1-28.铸造铜合金分为哪些种类?各自的特点和应用如何?
铸造铜合金分为:铸造青铜、铸造黄铜、铸造白铜和特殊用途铸造铜合金。
(1)铸造青铜。按化学成分可分为铸造锡青铜和铸造无锡青铜(又称特殊青铜)。
1)铸造锡青铜。以Cu和Sn为主要成分的合金称为锡青铜。目前广泛应用的锡青铜中,锡的质量分数一般为3%~11%。为了改善锡青铜的力学、物理和工艺性能,在Cu-Sn二元合金基础上,再添加一定数量的锌(Zn)、铅(Pb)、镍(Ni)或磷(P)等形成一系列的多元锡青铜。
铸造锡青铜的特点是具有优良的耐蚀性,特别是在大气、淡水、海水、碱性溶液和过热的蒸汽中。因此,其在泵、阀、给排水管路和船舶设备方面有着广泛的应用。
2)铸造无锡青铜。用铝(Al)、锰(Mn)、硅(Si)等元素代替锡(Sn)元素的合金,称为无锡青铜。无锡青铜又可分为铝青铜、铅青铜、铍青铜、硅青铜、锰青铜和铬青铜等。无锡青铜中以铝青铜应用最广。
(2)铸造黄铜。黄铜可分普通黄铜和特殊黄铜。
1)以锌为主要合金元素的Cu-Zn二元合金,通称为黄铜或普通黄铜。
2)在Cu-Zn二元合金基础上,再添加其他合金元素(Al、Si、Mn等元素)组成的多元合金,称为特殊黄铜(铝黄铜、硅黄铜、锰黄铜、铅黄铜)。
普通黄铜具有一定的强度、硬度和良好的铸造性能,但耐磨性、耐蚀性,尤其是对流动海水、蒸汽和无机酸的耐蚀性能较差。特殊黄铜(包括海军黄铜、易切削黄铜、高强度锰黄铜以及压铸黄铜)能满足各种使用条件。
大多数黄铜兼作压力加工和铸造合金使用,但高强度特殊黄铜则主要作铸造合金使用,其中熔点较低的合金用于压铸。
(3)铸造白铜。以镍为主要合金元素的铜合金称为白铜。铸造白铜有铁白铜、铌白铜、铝白铜、铍白铜、锌白铜等。
铸造白铜具有优良的耐蚀性和较高的强度,良好的铸造工艺性能,广泛应用于制造耐蚀结构制品。
(4)特殊用途铸造铜合金。有铜-锰基阻尼合金、艺术铜合金。
1)铜-锰基阻尼合金能减振、降低噪声和提高疲劳寿命,在制作防振和消声设备方面有重要作用,主要用于舰船螺旋桨和防振设备的紧固件、泵体、刀具支架、机座、框架、压缩机机体和减速器上的齿轮等,例如,潜艇用螺旋桨、凿岩机杆、机械滤波器、垃圾处理机、高速纸带穿孔打字机、滚珠轴承、消声车轮等。
2)艺术铜合金系指专门用于制造鼎、钟、鼓、镜、佛像、兵器和装饰等工艺品的铜合金。与普通铜合金的区别在于对其色调、耐蚀性和响度、磨削加工性等有特殊要求。
艺术铜合金主要有锡青铜(钟用锡青铜、镜用锡青铜、鼓用锡青铜、钱用锡青铜),黄铜(如锌的质量分数为12%和20%的黄铜),白铜(镍的质量分数为20%的白铜制造银币和奖牌,锌白铜制作装饰品和乐器)等。