QSn8-0.3 铜合金 的成分和性能。
这是一种非常常用的锡磷青铜,也被称为磷青铜。它的牌号含义是:
Q:代表“青”铜(“青”字汉语拼音首字母)
Sn:主添加元素“锡”
8:锡的平均名义含量约为 8%
0.3:磷的平均名义含量约为 0.3%
根据国家标准 GB/T 5231-2012《加工铜及铜合金化学成分和产品形状》,QSn8-0.3 的主要化学成分如下:
元素 | 含量(质量分数,%) | 作用 |
Sn(锡) | 7.0 ~ 9.0 | 核心合金元素。固溶于铜中,显著提高合金的强度、硬度、弹性极限和耐腐蚀性(尤其是抗大气、海水腐蚀)。含量越高,强度和硬度越高,但塑性会有所下降。 |
P(磷) | 0.10 ~ 0.25(实际牌号规定) | 关键辅助元素。主要作为脱氧剂,消除合金熔炼时吸收的氧,防止“氢病”。同时,微量的磷能显著提高合金的弹性极限、疲劳强度、耐磨性和流动性(铸造性能)。 |
Cu(铜) | 余量 | 基体。 |
杂质 | ≤ 0.1(单个) | 严格控制,以保证性能稳定。 |
注意:虽然牌号是“0.3”,但国家标准中其磷含量范围为 0.10~0.25%,这是一个需要注意的技术细节。过高的磷会导致合金变脆。
QSn8-0.3 综合了高强度和良好塑性,是一种性能优越的弹性材料和耐磨材料。
优异的力学与弹性性能:
高强度和高硬度:在铜合金中属于中高强度级别。通过冷加工(如轧制、拉拔)可以进一步提高其强度和硬度(加工硬化能力强)。
高弹性极限和低弹性后效:这是它作为弹性材料的关键。制成的弹簧、簧片等元件在反复形变后能很好地恢复原状,且残余变形小。
良好的疲劳强度:能承受交变载荷,适合制造在振动环境下工作的零件。
出色的耐磨性能:
具有很好的抗粘着磨损和微动磨损能力。锡的加入形成了硬质相,提高了承载能力和耐磨性。
与钢对磨时摩擦系数低,运行平稳,是优良的轴承和轴套材料。
良好的耐腐蚀性:
在大气、淡水、海水以及蒸汽中的耐腐蚀性优于纯铜和黄铜。对稀的非氧化性酸(如硫酸、盐酸)也有一定的抵抗能力,但在氨水和氧化性酸中不耐蚀。
良好的工艺性能:
冷加工性能好:非常适合在冷态下进行冲压、弯曲、拉伸等成形。
切削加工性中等:约为易切削黄铜(HPb63-3)的20%,但优于纯铜和许多其他铜合金。
焊接和钎焊性能良好,但熔焊性能一般。
无磁性、无火花:适用于特殊防爆环境。
导电和导热性:
导电率约为纯铜(IACS 100%)的 13~15%,导热性也较好。虽不及纯铜和黄铜,但对于许多既需要弹性又需要一定导电/导热的场合(如电气连接器)非常合适。
基于以上性能,QSn8-0.3 被广泛应用于:
弹性元件:
各种弹簧、簧片(电器开关中的接触弹簧、精密仪器仪表弹簧)。
膜片、波纹管。
耐磨件:
轴承、轴套、止推垫圈,特别是用于高速、高载荷的精密机械和航空发动机中。
蜗轮、齿轮等抗磨零件。
电气工业:
电器开关中的导电弹性零件、连接器、插孔。
引线框架、汇流排等。
其他:
化工设备中的耐蚀零件(滤网、垫片)。
造纸工业用的刮刀。
抗磁零件(如罗盘零件)。
状态:常以带材、板材、条材、棒材、线材等形式供应。常见状态有软态(M,退火)、半硬态(Y2)、硬态(Y)和特硬态(T),用户可根据所需的强度/塑性要求选择。
对比:
与 QSn6.5-0.1 相比:QSn8-0.3 的强度、硬度和耐磨性更高,但导电性和塑性略低。QSn6.5-0.1 更常用于高要求的弹性元件(如弹簧)。
与 铝青铜 相比:QSn8-0.3 的强度、硬度、耐磨性和承载能力不及高强度铝青铜(如 QAl10-4-4),但其冷加工性能、弹性和耐腐蚀性(尤其在海水环境)有优势。
总结来说,QSn8-0.3 是一种以高强度、高弹性、优异耐磨和耐蚀性为核心特点的锡磷青铜,是制造重要弹性元件和中高速耐磨零件的关键材料。