錫青銅
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-09-15
錫青銅的實(shí)例教程
比如，用熔煉過(guò)鋁青銅的坩堝和工具再來(lái)熔化錫青銅，而坩堝和工具就要含有鋁元素，雖然鋁在鋁青銅里是合格的成分，但在錫青銅里卻是最有害的元素。
一般的銅合金經(jīng)過(guò)脫氧后，就可獲得合格鑄件。但對(duì)于鋁青銅、鋁黃銅、硅青銅等，易氧化生成高熔點(diǎn)氧化物Al2O3、SiO2，使鑄件形成夾渣，需經(jīng)過(guò)精煉才能去除，常用精煉劑有：質(zhì)量比為60%的氯化鈉+40%的冰晶石或20%冰晶石+20%螢石+60%氟化鈉等。
3．青銅的熔煉
鑄造青銅按成分可分為錫青銅和不含錫青銅。錫青銅是以錫為主要合金元素的銅基合金，具有良好的耐磨性、耐蝕性，較好的強(qiáng)度和塑性。不含錫青銅有鋁青銅、鉛青銅、硅青銅等，含有的主要元素不同，如鋁青銅是以鋁為主要合金元素的銅基合金。
（1）合金的配料及金屬爐料要求 幾種常用青銅合金熔煉配料成分按表2進(jìn)行。
要求：在ZCuAl10Fe3合金內(nèi)允許配入0.7%～0.9%Ni,0.3%～0.4%Mn 以提高合金力學(xué)性能。
（2）爐料配比 新料成分占爐料的總重量應(yīng)≥30%，回爐料≤70%。
（3）熔煉前的準(zhǔn)備 青銅熔煉前的準(zhǔn)備工作與黃銅熔煉的準(zhǔn)備工作相同。木炭應(yīng)裝入密封的烘烤箱內(nèi)，在不低于800℃烘烤4小時(shí)，待用時(shí)要防止吸潮。稻草灰應(yīng)研碎成粉末狀，除去水分，徹底烘干，待用時(shí)也要注意防潮。覆蓋劑均要求干燥并去除其中的雜物。
（4）合金熔煉工藝過(guò)程 鑄造青銅的種類較多，這里僅討論幾種典型的合金，同類其他銅合金可以參考使用。
ZCuSn10Pb1、ZCuPb10Sn10的熔煉：①先將坩堝預(yù)熱至暗紅色，并在其底部加入20厘米-40厘米厚木炭。②加入電解銅，迅速升溫熔化后再加入回爐料，同時(shí)補(bǔ)加木炭，以保證合金液面不暴露在空氣中。③回爐料熔化后，加入磷銅（一般加占爐料重0.5%，熔化磷錫青銅時(shí)使用的磷銅可全部加入）。
展開(kāi) 序號(hào) 材料名稱 彈性模量 剪切模量 泊松比 熔點(diǎn) 線膨脹系數(shù) 熱導(dǎo)率 比熱容
(×105MPa) (×105MPa) (oC) (×10-6/K) (W/(m·k)) (J/(kg·K))
1 灰口鑄鐵/白口鑄鐵 1.13-1.57 0.45 0.23-0.27 1200 8.5-11.6 39.2 470
2 可鍛鑄鐵 1.55 0.45 81.1/純鐵 455/純鐵
3 碳鋼 2.0-2.1 0.79-0.81 0.25-0.28 1400-1500 11.3-13 49.8 465
4 鎳鉻鋼、合金鋼 2.06 0.79-0.81 0.25-0.3 11.5-14.5 15 460
5 鑄鋼 1.75 0.3 49.8 470
6 軋制純銅 1.08 0.39 0.31-0.34 1083 17.5 398 386
7 冷拔純銅 1.27 0.4-0.48 1083 17.5 407 418
8 軋制磷青銅 1.13 0.41 0.32-0.35 17.9 22.2鎳青銅 410/鎳青銅
9 冷拔黃銅 0.90-0.97 034-0.37 0.32-0.42 1083 18.8 106 377
10 軋制錳青銅 1.08 0.39 0.35 24.8錫青銅 343/錫青銅
11 軋制鋁 0.69 0.26-0.27 0.32-0.36 658 238/純鋁 902/純鋁
12 鑄鋁青銅 1.03 0.41 0.3 17.9 56 420
13 硬鋁合金 0.7 0.27 0.3 23.6 162/硅鋁 871/硅鋁
14 軋制鋅 0.82 0.31 0.27 121 388
15 鉛 0.17 0.07 0.42 327 35 126
16 球墨鑄鐵 1.4-1.54
展開(kāi) 口環(huán)材質(zhì)一般可用灰鑄鐵HT200、錫青銅或錫青銅一軸承合金（巴氏合金）。對(duì)于掛有軸承合金的銅口環(huán)，當(dāng)間隙磨大時(shí)，只需重掛合金，元需更換新口環(huán)。
當(dāng)原有合金磨損量不大而又無(wú)剝離、脫落現(xiàn)象時(shí)，可用補(bǔ)焊方法修復(fù)。補(bǔ)焊步驟如下：
①用5％的鹽酸清洗、活化一遍。
②放到溫度為90℃、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為l0％的燒堿液中浸洗10min，然后置入90℃的清水中清洗。
③補(bǔ)焊合金。把口環(huán)預(yù)熱到l00℃左右，用氣焊適當(dāng)熔開(kāi)口環(huán)上原有合金，用與原合金相同牌號(hào)的合金預(yù)鑄成焊條，沿離心泵口環(huán)圓周或縱長(zhǎng)方向一道道均勻堆焊上去（不得反復(fù)重焊）。焊接完畢后，即可進(jìn)行機(jī)械加工達(dá)到所要求的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。
如果合金產(chǎn)生剝離、脫落或磨損量太大而無(wú)法采用補(bǔ)焊修復(fù)時(shí)，則要重新澆掛合金。
新口環(huán)裝上后，應(yīng)檢查它與葉輪的間隙是否符合表1的要求。同時(shí)，要檢查兩者間有無(wú)摩擦現(xiàn)象，其方法是在轉(zhuǎn)子部分涂上紅鉛粉，然后轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，若口環(huán)上沾有紅鉛粉則必須返修。
展開(kāi) 銅除了純銅外，銅可以與錫、鋅、鎳等金屬化合成具有不同特點(diǎn)的合金，即青銅、黃銅和白銅。在純銅
（99.99%）中加入鋅，則稱黃銅，如含銅量80％,含鋅量20%的普通黃銅管用于發(fā)電廠的冷凝器和汽車散熱器
上；加入鎳稱為白銅，剩下的都稱為青銅，除了鋅和鎳以外，加入其它金屬元素的所有銅合金均稱做青銅，
加入什么元素就稱為什么元素，最主要的青銅是錫磷青銅和鈹青銅。如錫青銅在我國(guó)應(yīng)用的歷史非常悠久，
用于鑄造鐘、鼎、樂(lè)器和祭器等。錫青銅也可用作軸承、軸套和耐磨零件等。
與純銅的導(dǎo)電性有所不同，借助于合金化，可大大改善銅的強(qiáng)度和耐銹蝕性。這些合金有的耐磨，鑄造
性能好，有的具有較好的機(jī)械性能和耐腐蝕性能。
二、用途
由于銅具有上述優(yōu)良性能，所以在工業(yè)上有著廣泛的用途。包括電氣行業(yè)、機(jī)械制造、交通、建筑等方
面。目前，銅在電氣和電子行業(yè)這一領(lǐng)域中主要用于制造電線、通訊電纜和其他成品如電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子
及電子儀器、儀表等，這部分用量約占工業(yè)總需求量的一半左右。銅及銅合金在計(jì)算機(jī)芯片、集成電路、晶
體管、印刷電路版等器材器件中都占有重要地位。例如，晶體管引線用高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱的鉻鋯銅合金。最近
，國(guó)際知名計(jì)算機(jī)公司IBM已采用銅代替硅芯片中的鋁，這標(biāo)志著人類最古老的金屬在半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用方面的
最新突破.
80年代中期，美國(guó)、日本和西歐國(guó)家的精銅消費(fèi)中，電氣工業(yè)所占比重最大，中國(guó)也不例外。而進(jìn)入90
年代以后，國(guó)外在建筑行業(yè)中管道用銅增幅巨大,成為國(guó)外消費(fèi)銅的大頭.據(jù)位于紐約的銅發(fā)展協(xié)會(huì)(CDA)發(fā)表
的報(bào)告說(shuō)：1997年，建筑業(yè)仍是美國(guó)銅產(chǎn)品的最大的最終用途市場(chǎng)，建筑業(yè)常利用銅的耐腐蝕性用于制造水
管、屋頂及其他給排水設(shè)施，此外，還因其美觀的外表而被用于建筑裝修，建筑業(yè)用銅占美國(guó)銅產(chǎn)品總消費(fèi)
量的第一位。
展開(kāi) 5）節(jié)約貴重材料
通過(guò)采用組合結(jié)構(gòu)，可節(jié)約價(jià)格較高的材料，如組合式結(jié)構(gòu)的蝸輪齒圈采用減摩性較好但價(jià)格貴的錫青銅，而輪芯則采用廉價(jià)的鑄鐵。
6）節(jié)約稀有材料
在這方面，可采用在我國(guó)資源較豐富的錳硼系列合金鋼代替資源較少的鉻鎳系合金鋼，以及采用鋁青銅代替錫青銅等方法。
7）材料的供應(yīng)情況
在選擇材料時(shí)，應(yīng)選用本地就有且便于供應(yīng)的材料，以降低采購(gòu)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存的成本；從簡(jiǎn)化材料品種的供應(yīng)和儲(chǔ)存的角度出發(fā)，對(duì)于小批量生產(chǎn)的零件，應(yīng)盡可能減少在同一臺(tái)機(jī)器上使用材料的品種和規(guī)格，以簡(jiǎn)化供應(yīng)和管理，并可在加工及熱處理過(guò)程中更容易掌握最合理的操作方法，從而提高制造質(zhì)量，減少?gòu)U品，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
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4.材料優(yōu)化：蝸桿采用20CrMnTi合金鋼滲碳淬火（表面硬度HRC58-62），蝸輪采用ZCuSn10P1錫青銅，降低長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)的磨損率。還可在嚙合表面噴涂10-15μm厚的二硫化鉬固體潤(rùn)滑涂層，減少因摩擦導(dǎo)致的間隙擴(kuò)大。
5.潤(rùn)滑保養(yǎng)：推薦使用ISO VG220合成齒輪油，含3%-5%的二烷基二硫代磷酸鋅（ZDDP）添加劑，可降低摩擦系數(shù)30%以上。
因此，同時(shí)凝固原則適用于以下情況：
結(jié)晶溫度范圍大，容易產(chǎn)生縮孔的合金，例如錫青銅，對(duì)氣密性要求不高的鑄件，可采用同時(shí)凝固原則。
壁厚均勻的鑄件，尤其是均勻的薄壁鑄件，應(yīng)采用同時(shí)凝固原則。
從合金性考慮，適宜采用定向凝固原則的鑄件，如果熱裂、變形成為主要生產(chǎn)矛盾時(shí)，也可采用同時(shí)凝固原則。
同時(shí)凝固的缺點(diǎn)：在鑄件中心區(qū)域容易形成縮松，鑄件致密性相對(duì)較差。
五、錫青銅和磷青銅件
鑄造性能類似灰鑄鐵。但結(jié)晶范圍大，易產(chǎn)生縮孔；流動(dòng)性差；高溫性能差，易脆。強(qiáng)度隨截面增大而顯著下降。耐磨性好。
應(yīng)用：壁厚不得過(guò)大；零件突出部分應(yīng)用較薄的加強(qiáng)肋加固，以免熱裂；形狀不易太復(fù)雜。
六、無(wú)錫青銅和黃銅件
收縮較大，結(jié)晶范圍小，易產(chǎn)生集中縮孔；流動(dòng)性好。耐磨、耐腐蝕性好。
6、銅合金
銅合金常用材料有6-6-3錫青銅和58-2-2錳黃銅等。銅合金耐磨性好，適用于溫度t≤200℃、公稱壓力PN≤1.6MPa的水和蒸汽中，常用于閘閥、截止閥、止回閥、旋塞閥等。
7、鉻不銹鋼
鉻不銹鋼常用牌號(hào)有2Cr13、3Cr13經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，耐腐蝕性能好。
密封環(huán)與導(dǎo)葉襯套
目前，密封環(huán)與導(dǎo)葉襯套一般都是用不銹鋼或錫青銅兩種耐磨材料制成的。選用不銹鋼制造的密封環(huán)與導(dǎo)葉襯套壽命較長(zhǎng)，但對(duì)其加工及裝配的質(zhì)量要求很高，否則易于在運(yùn)轉(zhuǎn)中因配合間隙略小、軸彎曲度稍大而發(fā)生咬合的情況。
若用錫青銅制造，則加工容易，成本低，也不易咬死，但其抗沖刷性能相對(duì)稍差些。
一般的，鋁合金為680℃～740℃；鑄鐵為1300℃～1370℃；錫青銅為1100～1150℃。薄壁件取上限，厚壁件取下限。鑄鐵件的壁厚不小于15mm，以防白口組織。
開(kāi)型：開(kāi)型愈晚，鑄件在金屬型內(nèi)收縮量愈大，取出采用困難，而且鑄件易產(chǎn)生大 的內(nèi)應(yīng)力和裂紋。通常鑄鐵件的出型溫度700～950℃，開(kāi)型時(shí)間為澆注后10～60秒。
同時(shí)，中國(guó)還改變了此前多年使用的青銅鋅錫合金，取而代之的則是國(guó)際主流的鎳鋁青銅合金。
▲七軸五聯(lián)動(dòng)無(wú)數(shù)控機(jī)床也是國(guó)產(chǎn)航母大型化的基礎(chǔ)之一
據(jù)介紹，鎮(zhèn)江中船完成的超大型螺旋槳的直徑幾乎是尼米茲級(jí)螺旋槳的2倍左右，總重量可想而知。
5）節(jié)約貴重材料
通過(guò)采用組合結(jié)構(gòu)，可節(jié)約價(jià)格較高的材料，如組合式結(jié)構(gòu)的蝸輪齒圈采用減摩性較好但價(jià)格貴的錫青銅，而輪芯則采用廉價(jià)的鑄鐵。
6）節(jié)約稀有材料
在這方面，可采用在我國(guó)資源較豐富的錳硼系列合金鋼代替資源較少的鉻鎳系合金鋼，以及采用鋁青銅代替錫青銅等方法。
5）節(jié)約貴重材料
通過(guò)采用組合結(jié)構(gòu)，可節(jié)約價(jià)格較高的材料，如組合式結(jié)構(gòu)的蝸輪齒圈采用減摩性較好但價(jià)格貴的錫青銅，而輪芯則采用廉價(jià)的鑄鐵。
6）節(jié)約稀有材料
在這方面，可采用在我國(guó)資源較豐富的錳硼系列合金鋼代替資源較少的鉻鎳系合金鋼，以及采用鋁青銅代替錫青銅等方法。
鑄錫青銅渦輪的主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕，其發(fā)生是由接觸應(yīng)力所致，故許用接觸應(yīng)力和滑動(dòng)速度無(wú)關(guān)。
6、說(shuō)出凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律，沖擊特性及應(yīng)用場(chǎng)合。
