CuSP 是一種以磷和硫為主要合金元素的銅合金,成分范圍為銅 98.5%-99.2%、磷 0.03%-0.07%、硫 0.02%-0.05%,雜質(zhì)總含量≤0.5%。通過硫的潤滑作用和磷的強(qiáng)化效果,在保持 95% IACS 高導(dǎo)電率的同時,切削效率提升 35%,成為電氣精密零件的理想材料。
0.05% 硫以 Cu?S 顆粒(直徑 1-3μm)的形式分布在晶界處,能夠顯著降低切削過程中的摩擦阻力,改善切削性能。某電機(jī)廠加工 CuSP 換向器片時,車床的進(jìn)給速度可達(dá) 180m/min,加工后零件表面粗糙度達(dá) Ra0.6μm,與純銅相比,加工時間節(jié)省 40%。磷元素則起到細(xì)化晶粒的作用,使晶粒尺寸控制在 20μm 左右,抗拉強(qiáng)度達(dá) 260-290MPa,比純銅提高 15%。某電纜的 CuSP 屏蔽帶經(jīng)反復(fù)彎曲 60 次后無裂紋,屏蔽效能保持在 65dB。
導(dǎo)電性能接近純銅,電阻率≤0.0185μΩ?m,某變壓器的導(dǎo)電排采用該合金后,在 400A 電流下,溫升比黃銅導(dǎo)電排低 12℃,能耗降低 5%。耐蝕性在干燥環(huán)境中表現(xiàn)優(yōu)異,年腐蝕速率約 0.005mm,某繼電器的觸點采用該合金后,在空氣中存放 5 年,氧化膜厚度僅 0.002mm,接觸電阻變化≤3mΩ。
加工性能適合精密成型,冷加工率可達(dá) 75%,能軋制成 0.04mm 的超薄帶材。某連接器的插針經(jīng)冷鐓加工后,尺寸精度達(dá) IT8 級,滿足精密裝配要求。焊接采用氬弧焊,焊絲選用純銅,焊后導(dǎo)電率保持率達(dá) 92%,能夠滿足電氣連接的性能需求。
制備工藝需嚴(yán)格控制硫的含量,熔煉時硫以 Cu-S 中間合金的形式加入(溫度 1100℃),攪拌 15 分鐘以確保均勻分布。冷軋后的成品經(jīng) 380℃退火 1 小時,消除加工應(yīng)力并保持良好的導(dǎo)電性能,同批次材料的性能波動≤2%。
其應(yīng)用集中在電氣精密零件領(lǐng)域:電機(jī)的換向器片、集電環(huán);變壓器的導(dǎo)電排、接線端子;繼電器的觸點、彈簧片;通信設(shè)備的屏蔽帶等,兼顧了高導(dǎo)電性能與易加工特性。
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