铬青铜是含0.4%~1.1%Cr的铜合金。铬青铜可以通过淬火-时效或淬火-冷变形-时效处理获得强化。在共晶温度1072℃下,铬在铜中的最大溶解度为0.65%。随温度的降低,固溶度急剧下降,固溶后时效处理析出Cr粒子相。铬的加入,一方面明显提高合金的再结晶温度和热强性;另一方面使铜的导电性略有下降。固溶处理的铬青铜棒导电率为45%IACS,时效处理后上升到80%IACS。时效态铬青铜的软化温度为400℃,是冷加工铜的两倍。
这种合金可在铸造状态和变形状态下使用。Al及Mg作为铬青铜的合金元素添加时,可在Cu-Cr合金表面形成一层薄的、致密的与基体金属结合牢靠的氧化物膜,提高合金的高温抗氧化性能与耐热性,Al及Mg在合金中的含量通常各不大于0.3%。Zr在铬青铜中可与Cr形成固溶于Cu的化合物Cr2Zr,其溶解度随温度的降低而明显减少,使合金的强度、硬度、耐热性有所提高,同时对合金电导率的影响很小。因此铜一铬一锆合金为典型的高强高导铜合金。
QCr0.5铬青铜在常温及高温下(400℃)具有较高的强度及硬度,导电性和导热性好,耐磨性和减摩性也很好,经时效硬化处理后,强度、硬度、导电性和导热性均显著提高;易于焊接和钎焊,在大气和淡水中具有良好的抗蚀性,高温抗氧化性好,能很好地在冷态和热态中承受压力加工;但其缺点是对缺口的敏感性较强,在缺口和尖角处造成应力集中,容易引起机械损伤,故不宜作整流子片。
铬青铜广泛用于电气设备高温导电耐磨零件。主要用途有:电动机整流子、集电环、高温开关、电焊机电极、滚轮、夹持器、以双金属形式使用刹车盘、圆盘及其他要求高导热、导电率、高热强性零部件。
特点:铬青铜室温及400℃以下具有较高强度和硬度,导电性和导热性好,加工成形性能良好。
化学成份:
铜 Cu :余量
镍 Ni:≤0.05
铁 Fe:≤0.1
铬 Cr:0.4~1.1
注:≤0.5(杂质)
●力学性能:
注 :棒材的纵向室温拉伸力学性能、试样尺寸直径18~160
●热处理规范:
热加工温度900~950℃;
淬火温度950~1000℃水冷;
回火温度400~450℃。
工艺性能
(1)熔炼与铸造工艺
铬青铜合金通常采用中频感应电炉熔炼。熔池用60%~70%硼砂加30%~40%玻璃组成溶剂覆盖,也可采用煅烧木炭覆盖,采用磷脱氧铜。铬以Cu-Cr中间合金或金属铬形式加入。烟灰覆盖下进行半连续铸造,浇注温度为1300~1360℃。
(2)成形性能
铬青铜合金冷、热加工性能良好,可进行挤压、热轧、锻造(要求锻后进行固溶处理)等热加工,热加工温度为820~930℃,热锻性为锻造黄铜HPb60_280%。固溶、退火或适当拉拔状态下,可进行拉拔、冷轧、镦锻、型锻或弯曲等冷加工。
(3)焊接性能
铬青铜合金能锡焊、银焊和钎焊,易于进行气体保护电弧焊,对散热好焊接部位采用电子.束焊接效果好。熔焊和硬钎焊会降低热处理后材料获得性能,这种焊接通常用于软状态,并随之施以必要热处理。软钎焊性能良好,不推荐氧乙炔焊、保护金属弧焊、电阻点焊和电阻缝焊。
(4)切削加工与磨削性能
铬青铜合金切削加工性为易切削黄铜HPb63-320%。切削时使用含20%铅油矿物油作冷却润滑剂。
物理性能
(1)热学性能
液相线温度:1075~1080℃;
固相线温度:1070~1073℃;
比热容:20℃时为385J/(kg.℃);
热导率:
TBOO状态,20℃时为171W/(m.℃);
TH04状态,20℃时为324W/(m.℃)。
线膨胀系数:QCr0.5合金20~100℃平均线膨胀系数α1=17.64*10-6/℃。
(2)质量特性
QCr0.5合金20℃时密度为8890kg/m3。
(3)电性能
导电率:
状态(固溶态),20℃时为40%IACS;
TH04状态(固溶-冷加工-时效态),20℃时为80%IACS。
电阻率:TH04状态(固溶-冷加工-时效态),20℃时为0.0216uΩ.cm。
电阻温度系数:20~100℃为0.0033/℃。
化学性能
耐腐蚀性能:耐蚀性类似纯铜,抗电蚀性能优于纯铜。
抗氧化性能:合金高温抗氧化性能良好
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