微量杂质元素对铜性能的影响

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1、微量杂质元素对铜』性能的影响2010-08-1012:15:011分类:铜合金产品及行业

2、机、格:微啧杂质元素对铜性能的影111句铜合金元素

3、微量朵质元素对铜性能的影响许多微量杂质元素对纯铜的性能有很大的路响，表现在导热、导电及塑性变形的变化。-卡-山详细叙述了杂质兀素对纯铜的影响。1)氧氧儿于不固济于铜。含氧铜凝固时，氧以(Cu十CU20)共晶体的形式析出，分布于铜的品界上。当含氧极低时，只见铜品粒，随着含氧量的升高则依次山现含CU20的亚共品休、共晶体与过共品体。氧对制的塑性变形性能的影响很大。根

4、据Cu一O二元相阁，氧与铜的共IITI体为CU20，由于其共lTl温度很高，对热变形性能不产生影响。但共1日中的化什物Cu20硬而脆，以粒状形态分布于铜占百粒内拭目i界仁，致使金属发生"冷脆"，冷变形产生困难。因此，铜巾的氧含量要严格控制，般最大允许含量为0.02~0.1%，故在铸造铜的过程111'rM加入脱氧剂。的脱轼剂可采用P、Ca、Si、Li、Be、Al、Mg、Zn，Na、Sr、B等。磷是最常用的，f.!::!吗?奇磷达0.1%时，虽不影响铜的)J学性能，却严重地降低铜的电导率。对于高导铜，磷含

5、旦不得大于0.001%。工业111连生产出平111不含氧的紫铜，即为无氧铜。无氧铜只有较高的导电性、延展性和气密件，低氢脆倾向，在电力电f领域受到青睐，如制作电线电缆、电机换向器、高其唁电子装置等。有些紫铜还特意保留一定旦的氧，-j'J而它对铜性能的影响不大，另一右而Cu20可与Bi、Sb、As等杂质起反应，形成高烙点的球状质点分布于晶粒内，消除了晶界脆性。氧X1铜的力学性能影响见下表，由表6.2可知，氧稍微提高铜的强度，但降低铜的塑性和疲劳极限，氧对铜的电导率影响不大。氧与其他杂质共存时则影响极为复

6、杂，例如微茧氧可氧化高表6.2氧对制性能的影响7材料状态氧含量抗拉强度伸长率Iß导率疲劳强度5X10次/%/MPai句。/%LACSIMPa700.C退0.01622854101.477火30min0.04022550101.6940.06022856101.5910.09023253100.6840.1702424999.077。.3602605599.277冷状态0.0362633099.6130123134120纯铜巾的痕量杂质Fe、Sn、P等，提高制的电导率，莉:杂质含量较多，ý!IJ氧的这种

7、作)口就显不出米。氧能部分削弱Sb、Cd对铜导电性的影响，但小改变As、S、Se、Te、Bi等对铜导电性的影响。2)磷0磷在铜巾的届人洛解度(714C共品混度时)为1.75%，室温时儿乎为零。磷虽显著降低铜的Iß导率及热导率，但对铜的)J学性能与焊接性能有良好的影响。fJÇl此，在以磷脱氧的铜0巾，要求有一定量的残留磷。磷能提高铜熔体的流动性。磷对在700C退火300min后的制性能的影响见表6.3。0表6.3磷对在700CiId火300minJf气的铜-rI.能的;声响7磷含量抗拉强度伸长率电导率疲

8、劳强度5X10次1%IMPa1%I%LACSIMPa0.0142426294.3770.0302255978.2840.0452285072.4870.0962326255.5990.1482396345.21050.1782466142.5920.2542496333.1940.4942706219.71080.6902706315.51150.7902816414.01230.9502816611.61203)氢氢在同态制中形成问隙式同浴体，-pJ提高铜硬度。氢在液态与同态铜巾的浴解度均随着温度的

9、升高而增大。介氧制在氧气氛巾返火时，氧可与制巾的CU20反应，产生高压水羔气，使铜破裂，俗称"氢病"0CO也能使CU20中的Cu还原，生成高压CO2使铜破裂，fR.不像氢那样敏感。氢病的发生与危害程度与温度有关。在150'C时，因水蒸气处于凝聚状态，不引发氢病，含氧铜即使在氢气氛中耽置10d也不破裂:在200'C时可放置1.坷，在400'C氢气中只能停放70h。以Mg或B脱氧的铜不发生氢病。4)硫硫在室温铜中的溶解度为零，硫在铜中以Cu2S的弥散的质点存在。CU2S虽然降低了铜的电导枣:与热导束，但它

10、自EIIA若降低塑性，并能丛著改善制的可切削性能。硫对99.99%制'性能的影响见表6.4。表6.4硫x.J铜性能的影响军机HPh59一l硫含量屈服点抗拉强度伸长率电导率材料状态相比的切削1%IMPaIMPa1%I%LACS性能1%0.0035536621.499.7150.1534836714.397.824冷拉铜(力1工0.2336136915.097.633率36%。.5436938212.195.1410.783973977.991.6450.9