铜合金简单来说就是加入不同的元素,改变铜合金的一些性能。微量元素进入铜是不可避免的,由于元素特性的不同,可以不固溶于铜、微量固溶、大量固溶、无限互溶,固溶度随温度下降而激烈降低、固相下有复杂相变等,因此对铜性能的影响千差万别。
锑、铋、硫、碲、硒
这些元素在铜中固溶度极小,室温下基本不溶于铜,它们以金属化合物形式存在,分布于晶界,对铜的导电、导热影响不大,但是都严重的恶化了铜及合金的塑性加工性能,应该严格控制其含量,各国标准中规定不应超出0.005%;由于含有这些元素的铜,具有良好的切削性能,在工程技术界也有应用,比如铋钼,可以作为真空开关中断路器的触头,在断路时,防止开关触头的沾结,铋铜中含铋量可高达0.5%-1.0%;含碲0.15-0.5%的碲铜合金,可作为高导电、易切削无氧铜使用,能够加工成精密的电子原器件;作为特殊用途的铜合金,可以加入这些元素,但其加工工艺是特殊的,可采用包套挤压、冷挤、铸造、粉末冶金等方法。
铜基合金制品
砷、硼
砷在铜中有很大的固溶度,在α固溶体中的可达6.8-7.0%,砷在铜中存在强烈的降低其导电率和导热性能,一般作为变质剂加入,特别是对黄铜冷凝器合金来说更为宝贵,近一百年来火电和舰船冷凝器管材使用实践表明,含砷0.1-0.15%的黄铜,能够防止黄铜脱锌腐蚀,解决了黄铜冷凝管早期泄漏的致命问题,所以各国材料标准中都规定必须加入砷,经验表明,不含砷的HSn70-1冷凝管,经常在使用初期的2-3年内发生泄漏事故,而加入砷之后,寿命可增至15-20年,被称为铜合金研究中重大的技术进步;砷之所以能够防止黄铜脱锌腐蚀,许多研究表明,砷能够降低铜的电极电位,从而降低了电化学腐蚀倾向;由于砷的氧化物污染环境,对人体有害,所以熔炼合金的工厂都应有专门的环保和防护措施;砷应以中间合金方式加入,砷铜中间合金中砷含可达15-20%,一般由熔炼工厂自己制作。
硼在铜中固溶度不大,一般作为脱氧剂使用,残余的硼可以细化晶粒,人们发现硼的变质作用十分显著,在加砷黄铜合金中同时加入0.01-0.04%硼,具有更好的防止黄铜脱锌腐蚀;硼的氧化物是铜合金熔炼时优良覆盖剂,已经被广泛的使用;在铜的焊接材料中也普遍的加入硼,可防止焊接金属的氧化。
使用合金分析仪检测铜基合金中微量元素含量,保证铜基合金的可靠性。