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QBe0.4-1.8(铍铜合金)

发布:sonhooalloy 浏览:5683次

首先需要说明的是,这是一个“旧牌号”或“曾用牌号”。根据现行的中国国家标准 GB/T 5231-2012《加工铜及铜合金牌号和化学成分》,其对应的标准新牌号是 QBe1.8 或更通用的 QBe1.9。这里的“Q”表示“青”铜,“Be”是铍的元素符号,数字“1.8”或“0.4-1.8”表示名义铍含量(重量百分比)。下面以其标准名称 QBe1.8 为基础进行说明。

一、 主要化学成分 (GB/T 5231-2012)

QBe1.8是一种典型的高导电、高强度铍青铜。其成分特点是低铍并添加了钴或镍来细化晶粒、抑制过时效,从而获得极佳的综合性能。

元素

含量 (重量百分比,%)

作用

Be (铍)

1.80 ~ 2.00

核心合金元素。通过时效沉淀硬化形成γ’相,产生极高的强度。

Co (钴)Ni (镍)

0.20 ~ 0.40 (Co) 或 0.20 ~ 0.50 (Ni)

改性元素。与多余的铍形成化合物,细化晶粒,抑制时效过程中强化相的过度长大,提高性能稳定性。

Cu (铜)

余量

基体。

杂质

≤ 0.5(其中Fe≤0.15,Si≤0.15,Al≤0.15,Pb≤0.05等)

严格控制,以保证优良的导电性和工艺性能。

注:牌号“QBe0.4-1.8”中的“0.4”可能指的是钴或镍的含量范围,而“1.8”指铍含量。现行标准已将其规范为QBe1.8或QBe1.9。

二、 关键性能特点

QBe1.8的性能需要通过固溶处理 + 冷加工 + 时效处理才能完全发挥出来。其性能特点非常突出:

1.极高的强度和硬度

  • 抗拉强度 (Rm): 时效态可达 1100 ~ 1400 MPa,甚至更高,可与高强度钢相媲美。

  • 屈服强度 (Rp0.2): 通常可达 1000 MPa 以上。

  • 硬度 (HV): 时效态可达到 HV 350 ~ 420

2.优异的导电和导热性

  • 导电率: 约为纯铜(IACS 100%)的 20% ~ 25%。这在所有高强度铜合金中属于顶级水平

  • 导热性: 同样非常出色,有利于散热。

3.杰出的疲劳强度和耐磨性

  • 在高应力循环载荷下表现出色,使用寿命长。

  • 耐磨性与渗碳钢相当,是理想的轴承、轴套材料。

4.良好的工艺性能和抗松弛性

  • 固溶处理后具有良好的塑性,可以进行冷加工成形。

  • 抗应力松弛性能极好,在高温(如150°C)下长期工作也能保持初始夹紧力,是高性能弹性元件的首选。

5.其他优良特性

  • 无磁性: 不受磁场干扰,也不产生磁性。

  • 耐腐蚀性: 在大气、海水、有机介质中具有良好的耐蚀性,优于多数铜合金。

  • 抗火花性: 撞击或摩擦时不会产生火花,适用于易燃易爆环境。

  • 良好的铸造和焊接性能(需使用专用焊料和技术)。

三、 典型的热处理工艺

  1. 固溶处理: 在 780°C ± 10°C 保温一段时间(根据工件厚度),然后快速水淬。得到过饱和固溶体,状态软,塑性好。

  2. 冷加工: 可根据需要对固溶态材料进行轧制、拉伸等冷加工,进一步提高强度。

  3. 时效处理: 在 320°C ± 10°C 保温 2~3小时,空冷。这是沉淀硬化的关键步骤,析出弥散的强化相,使强度和硬度达到峰值。

四、 主要应用领域

凭借其高强度、高导电、高弹性、耐疲劳、无磁的独特组合,QBe1.8被广泛应用于高端工业领域:

  1. 电子电气行业

  2. 高性能连接器、插座、继电器、开关的弹性接触件(要求高弹性和高导电)。

  3. 电阻焊机的电极、夹持臂。

  4. 集成电路引线框架(高端需求)。

  5. 工具与模具

  6. 塑料注塑成型模具(镶件、模芯),因其高硬度、耐磨和优异的导热性(冷却快)。

  7. 高强度、无磁性的特种工具。

  8. 机械与航空航天

  9. 关键的弹簧、膜片、波纹管等弹性元件。

  10. 轴承、轴套、齿轮等高耐磨、高负荷部件。

  11. 飞机上的防火阀、导航系统无磁部件。

  12. 防爆安全工具

  13. 石油、化工、矿山等易燃易爆场所使用的无火花工具(扳手、锤子、凿子等)。

总结

QBe1.8(曾用牌号QBe0.4-1.8) 是一种沉淀硬化型超高强度铜合金。它以牺牲少量导电性为代价(相对于纯铜),换取了接近钢材的强度,同时保持了铜合金的优良导热、耐蚀、无磁和抗火花特性。它是现代高端工业中解决“强度与导电/导热矛盾”的不可替代的关键材料之一,被誉为“有色金属中的弹性之王”。



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