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锡青铜除了含有3%~14%锡,此外还常常加入磷、锌、铅等元素。是人类应用早的合金,至今已有约4000年的使用历史。它耐蚀、耐磨,有较好的力学性能和工艺性能,并能很好地焊接和钎焊,冲击时不产生火花。分为加工锡青铜和铸造锡青铜。用于压力加工的锡青铜含锡量低于6%~7%,铸造锡青铜的含锡量为10%~14%。常用牌号有QSn4-3,QSn4.4-2.5,QSn7-O.2,ZQSn10,ZQSn5-2-5,ZQSN6-6-3等。锡青铜是铸造收缩率小的有色金属合金,可用来生产形状复杂、轮廓清晰、气密性要求不高的铸件。锡青铜在大气、海水、淡水和蒸汽中十分耐蚀,广泛用于蒸汽锅炉和海船零件。含磷锡青铜具有良好的力学性能,可用作高精密工作母机的耐磨零件和弹性零件。含铅锡青铜常用作耐磨零件和滑动轴承,含锌锡青铜可作高气密性铸件。
锡锌铅青铜
铅实际不固溶于铜锡合金中,它以单相、呈黑色夹杂物分布在枝晶间。铸锭中铅分布不易均匀,通常加入少量镍可改善其分布,并细化组织。铅降低锡青铜的摩擦系数,改善耐磨性和切削性,但略降低力学性能。
在铜锡铅合金中常加入3%~5%的锌,以再提高力学性能。
加入0.02%~0.1%锆或0.02%~0.1%硼,特别是加入0.02%~0.2%稀土元素能细化铅质点,使之分布均匀,以改善含铅锡青铜的组织、铸造和力学性能。
列入现行中国国家标准的锡锌铅青铜有QSn4-4-2.5和QSn4-4-4两个牌号,具有高的耐磨性、易切削加工,主要以板、带材形式用于汽车、拖拉机、航空和机械工业,制造轴套和轴承衬垫,有汽车青铜之称。
锡青铜10-1(ZCuSn10Pb1):硬度高,耐磨性,不易产生咬死现象,有较好的铸造性能和切削加工性能,在大气和淡水中有良好的耐蚀性。可用于高负荷(20Mpa以下)和高滑动速度(8m/s)下工作的耐磨零件,如连杆、衬套、轴瓦、齿轮、蜗轮等。
锡青铜材料
锡青铜强度高,弹性好,耐磨性好,焊接钎焊方便,大气、淡水、海水耐腐蚀性好,切割性能好,适合热压加工。7-0.2磷青铜用于制造耐摩擦部件,如耐磨垫圈、轴承、轴套、涡轮等,也可用作弹簧、弹簧等。
锡青铜板各合金元素的作用:
①锌(Zn):锌在合金中固溶性大,具有固溶强化作用。
②镍(Ni):提高合金的强度、韧性、抗脱锌性和应力腐蚀开裂性。③铅(Pb):增强润滑性,提高耐磨性,提高切削加工性,碎屑易碎,工件表面光滑。
④铝(Al):提高耐腐蚀性、热稳定性和强度,但过量(超过1%-2%)时会出现脆性。
⑤锰(Mn):提高耐腐蚀性、热稳定性和强度,但在过量(超过1%-2%)时会出现脆性。
⑥镁(Mg):微量镁降低铜的电导率,提高铜的耐高温氧化性,对铜也有脱氧作用。
⑦锡(SN):抑制脱锌,提高耐腐蚀性,特别是提高耐海水腐蚀性,因此锡黄铜被称为海军黄铜。
⑧铜(Cu):化学稳定性好,强度大,易熔接,耐腐蚀、可塑性、延展性、导热性和导电性高。
⑨铁(Fe):富铁相颗粒存在于超固溶性铁中,熔点高,可作为晶核细化晶粒,防止再结晶晶粒生长,从而提高合金的力学性能和工艺性能。
⑧硅(Si):提高强度和硬度,铸造流动性和焊接性,但塑性降低,如Si和Pb,可以减少摩擦因数。
以锡为主要合金元素的青铜。含锡量一般在3~14%之间,主要用于制作弹性元件和耐磨零件。变形锡青铜的含锡量不超过 8%,有时还添加磷、铅、锌等元素。磷是良好的脱氧剂,还能改善流动性和耐磨性。锡青铜中加铅可改善可切削性和耐磨性,加锌可改善铸造性能。这种合金具有较高的力学性能、减磨性能和耐蚀性,易切削加工,钎焊和焊接性能好,收缩系数小,无磁性。可用线材火焰喷涂和电弧喷涂制备青铜衬套、轴套、抗磁元件等涂层。尺寸规格有Ф1.6mm、Ф2.3mm。具有较高的强度、耐蚀性和优良的铸造性能,长期以来广泛应用于各工业部门中。
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