鋅白銅

由銅鎳合金加入鋅組成的合金

鋅白銅是由銅鎳合金所形成的白銅合金中中加入鋅組成的三元合金。它富有銀白色的金屬光澤,具有良好的切削加工性、抗腐蝕性和機械性能,適合於冷壓力加工,切削后表面光潔度高。

合金簡介


鋅白銅
鋅白銅
鋅白銅是白銅中重要的品種,具有優良的力學性能,良好的工藝性能,特別是具有美麗的銀白色,是一種著名的仿銀藝術銅合金,其中標準成分為含鎳15%、含鋅20%的BZn15-20 合金,各國普遍用來製作各種工藝品,我國宋代使用這種合金製作工藝品技術高超,被譽為“中國銀”。隨著現代通訊技術發展,鋅白銅已作為重要的插接元件使用,也用於各種電子器件的電磁屏蔽外殼,如晶體振蕩管外殼。為提高力學性能、耐蝕性能和銀白色澤,工程界已普遍把BZn15-20合金中鎳含量適當提高,從而誕生了BZn18-8、BZn18-26等新合金。為改善鋅白銅的可切削性能,在鋅白銅中加有鉛的鉛白銅主要用於製作精密儀錶零件,鏡架附件等。

相關性質


(一)化學成分 Chemical Composition
品名
Type No.
種類
AlloyNO
化學成分(%)
ChemicalComposition
特徵
Chanactesistics
Be
Ni
Co
Sn
Mn
Fe
Pb
Cu
洋白銅C7521~
16.5
~19.5
~~0~0.5
0.25
以下
0.1
以下
62
~66.0
延展性、耐蝕性、
耐疲勞性佳、表面光滑
C7701~
16.5
~19.5
~~0~0.5
0.25
以下
0.1
以下
54
~58.0
(二)機械性質 Mechanical Properties
種類
Alloy No
質別
Quality
Grade
抗拉強度
Tensile
Strength
(Kgf/mm
伸長率%
Elongation
硬度試驗HV
Hardness Test
C7521O38.5以上20以上~
1/2H45~585以上120~180
H55以上3以上150以上
C77011/2H55~668以上150~210
H64~755以上180~240
EH72~82~240~260
SH78~88~230~270

材料的熔煉


鎳的熔點為1453℃。在不同鎳含量的白銅中,隨著鎳含量的提高,其固相線溫度和液相線溫度隨之提高。在白銅的熔煉過程中,由於氧化而產生的NiO和Cu0都屬於鹼性氧化物,若爐襯材料選用的是以SiO為主要成分的石英砂材料,NiO和CuO都可以與SiO發生化學反應,結果爐襯被侵蝕。鎳的含量越高,熔體對爐襯耐火材料的侵蝕越嚴重。
為了保證化學成分均勻和熔體具有一定的流動性,適當的熔煉溫度是必須的。顯然,熔煉白銅需要較高的熔煉溫度,因而應該選擇具有較高耐火度的耐火材料製造爐襯。
熔煉白銅過程中,熔體容易吸氫和增碳。白銅中氫的含量隨著含鎳量的增加而明顯增大。

熔煉環境

普通白銅,通常都可以在工頻有鐵芯感應電爐內熔煉,爐襯應該採用高鋁質,甚至鎂質耐火材料製造。複雜白銅,由於熔點比較高,而且考慮到變料方便,因此實際上多在坩堝式的中頻元鐵芯感應電爐內熔煉。
為了獲得氫和碳含量都比較低的熔體,必要時可以採用氧化.還原精鍊工藝。例如:開始時在木炭覆蓋下進行熔煉,當熔體達到1250℃時迅速清除木炭,並在無任何覆蓋情況下,使熔體直接暴露在空氣中3~5min,或者直接把氧化鎳加在熔池表面上,然後在出爐前再進行脫氧。
熔煉鋅白銅時,可使用適量的冰晶石進行清渣。

熔煉工藝

鋅白銅的機械性能、物理性能和工藝性能是由化學成分和組織狀態決定的。在化學成分一定的條件下,其組織狀態又受熔煉、加工工藝和熱處理等因素的影響。
根據銅-鎳-鋅三元狀態可知,不同牌號的鋅白銅在常溫下的平衡組織均為單相的α固溶體,因而不能用熱處理的方法使其強化,只能靠冷變形加工硬化提高它們的強度和硬度。鋅白銅熱處理的主要形式是退火,按照退火的目的及溫度範圍可分為三類:
(1)擴散退火:常用於鑄錠退火,退火溫度較高,一般在950~1000℃的溫度範圍里,目的是消除鑄造形成的樹枝狀結晶組織的化學成分偏析(不均勻性)和鑄錠的內應力。
(2)中間退火:又叫軟化退火,在冷軋和冷拉後進行,目的在於降低材料的硬度,提高塑性,消除加工硬化現象和內應力,以利於繼續加工變形。退火溫度應稍高於再結晶溫度,一般在650~730℃之間。
(3)消除應力退火:常用於成品退火,主要是消除冷塑性變形后的內應力,穩定組織,穩定尺寸。退火溫度在再結晶溫度以下,一般在250~320℃範圍內,保溫1~2小時,退火后材料的機械性能基本上沒有變化。
鋅白銅的晶粒度對機械性能影響很大,晶粒粗大將使性能變壞,並使材料在加工變形或熱處理時容易開裂。而晶粒度大小主要取決於冷加工變形量、中間退火的溫度及保溫時間。在較大變形度下加工的材料應選擇較低的退火溫度,以使α相晶粒的平均尺寸小於0.035毫米。鉛顆粒應該細小並均勻分佈於基體中。

特點和用途


鋅白銅的熱加工性能較差,一般以冷開坯的工藝方式進行生產。薄板帶材多採用水平連續鑄造帶坯-冷開坯的方式進行生產。冷加工過程中加工率不宜過大。
焊接性能良好,可進行軟、硬釺焊、氧乙炔焊,電阻點焊、對焊,也可進行氣體保護金屬弧焊和電阻縫焊,但不能進行保護金屬弧焊。切削性能是易切削黃銅HPb63-3的20%。
鋅白銅以其優良的研磨性、釺焊性和抗應力鬆弛能力,較高的強度和彈性,良好的耐蝕性能,且易於電鍍、熱冷加工等技術工藝性能被廣泛應用於製造耐蝕性結構件,諸如各種精密儀器儀錶、高級電子元器件的彈簧、插口、罩殼等多種零部件。而含少量鉛的鋅白銅的切削性及冷加工性好,大量用於鐘錶、光學儀器等製作精密零件。此外,鋅白銅在樂器、餐具、眼鏡框架及裝飾工程等方面亦有廣闊市場。