銅基彈性材料的應(yīng)用現(xiàn)狀

彭圣軒

摘 要：隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，銅基彈性材料的性能越來越好，其應(yīng)用范圍也越來越廣。本文將具體介紹幾種基本的銅基彈性材料，對(duì)這些銅基彈性材料的性能、加工工藝特點(diǎn)和用途進(jìn)行分析，并結(jié)合這些銅基彈性材料的生產(chǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀，希望能給相關(guān)人士提供一些參考。

關(guān)鍵詞：銅基彈性材料；應(yīng)用；現(xiàn)狀

銅基彈性材料具有很強(qiáng)的功能性，而且其品種繁多，用途比較廣泛，經(jīng)過精細(xì)加工之后能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。同時(shí)銅基彈性材料的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能較好，在元件制作中也能得到廣泛應(yīng)用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)銅基彈性材料提出了更高的要求，在此背景下，銅基彈性材料必須滿足現(xiàn)代化市場(chǎng)的需求，進(jìn)行大膽創(chuàng)新。研究銅基彈性材料的應(yīng)用現(xiàn)狀，可以對(duì)其進(jìn)行具體分析，把握其發(fā)展趨勢(shì)，幫助人們探索出新型的銅基彈性合金。

1 銅基彈性材料概述

銅基彈性合金應(yīng)用很普遍，這類合金的特點(diǎn)是無磁和導(dǎo)電良好，目前主要應(yīng)用在接插件、彈簧、連接器、轉(zhuǎn)換器等各種載流彈性元器件中，具體包括以下幾種類型：第一種是低溫退火型銅基彈性合金，比如黃銅等等。第二種是時(shí)效析出硬化型銅基彈性合金，比如鈦青銅等等。第三種是調(diào)幅分解型銅基彈性合金，比如銅鎳錫合金等等。第四種是微粒彌散硬化型銅基彈性合金，比如銅鐵磷合金等等。

目前還有一種分類的方法，就是根據(jù)銅基彈性，將銅基彈性合金分成高彈性、中等彈性、低彈性幾種類型的合金。我國(guó)的銅基彈性合金以錫磷青銅為主，在一定程度上存在著性能差、成本高的局限性。

2 不同類型的銅基彈性合金及其應(yīng)用

2.1 高彈性銅合金

2.1.1沉淀硬化型合金

所謂的沉淀硬化型合金，實(shí)質(zhì)上指的就是鈹青銅合金。鈹青銅是一種特殊的青銅，具有極高的彈性，而且生產(chǎn)歷史較長(zhǎng)，具有很好的性能。鈹青銅的彈性較高，耐磨損、耐疲勞、耐腐蝕的性能都非常好，將這種材料應(yīng)用在銅合金制造中，可以滿足不同場(chǎng)合的高彈性需求。但是鈹青銅的材料很昂貴，而且其中存在有害物質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致人中毒，因此在具體應(yīng)用過程中存在較大的限制。

當(dāng)前美國(guó)和日本是世界上鈹青銅的主要生產(chǎn)國(guó)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，兩國(guó)在生產(chǎn)鈹青銅時(shí)都注重加工工藝的安全性和高效性。我國(guó)從五十年代開始生產(chǎn)鈹青銅，在鈹青銅的冶煉加工等環(huán)節(jié)進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，并收獲了較好成果。我國(guó)的東方鉭業(yè)公司是目前唯一從事青銅開發(fā)的公司，生產(chǎn)水平相對(duì)較高，但是仍然存在著生產(chǎn)方式落后、產(chǎn)量較低的弊病。

工業(yè)上的沉淀硬化型合金，即鈹青銅合金包括高強(qiáng)度和中等強(qiáng)度導(dǎo)電能力的鈹銅合金和低強(qiáng)度、導(dǎo)電能力較弱的鈹銅合金。雖然說鈹銅合金的效能很高，但是在研究生產(chǎn)的過程中仍然需要改進(jìn)工藝。比如，在生產(chǎn)鈹青銅的過程中，可以改進(jìn)熔鑄工藝，采用電渣重熔的方法，提高材料的性能。同時(shí)，在生產(chǎn)過程中，可以添加微量的合金元素。進(jìn)行二次形變熱處理也是提高鈹銅合金壽命的方法，技術(shù)人員在具體的工作中應(yīng)該加以注意。

2.1.2調(diào)幅分解型合金

調(diào)幅分解型合金又稱銅鎳錫合金，可以提高合金的強(qiáng)度和彈性，是上述合金類型的替代品。這種生產(chǎn)材料的成本比較低，而且耐腐蝕性和焊接性較好，能有效代替鈹青銅，成為工業(yè)制造的替代品。目前調(diào)幅分解型合金在國(guó)外已經(jīng)被大量應(yīng)用，我國(guó)對(duì)此類型合金的研究進(jìn)程也在不斷加快。

2.2 中等彈性銅合金

2.2.1時(shí)效硬化型合金

鈦青銅是時(shí)效硬化型合金，強(qiáng)度和彈性都好，而且可以耐熱耐磨，在日本這類合金得到了廣泛應(yīng)用，我國(guó)也在不斷探索鈦青銅的應(yīng)用方式，進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究和推廣活動(dòng)。想要擴(kuò)大鈦青銅的適用范圍，首先要解決合金的冶煉技術(shù)問題。鈦很容易出現(xiàn)氧化，在進(jìn)行冶煉時(shí)損耗的物質(zhì)很多，因此在應(yīng)用之前必須先解決好技術(shù)問題。

2.2.2調(diào)幅分解型合金

銅鎳鉻合金是調(diào)幅分解型合金，也是中等彈性合金，是由國(guó)際公司研發(fā)制成的一種新型合金。德國(guó)的公司為了提高這種合金的應(yīng)用效率，對(duì)其進(jìn)行的時(shí)效處理。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，這種合金的強(qiáng)度增加，可以應(yīng)用在導(dǎo)電彈簧的制作中。

2.3 低彈性銅合金

2.3.1低溫退火型合金

錫磷青銅是一種低溫退火型合金，可以通過固溶強(qiáng)化和冷卻之后獲得良好的性能。由于錫磷青銅投入生產(chǎn)的環(huán)節(jié)較多，其生產(chǎn)周期很長(zhǎng)，同時(shí)錫磷青銅的資源比較短缺，目前還不能大規(guī)模地投入應(yīng)用。

2.3.2彌散強(qiáng)化型合金

高銅合金是一種彌散強(qiáng)化型合金，這種合金的生產(chǎn)過程如下：在銅固溶體中加入一些元素，可以降低其溶解度，對(duì)化合物質(zhì)進(jìn)行析出，可以使合金的導(dǎo)電率上升。目前我國(guó)已經(jīng)研制出了新型的彌散強(qiáng)化型合金，這種合金材料經(jīng)過固溶處理、冷加工之后，具有較高的導(dǎo)電性，而且抗腐蝕、抗疲勞的程度都較高，可以作為一種低彈性的銅基彈性材料，代替錫磷青銅的使用，從而減少生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

3 結(jié)語

我國(guó)的科技水平已經(jīng)發(fā)展到了一定的層次，為了滿足現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求，應(yīng)該對(duì)銅基彈性材料的應(yīng)用進(jìn)行深入分析，將其投入到現(xiàn)代化生產(chǎn)之中。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉東輝，馬鵬，崔文源.銅基彈性合金的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J].有色金屬加工，2011，05：8-12.

[2] 劉洋.高彈性Cu-15Ni-8Sn合金的制備工藝研究[D].北京有色金屬研究總院，2013.