质 | ≤ 0.1(如Fe、Pb、Sb等) | 严格控制,以防对性能产生不利影响。 |
QSn7-0.2完美结合了高强度、高弹性和优异的耐腐蚀性,被誉为“弹性合金之王”。
优异的力学与弹性性能:
高强度与高硬度:通过冷加工(如轧制、拉拔)可达到很高的强度和硬度,抗拉强度可达600-900 MPa以上。
高弹性极限和低弹性后效:其弹性性能极佳,弹性极限高,在反复应力作用下不易产生永久变形,回弹性能好。
良好的耐磨性:锡的加入形成了硬质相,使其具有出色的抗磨损能力。
适中的塑性:在软态(退火态)下具有良好的塑性,可进行弯曲、冲压等成型加工。
出色的耐腐蚀性:
在大气、淡水、海水以及多种酸、碱、盐溶液中都具有优异的耐腐蚀性,尤其是抗应力腐蚀开裂的能力很强,优于许多其他铜合金。
良好的工艺性能:
切削性能:良好,易于加工成精密零件。
焊接与钎焊性能:软钎焊、硬钎焊性能良好,但电弧焊和电阻焊有一定难度。
冷加工性能:极佳,非常适合通过冷变形来提高性能,是典型的“加工硬化型”合金。
物理性能:
导电导热性:低于纯铜和黄铜,但仍保持一定的导电导热性。
无磁性:在磁场中不会被磁化。
耐寒性:在低温下性能不会变差,反而有所提高。
状态 | 代号 | 抗拉强度 (MPa) ≥ | 伸长率 (%) ≥ | 硬度 (HV) | 特点与应用 |
软态 | M(退火) | 350 - 450 | 40 - 55 | 70 - 120 | 塑性极佳,用于后续深冲、成型。 |
半硬态 | Y₂(1/2硬) | 450 - 550 | 10 - 25 | 120 - 180 | 兼顾强度与塑性,常用状态。 |
硬态 | Y(硬) | 550 - 700 | 3 - 12 | 160 - 220 | 高强度、高弹性,用于弹性元件。 |
特硬态 | T(特硬) | 700 - 900 | 1 - 5 | 200 - 260 | 最高强度,用于高应力、耐磨场合。 |
正是基于以上卓越性能,QSn7-0.2被广泛应用于需要高可靠性、长寿命的精密和关键部件中:
弹性元件:最重要的应用领域。如各类弹簧片、接触弹簧、膜片、簧片、继电器弹片、精密仪器仪表中的弹性敏感元件等。
耐磨零件:轴承、轴套、齿轮、涡轮、摩擦板、机床导轨等承受摩擦的部件。
抗磁零件:在电工、电子设备中需要无磁性的环境下使用的零件。
化工设备:耐腐蚀的滤网、泵阀零件、法兰等。
其他:波纹管、连接器、端子、引线框架、乐器簧片等。
** vs 纯铜(如T2)**:强度、弹性、耐磨性远优于纯铜,但导电性较低。
** vs 黄铜(如H62)**:强度、弹性、耐腐蚀性(尤其是抗脱锌腐蚀)和耐磨性更好,但成本更高,加工硬化率更高。
** vs 铍青铜(如QBe2)**:弹性性能接近,但成本更低,无毒性,且耐腐蚀性更优。铍青铜的强度、疲劳极限和导电性通常更高,但价格昂贵且有健康风险。
总结来说,QSn7-0.2锡磷青铜是一种以高强度、高弹性、优异耐磨耐蚀性为核心特点的高端铜合金。 它特别适合制造在复杂应力、腐蚀环境或高可靠性要求下工作的精密弹性元件和耐磨部件,是电气、电子、机械、仪表、船舶和化工等行业不可或缺的关键材料。