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1、-机电工程学院材成132杨仁贤 铸造铜合金性能、工艺及其应用范围 2015年12月4日 铸造铜合金： 中国是世界上已知的第一个铜冶炼技术的文明 约在公元前2000年左右，中国由石器时代进入了铜器时 代，标志着人类文明的一大进步，铜器时代共经历了15个世纪，在 春秋战国时期达到顶峰，极大的推动了社会的进步。 同时，青铜铸造工艺取得突出发展， 出现了分铸法、失蜡法等先进工艺技术。 中国青铜时代的青铜艺术品，显示了绵延 一千五百多年中国青铜器的萌生、 发展和变化的历史。 纯铜物理特性：面心立方晶格，原子量 63.54，密度8.9 ，熔点1083，电阻率0.01673 欧姆 mm2/m ，线性膨胀 数
2、17.610-6/，导热率0-100 399W/mk。软态 280MPA，延伸率40% 铜及其合金具有优良的传热导电 性能，耐腐蚀性能，良好的铸造性 能和机械加工性能及适当的强度， 因此，铜及其合金铸件在工业生 产上的应用越来越多。铸造铜合金 是现代工业中广泛应用的结构材料 之一，常用作船舰、化工机械、 电工仪表中的重要零件及换热器。 铸造铜合金分类： 铸造青铜 是不以锌为主加元素 锡青铜 的铜合金 铝青铜 青铜 铅青铜 其他青铜 铸造铜合金 锰黄铜 黄铜 铝黄铜 硅黄铜 其他黄铜 铸造黄铜是以锌为主加元素的铜合金 ，结晶温度范围小，充型能力强，锌 沸点低，有自发的除气作用，因而铸 造性能好，
3、锌的价格便宜，成本低， 广泛应用。 铸造锡青铜： 合金牌号合金名称 化学成分（%） 锡 锌 铅 磷 镍 铜 ZCuSn3Zn8Pb6Ni1 3-8-6-1锡青铜 2.0-4.06.0-9.04.0-7.00.5-1.5 其余 ZCuSn3Zn11Pb4 3-11-4锡青铜 2.0-4.09.0-133.0-6.0 其余 ZCuSn5Pb5Zn5 5-5-5 锡青铜 4.0-6.04.0-6.04.0-6.0 其余 ZCuSn10P 10-1 锡青铜 9.0-11.50.5-1.0 其余 ZCuSn10Pb5 10-5 锡青铜 9.0-11.04.0-6.0 其余 ZCuSn10Zn2 10-2
4、 锡青铜 9.0-11.01.0-3.0 其余 缩小合金的结晶温度 范围，提高充型，补 缩能力，提高气密性 ，强化合金。 良好的自润滑性，降低 摩擦系数，提高耐磨性 铸造锡青铜力学性能 铸造锡青铜主要特性及应用 铸造铜合金分类： 锡青铜 铝青铜 青铜 铅青铜 其他青铜 铸造铜合金 锰黄铜 黄铜 铝黄铜 硅黄铜 其他黄铜 铸造铝青铜 合金牌号合金名称 化学成分（%） 镍 铝 铁 锰 铜 ZCuAl8Mn13Fe38-13-3 铝青铜 7.0-9.02.0-4.012.0-14.5 其余 ZCuAl8Mn13Fe3Ni 2 8-13-3-2铝青铜 1.8-2.57.0-8.52.5-4.011.5
5、-14.0 其余 ZCuAl9Mn29-2 铝青铜 8.0-10.01.5-2.5 其余 ZCuAl9Fe4Ni4Mn29-4-4-2 铝青铜 4.0-5.08.5-10.04.0-5.00.8-2.5 其余 ZCuAl10Fe310-3 铝青铜 8.5-11.02.0-4.0 其余 ZCuAl10Fe3Mn210-3-2 铝青铜 9.0-11.02.0-4.01.0-2.0 其余 提高力学性能和耐磨 性 消除“缓冷脆性” 溶入铜中强化合金 铸造铝青铜力学性能 屈服强度 硬度值 伸长率均高 于锡青铜 船用螺旋桨 船用法兰截止阀 船用阀体阀盖 铸造铅青铜及其他青铜： 1、ZCuPb30 “30铅
6、青铜”，成分Pb27%-33%，其余为Cu，耐磨性 好，摩擦系数小，疲劳性能高，在冲击下不易开裂，用作 承受高压、高转速并受冲击的轴套。 2、 ZCuPb20Sn5 20-5铅青铜，加入Sn Zn 可改善其力学性能，同时减 轻比重偏析，力学性能比30铅青铜高的多，可以提高使用 寿命，多用于高滑动速度的轴承，及破碎机、水泵、冷轧 机轴承，负荷达70MPa的活塞销套等。 3、铍青铜 青铜中强度、硬度最高的是铍青铜，铍青铜中常加入 Ni0.2%-0.4%提高淬透性，加入微量Ni Ti 细化铸态组织 QBe2.5铍青铜是常用的弹簧材料，适用于制作强力弹簧 之类的零件，耐磨性也极高，可用作电极材料。 铍
7、青铜在碰撞使不会发生火花，常用作防爆工具。 铍青铜是制作模具的理想材质之一。 铍青铜制品 铸造铜合金分类： 锡青铜 铝青铜 青铜 铅青铜 其他青铜 铸造铜合金 锰黄铜 黄铜 铝黄铜 硅黄铜 其他黄铜 铸造黄铜 铸造黄铜是以锌为主加元素的铜合金，结晶温 度范围小，充型能力强，锌沸点低，有自发的除 气作用，因而铸造性能好，锌的价格便宜，成本 低，力学性能却比锡青铜高的多，因此被广泛应 用。 黄铜铸件 黄铜铸件黄铜棒 铸造黄铜化学成分： 铸造黄铜力学性能 铸造锡青铜 铜合金熔炼工艺 铝青铜 铝+部分回炉料（或小块电解铜） 铁+镍+锰 余留回炉料 余留电解铜 锡青铜和铅青铜 镍+回炉料（或小块电解铜）
8、 2/3磷铜+锌+余留电 解铜 锡 铝 余留磷铜 黄铜 硅+铝+回炉料（或部分小块电解铜） 铁+锰 余留电解铜 锌 铝 铸造方法 砂型铸造 金属型铸造 离心铸造 连续铸造 金属型覆砂离心铸造 参考文献 1 陆文华，铸造合金及其熔炼M，北京：机械工业出版社 ，2002.8，340-377. 2杜志科，胡兆奇，王家峰，铜合金熔铸设备技术要点讨论 J,有色金属加工，第41卷第4期. 3苏义祥, 门志慧, 侯新刚，铜合金金属型覆砂离心铸造工艺 J,铸造，2006年10月. 4刘志虎，周亚军，王真亮,铸造铜合金熔炼新工艺J,铸造 技术，2008年4月. 5 中华人民共和国国家标准，铸造铜合金技术条件 GB1176-87 致谢 感谢老师细心的辅导与热切的关怀，以及给予此次机会 ，让我们自己深入的去发现去了解，更好的培养了我们学 习能力与思考能力； 此作品是在组长吴坚的组织与帮助以及组员们互相的查 阅资料、设计下完成的，感谢组员们两周的辛苦劳作。 最后，感谢大家的认真倾听！
