1)銅
銅具有高的導電性和導熱性,足夠的機械強度,良好的耐蝕性,無低溫脆性,易于壓力加工,便于焊接,是最廣泛應用的導電材料。
電線電纜及導電零件一般選用含銅量(質量分數)大于99.90%的工業純銅。無氧銅用于電真空器件、電子儀器的零件,耐高溫導體、超導線的複合基體和徽細線等。無磁性高純銅漆包線用于高精密電器儀表的動圈。導電用銅的品種、成分見表1一2,主要性能參數見表1-3。
室溫幹燥空氣中,銅幾乎不氧化;溫度達 100°C時,表面生成黑色氧化銅膜;高于300°C時,生成紅色氧化亞銅膜;600C以上時,則強烈氧化,接觸電阻增加,嚴重時導緻連接處局部燒熔。銅與硫化物生成的深綠色保護膜能降低腐蝕速度。在含有大量二氧化硫、硫化氫、硝酸、氨和氯等氣體的場合,銅會強烈腐蝕,氯氣影響尤為嚴重。
表1-2 導電用銅的品種與成分
表1-2 導電用銅的品種與成分
表1-3 導電用銅的主要性能
2)銅合金
銅合金廣泛用于接觸導線、換向器、集電環、刀開關、導電嘴等。選用時,應考慮實際運行及長期使用所具備的綜合特性,且易于加工。
1.銀銅
銀銅強度高、抗蠕變、耐磨、耐腐蝕。
含銀量随用途而異,直流電機換向器用換向片及電車線,一般含銀(質量分數)0.06%一0.25%;集電環等導電零件,含銀(質量分數)5%~20%。
2.镉銅
镉銅具有良好導電、導熱、耐磨及抗蝕性。冷變形後硬度可達HV140,但在250°C以上明顯軟化。用作焊接鋁或鋁合金的電焊機電極時,應加強冷卻,以提高使用壽命,镉污染環境。
3.镧銅
镧銅生産工藝及使用特性類似銀銅,可予替代,以節約銀。
4.锆銅
锆銅軟化溫度高達500℃,能經受800°C的高溫封接。
5.鉻銅
鉻銅具有好的導電、導熱性,用作電阻焊電極,能在450~475℃的溫度下安全工作。
6.鉻锆銅
鉻锆銅是用于焊接低碳鋼的最佳電極合金之一,熱處理後,能提高常溫及高溫下的力學性能。
7.铍銅
铍銅具有高強度、高硬度、彈性滞後小、彈性穩定性好、耐蝕、耐磨、耐疲勞、無撞擊火花、無磁性等特點。铍在銅中有極強的時效強化效果。铍的氧化物和氟化物劇毒,大氣中的微量粉塵即能使人患铍肺炎。
8.鎳矽銅
含有鎳、矽、鉻的鎳矽銅,國産的稱為841合金,美國的稱為Ampcoloy940合金。經熱處理等加工,可獲近似铍銅的特性,僅高溫硬度稍低。
9.钛銅
钛銅具有很好的力學性能,但含钛(質量分數)大于5%者,雖力學性能更好,壓力加工卻困難。
10.鎳钛銅
含有鎳、钛及少量鉻及稀土等元素,經适當熱處理,高溫下具有優良力學物理性能。價格便宜,可替代铍钴銅,以避免由铍帶來的環境污染。
11.鐵磷銅
鐵銅易偏析。含鐵及少量磷、鎂的鐵銅合金,有較好的力學物理性能和焊接性能,焊接性能随含鐵量(質量分數)的增加而變差。
12.鎳磷銅
鎳磷銅經冷加工變形及熱處理可提高使用性能。一般用作制作導電彈簧、接線柱、接線夾、高強度導電零件。
13.鋁矽銅
鋁矽銅的抗氧化性類似于1Cr18Ni9不鏽鋼,價格比白銅、青銅便宜,可替代錫青銅用作彈性材料,可用于密封及熱交換器中。
14.氧化鋁銅
氧化鋁銅所含金屬氧化物粒子可提高其熱穩定性。抗軟化溫度接近銅的熔點,為最理想的高溫導電材料之一。
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