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铸造锡青铜其他元素对其有什么影响?

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发表时间:2019-02-26 07:59作者:铜铸造厂来源:青岛景顺诚金属整理编辑网址:http://www.cxyjing.com
文章附图

在青铜铸造中,以锡为主合金元素的青铜,我们叫做铸造锡青铜,其锡含量Sn2%~11.5%的范围。

铸造锡青铜具有面心立方晶格,仍保留有纯铜的良好塑性,但由于Sn的固溶强化作用,使得某些电子化合物为基的固溶体在性能方面都有硬而脆的特点。因为在软的基体中含有硬相,所以具有高的耐磨性能。

锡青铜铸造件

锡青铜铸造在结晶过程中易造成枝晶偏析,缩松倾向和热裂倾向严重,因此实际应用的铸造锡青铜中除了含锡以外同时还含有锌、铅、磷或镍等辅助强化元素,故不能忽视它们和杂质元素的影响作用,主要如下:

锌——往Cu-Sn二元合金中加入适量的Zn减小合金的结晶温度间隔,改善合金的铸造性能,减小锡青铜铸件的壁厚效应,提高铸件的耐水压(气密)性能,这对于制作厚壁的和需要耐水压的铸件是很必要的。此外,在锡青铜中Zn也有固溶强化α相的作用,即在锡青铜中加入Zn可以部分取代Sn,而Zn的价格较Sn便宜得多,因而也可以节约贵重的合金元素。但Zn的加入会使锡青铜的耐蚀性能略有下降,因此为了适应不同耐蚀性和铸件致密性的要求,可以采用含有不同SnZn比例的铸造锡青铜。

铅——Pb不溶于Cu中,故吃不开独立相存在,由于Pb的熔点低,故在锡青铜中常是最后凝固,被排挤到枝晶间隙中,从而起到填充微观缩松的有利作用。锡青铜中加入Pb后能提高铸件的耐水压性能,故对需要耐水压的铸件常采用由Cu-Sn-Zn-Pb组成或Cu-Sn-Zn-Pb-Ni组成的多元锡青铜来铸制。此外,在铜合金基体中以颗粒状软质点存在的铅,在滑动摩擦过程中还能起到良好的自润滑作用,减少合金的磨损。

锡青铜铸造车间

磷——P对合金的组织和性能有强烈的影响。P溶于α固溶体,但溶解度很低,并随含Sn量的增加溶解度进一步降低。当P含量超过固溶度限时组织中析出Cu2P,Cu2P与δ相相似,为硬而脆的灰白色质点,它常与α、δ相形成二元或三元共晶体,最常见的铸造磷青铜的组织为α初晶和其枝晶间所含的α+δ+Cu2P三元共晶所组成,由于在软基体中嵌有坚硬共晶体,所以磷青铜具有很高的耐磨性能。P扩大锡青铜的结晶温度范围,故造成偏析的倾向比不含磷的锡青铜还大。P对氧的亲和力很大,可还原合金液中的多种氮化物而清洁合金,因而大大提高合金的流动性。P提高合金的硬度,但降低抗拉强和延伸率,因此除了做为合金元素特意加入P的磷青铜以外的其他青铜,也常含有少量的P,主要由磷铜脱氧剂所带入,对抗拉强度和伸长率要求较高的合金,P的残留量应控制在0.05%以下。

镍——往Cu-Sn二元合金中加入Ni,能细化晶粒,提高合金强度,缩小合金结晶温度间隔,提高铸件致密性,并能提高合金的耐海水腐蚀的能力。

在标准GB1176中,属于铸造锡青铜的牌号有铸造锡青铜3-11-4、铸造锡青铜5-5-5铸造锡青铜10-1铸造锡青铜10-5铸造锡青铜10-2铸造锡青铜3-8-6-1等。

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