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铸造铜合金:纯、青、黄、白及不同应用场景的参数和性能

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:铸造铜合金包括铸造纯铜、铸造青铜、铸造黄铜、铸造白铜等。表1-89 铸造铍青铜的铸造性能及参数注:铸造铍青铜适合于砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造、离心铸造和压力铸造。表1-93 铸造硅青铜、锰青铜、铬青铜的应用3.铸造黄铜以锌为主要合金元素的Cu-Zn二元合金通称为黄铜或普通黄铜。大多数黄铜兼作压力加工和铸造合金使用,但高强度特殊黄铜则主要作铸造合金使用,其中熔点较低的合金用于压铸。

铸造铜合金:纯、青、黄、白及不同应用场景的参数和性能

铸造铜合金包括铸造纯铜、铸造青铜、铸造黄铜、铸造白铜等。

1.铸造纯铜(包括高铜合金)

(1)铸造纯铜的牌号及化学成分(见表1-83)

表1-83 铸造纯铜的牌号及化学成分(质量分数) (%)

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(2)铸造性能 纯铜的流动性好、凝固区间小,但凝固时收缩率大,故要用足够的冒口补缩。纯铜的氧化倾向大,在熔炼过程中易被氧化,加之凝固时收缩较大,故容易产生夹渣、缩松和裂纹等铸造缺陷。纯铜熔点高,熔化时极易吸气,熔炼时应采取良好的保护措施,浇注前要进行脱氧处理。根据铸件壁厚的不同,浇注温度1150(大于50mm)~1250℃(小于12mm)。

纯铜可以用各种方法进行铸造,包括砂型、金属型、离心铸造、连续铸造、熔模和石膏模铸造,但不适于压力铸造。

(3)纯铜的应用 纯铜包括高铜合金。纯铜具有很高的导电、传热性能,优良的耐蚀性和良好的力学性能。高铜合金是在纯铜基础上添加微量元素(P、Sn、Zn、Mg、Fe、B、RE等)以改善其熔铸工艺性、耐热性和抗氧化性能。因此,纯铜常用于制造导电环、导电颚板、电极夹持器、集电器、接线金具、氧枪喷嘴高炉风口和渣口等导电、导热铸件。

2.铸造青铜

(1)铸造锡青铜

1)铸造锡青铜的牌号及主要化学成分见表1-84。

表1-84 铸造锡青铜的牌号及主要化学成分(GB/T 1176—1987)

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① 曾用牌号,不属于GB/T 1176—1987。

2)锡青铜的铸造性能。①铸造锡青铜的结晶温度范围宽,呈糊状凝固,补缩困难,容易产生枝晶偏析和分散的微观缩孔;②该合金具有较小的体积收缩率,因此只要放置较小的冒口即可铸出壁厚均匀而形状复杂的铸件,但是,由于容易产生缩松,故不易得到组织致密的铸件;③铸造锡青铜在一般铸造条件下,容易产生反偏析,使铸件成分不均匀,内部形成许多小孔洞,降低铸件的力学性能和气密性;④铸造锡青铜的吸气倾向大,特别是锡磷青铜,常常在浇、冒口等最后凝固部位发生铜液“上涨”现象;⑤尽管铸造锡青铜的体积收缩率较小,但由于结晶温度范围宽,故当晶界尚有液相,或刚刚凝固时,高温强度很低,如果铸造工艺不合适,也会产生裂纹;⑥铸造锡青铜的铸造线收缩率为1.45%~1.60%,熔炼温度为1150~1250℃,壁厚<30mm时,浇注温度为1060~1200℃;壁厚≥30mm时,浇注温度为1020~1150℃。

3)铸造锡青铜的应用见表1-85。

表1-85 铸造锡青铜的应用

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(续)

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(2)铸造铝青铜

1)铸造铝青铜的牌号及化学成分见表1-86。

表1-86 铸造铝青铜的牌号及化学成分(GB/T 1176—1987)

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① 曾用牌号,不属于GB/T 1176—1987。

2)铝青铜的铸造性能。①铸造铝青铜的结晶温度范围小(约30℃左右),属于层状凝固,流动性好,体积收缩大,易形成集中缩孔,采用大冒口补缩,能够获得组织致密的铸件;②铸造铝青铜易氧化和吸气,因此在熔炼过程中不应过分搅动铜液;在确定铸造工艺时,要采取适当措施,防止氧化物进入铸件;③线收缩率为1.7%~2.5%,浇注温度:壁厚小于30mm时为1060~1200℃,壁厚大于等于30mm时为1040~1160℃。

3)铸造铝青铜的应用见表1-87。

表1-87 铸造铝青铜的应用

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(3)铸造铍青铜

1)铸造铍青铜的牌号及化学成分见表1-88。

表1-88 铸造铍青铜的牌号及化学成分

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① 包括Co+Ni。

2)铸造铍青铜的铸造性能及参数见表1-89。

表1-89 铸造铍青铜的铸造性能及参数

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注:铸造铍青铜适合于砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造、离心铸造和压力铸造。无论采用哪种铸造方法,都需要采取有效的防护措施,以防有害的铍化物对人体的危害。

3)铸造铍青铜的应用见表1-90。

表1-90 铸造铍青铜的应用

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(续)

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(4)铸造硅青铜、锰青铜、铬青铜

1)铸造硅青铜、锰青铜、铬青铜的牌号及化学成分见表1-91。(www.xing528.com)

表1-91 铸造硅青铜、锰青铜和铬青铜的牌号及化学成分

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2)铸造硅青铜、锰青铜、铬青铜的铸造性能及参数见表1-92。

表1-92 铸造硅青铜、锰青铜、铬青铜的铸造性能及参数

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注:1.硅青铜和锰青铜有良好的铸造性能,适用于砂型或金属型铸造。

2.铬青铜的吸气性和造渣性都很强,故要快速熔炼,控制加Cr的温度和时间,采用干型浇注,以防吸气和氧化。

3)铸造硅青铜、锰青铜、铬青铜的应用见表1-93。

表1-93 铸造硅青铜、锰青铜、铬青铜的应用

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3.铸造黄铜

以锌为主要合金元素的Cu-Zn二元合金通称为黄铜或普通黄铜。工业上实用的黄铜中的w(Zn)≤50%,其组织为α、α+β或β相,故又称α黄铜、α+β黄铜和β黄铜。

在普通黄铜的基础上,再添加其他合金元素组成的多元合金称为特殊黄铜,如海军黄铜、易切削黄铜、高强度锰黄铜和压铸黄铜等。

大多数黄铜兼作压力加工和铸造合金使用,但高强度特殊黄铜则主要作铸造合金使用,其中熔点较低的合金用于压铸。

(1)铸造黄铜的牌号及化学成分(见表1-94)

表1-94 铸造黄铜的牌号及化学成分(GB/T 1176—1987)

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(续)

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① 曾用牌号,不属于GB/T 1176—1987。

(2)铸造黄铜的铸造性能及宜选用的铸造方法(见表1-95、表1-96)

表1-95 铸造黄铜的铸造性能

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表1-96 铸造黄铜宜选用的铸造方法

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注:Y—压铸,S—砂型,J—金属型铸造,Li—离心铸造,La—连铸,I—精密铸造。

(3)铸造黄铜的应用(见表1-97)

表1-97 铸造黄铜的应用

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(续)

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4.铸造白铜

白铜是以镍为主要元素的铜合金。在此基础上,再添加第三种元素(如Zn、Al、Fe、Mn、Be、Nb等),则形成锌白铜(德银)、铝白铜、铁白铜、锰白铜、铍白铜和铌白铜等。铸造白铜具有优良的耐蚀性和较高的强度、良好的铸造工艺性,广泛用于制造耐蚀结构制品。

(1)铸造白铜常用的牌号及化学成分(见表1-98)

表1-98 铸造白铜常用的牌号及化学成分

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(2)铸造白铜的铸造性能(见表1-99)

表1-99 铸造白铜的铸造性能

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注:铸造白铜具有较好的铸造工艺性,中等的造渣性、流动性和收缩性。但吸气性较强,浇注前需用Cu-Mn(或Mn)、Cu-Mg(或Mg)和Cu-P脱氧。

(3)铸造白铜的特性及应用(见表1-100)

表1-100 铸造白铜的特性及应用

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