C17510铜合金是一种高性能的铍铜合金,属于沉淀硬化型合金。它在高强度、高弹性、高导电导热性以及优异的抗疲劳和耐腐蚀性之间取得了卓越的平衡。
以下是其详细的成分和性能分析:
C17510的化学成分严格控制,关键在于极低的铍含量和添加钴/镍作为沉淀强化剂,这使其在保持高导电性的同时获得高强度。
元素 | 含量(重量百分比%) | 作用 |
铍 (Be) | 0.20 - 0.60 | 核心强化元素。通过时效处理形成细小的析出相(如BeCo),极大地提高强度和硬度,同时对导电性影响相对较小。 |
钴 (Co) 或 镍 (Ni) | 2.0 - 2.8 (Co) | 与铍形成强化相(如BeCo),辅助强化。钴比镍更能改善合金的应力松弛抗力和高温稳定性。C17510通常指钴版本(C17500为镍版本)。 |
铜 (Cu) | 余量 | 基体,提供基本的塑性、导电性和导热性。 |
其他(Fe, Si, Al等) | ≤ 0.20(单个) | 杂质元素,需严格控制含量。 |
关键特点:与高铍铜(如C17200,含1.8-2.0% Be)相比,C17510的铍含量低得多,这使其导电率大幅提高(可达到50% IACS以上),但峰值强度较低。它代表了“高强度-高导电”应用的最佳选择之一。
性能数据会因产品形态(带材、线材、棒材)、尺寸和热处理状态的不同而变化。以下为典型值:
密度: ≈ 8.75 g/cm³
导电率:
固溶处理(软化)态: ≥ 50% IACS
时效硬化后(典型使用状态): 45 - 60% IACS (远高于高铍铜的15-25% IACS)
导热系数: ≈ 105 W/(m·K) (时效后)
弹性模量: ≈ 128 GPa
热膨胀系数: ≈ 17.0 × 10⁻⁶ /K (20-200°C)
C17510通常通过“固溶处理 + 冷加工 + 时效处理”来获得最佳性能组合。
状态 | 抗拉强度 (MPa) | 屈服强度 (0.2% Offset, MPa) | 延伸率 (%) | 洛氏硬度 (HRB/HRC) | 特点 |
固溶态 (O态) | 340 - 450 | 150 - 250 | ≥ 35 | HRB 65-85 | 非常软,可进行剧烈冷成形(如深冲、弯曲)。 |
冷加工态 (H态) | 随加工率增加而提高 | 随加工率增加而提高 | 随加工率增加而降低 | HRB 80-100 | 通过冷轧/拉拔获得初步强度和硬度,为时效做准备。 |
时效硬化态 (TF00, TH04等) | 690 - 1030 | 550 - 960 | 2 - 15 | HRB 95 - HRC 38 | 最终使用状态。通过低温热处理(~450-500°C,2-4小时)析出强化相,获得高强度和高弹性。 |
高强度与高导电/导热性的完美结合:这是其最核心的优势。能在保持高导电(>45% IACS)的同时,达到高强度(>800 MPa),非常适合既需要承载电流/散热又需要承受机械应力的场合。
优异的抗应力松弛性:在高温或长期应力作用下,保持弹性和夹紧力的能力很强,非常适合制作高温环境下的弹簧、连接器。
良好的疲劳强度:在循环载荷下不易断裂。
优异的耐腐蚀性:与纯铜相似,耐大气、海水及多种化学介质的腐蚀。
无磁性。
良好的加工性:在固溶软化状态下,易于进行冲压、车削、钻孔等加工。加工后通过时效处理即可强化。
可焊接性:可采用电阻焊、钎焊、激光焊等方式,但熔焊较为困难。
凭借其独特的性能组合,C17510广泛应用于要求苛刻的电气电子和工业领域:
高功率/高频连接器:如汽车高压连接器、通信基站连接器,要求高导电、高插拔力和良好的抗应力松弛。
继电器、开关和断路器元件:承载电流的弹簧片、触头、导电臂等。
电阻焊电极:特别是需要良好导电和一定强度的辅助电极、轴肩等。
弹簧和簧片:所有需要高导电和高弹性的弹簧应用,如电机电刷弹簧、IC插座探针。
热管理部件:需要一定结构强度的散热片、引线框架等。
石油钻井工具:无磁且耐腐蚀的部件。
塑料模具:需要快速散热的模具镶件、浇口套等。
C17510是一种低铍高导的钴铍铜合金。 它在高强度(时效后抗拉强度可达1000 MPa级)和高导电/导热性(>45% IACS)之间取得了最佳平衡。这种特性使其成为高端电气连接、电子元件和精密机械领域中不可替代的关键材料,尤其适用于那些要求材料同时扮演“结构承载”和“电流/热量通路”双重角色的应用。