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C14415(铜锡合金百科)

发布:sonhooalloy 浏览:5524次

C14415铜合金是一种具有独特性能组合的铜锡合金,在特定工业领域,尤其是电子电气行业有重要应用。以下是关于其成分和性能的详细介绍。


一、 化学成分

C14415是一种低锡、含磷的铜合金。其化学成分(以质量百分比表示,典型值)通常符合以下规范(不同标准/供应商可能略有差异):

  • :余量

  • :0.15 - 0.50%

    • 核心强化元素,通过固溶强化提高合金的强度和硬度,同时基本不影响导电性。

  • :0.015 - 0.040%

    • 脱氧剂,防止在熔炼和铸造过程中产生气孔和脆性。残留的微量磷也起到微弱的强化作用。

  • 杂质限制

    • 等杂质元素含量被严格控制(通常总量 < 0.15%)。

    • 严格控制杂质的目的在于最大限度地保证其导电性和热导率

关键点:C14415本质上是一种高纯铜(含氧量极低或无氧),通过添加微量的锡和磷来获得比纯铜更好的机械性能,同时保持极高的导电性。


二、 主要性能特点

综合来看,C14415的性能介于纯铜和传统高强度铜合金(如铍铜、磷青铜)之间,实现了极佳的性能平衡。

  1. 极高的导电率

  2. 这是其最突出的优点。其导电率可达98% IACS(国际退火铜标准)或更高。这使其成为几乎所有高导电铜合金中导电性最高的之一,仅次于纯铜(C11000,约101% IACS)。

  3. 良好的导热性

  4. 与高导电性相对应,其热导率也非常出色,适合需要散热的应用。

  5. 优秀的机械性能

  6. 强度与硬度:通过冷加工(如拉拔、轧制)可以显著提高其强度和硬度,其强度远高于纯铜。典型的抗拉强度在退火态约为220-280 MPa,硬态可达380-450 MPa或更高。

  7. 延展性:退火态具有良好的延展性,可以进行弯曲、成型等加工。

  8. 抗软化性能

  9. 得益于锡的固溶强化作用,C14415的抗软化温度比纯铜更高。这意味着在焊接或短时高温工作环境下,它能更好地保持其冷加工后获得的强度,不易发生再结晶软化。这是它相对于纯铜(C1100/C11000)的一个关键优势。

  10. 可加工性与镀层性能

  11. 可成形性:良好。

  12. 可焊性:优异,适用于各种焊接工艺。

  13. 可镀性:表面易于镀锡、镀银或镀镍,这在电子连接器中至关重要,可提高耐腐蚀性和可焊性。

  14. 耐腐蚀性

  15. 具有与纯铜类似的良好耐大气腐蚀和淡水腐蚀性能。但在某些特定介质(如氨水、硫化物)中仍需注意。

  16. 无时效性

  17. 与铍铜等析出强化型合金不同,C14415的强化主要依靠冷加工和固溶强化,没有时效硬化特性。这意味着其性能在室温下是稳定的。


三、 性能参数汇总表

性能项目

数值/描述

导电率

≥ 98% IACS

热导率

~ 365 W/(m·K)

密度

约 8.94 g/cm³

抗拉强度 (软态)

220 - 280 MPa

抗拉强度 (硬态)

380 - 450 MPa 或更高

屈服强度 (硬态)

≥ 350 MPa

伸长率 (软态)

≥ 15%

伸长率 (硬态)

约 2 - 8%

维氏硬度 (硬态)

约 110 - 130 HV

抗软化温度

约 250 - 300°C (短时)


四、 主要应用领域

因其“高强度、高导电、抗软化”的特性,C14415主要应用于:

  • 电子电气行业

    • 引线框架:集成电路的核心部件,要求高导电(散热、导电)、高强度(支撑、塑封应力)和良好的镀层结合力。

    • 连接器:高端插针、插座,特别是对电流承载能力和插拔寿命要求高的部位。

    • 端子继电器开关部件。

    • 电缆带材汇流排

  • 散热部件:需要同时兼顾结构强度和散热效率的场合。

  • 电信设备:高频同轴电缆的导体、波导器件。


五、 常见对比与牌号

  • 与纯铜:C14415强度更高,抗软化性能更好,导电性略有牺牲(约降低3%),是性能更全面的工程材料。

  • 与磷青铜:导电性远高于磷青铜(如C5191),但强度、弹性和耐磨性不如磷青铜。

  • 与铬锆铜:导电性相近或更高,但高温强度(>400°C)和抗蠕变性能不如铬锆铜。

  • 与铍铜:导电性远高于高强度铍铜,但强度、硬度和弹性极限远不及铍铜。

对应牌号

  • 美国:UNS C14415(最常用标准)。

  • 欧洲:可能对应CuSn0.15或类似牌号。

  • 日本:可能对应CAC-15或类似商业牌号。

  • 中国:国内通常直接引用美标,或开发类似性能的高导铜锡合金。

总结

C14415是一种以牺牲极少导电性为代价,换取显著更高强度和优异抗软化性能的铜合金。 它填补了纯铜和高强度但低导电性铜合金之间的性能空白,是要求高导电、中高强度、良好可焊性和热稳定性应用场景的理想选择,尤其在微电子和精密电气领域不可或缺。



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