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QCr1(铬青铜)百科

发布:sonhooalloy 浏览:4546次

QCr1是中国国标(GB/T 5233-2021)中的一个牌号,它是一种高导电、高强度的铬青铜。它是工业上应用非常广泛的一种沉淀硬化型铜合金。


一、 主要化学成分(GB/T 5233-2021)

QCr1的核心在于“Cr”(铬),其名义成分和典型范围如下:

  • 铬(Cr)0.5% ~ 1.2% (这是最核心的合金元素,通常控制在0.6%-1.0%以获得最佳综合性能)

  • 铜(Cu)余量 (纯度很高,通常在98.5%以上)

  • 杂质元素(如Pb、Fe、Sn、Ni、Si等)总量 ≤ 0.5% (严格控制杂质是保证高导电性的关键)

国际对应牌号参考

  • 美国: C18200 (UNS编号)

  • 欧洲: CuCr1 (EN编号)

  • 日本: C1821


二、 核心性能特点

QCr1的性能核心源于其“沉淀硬化(时效硬化)” 能力。通过热处理(固溶+时效),铬元素以细小颗粒的形式析出,极大地提高了强度,同时保持铜基体的高导电性。

1. 物理与机械性能(典型值,经热处理后)

性能指标

典型值

说明

导电率

≥ 80% IACS (国际退火铜标准)

核心优势之一。远高于一般铜合金,接近纯铜的导电性。

导热系数

~200 W/(m·K)

导热性优良,利于散热。

抗拉强度

380 ~ 500 MPa

显著高于纯铜(~200-250 MPa),具有优良的机械强度。

屈服强度(σ0.2)

300 ~ 450 MPa

表现出良好的抗变形能力。

延伸率

10% ~ 20%

保持良好的塑性,可以进行一定的成形加工。

硬度

HV 100 ~ 130 (或 HRB 75 ~ 85)

硬度较高,耐磨性好。

软化温度

约 400°C

在高温下能保持性能不显著下降,抗软化能力强。

疲劳强度

适用于承受循环载荷的部件。

2. 工艺性能

  • 热处理敏感性: 性能严重依赖正确的热处理工艺(通常是980-1000°C水淬固溶 + 450-500°C时效数小时)。

  • 冷加工性: 在固溶处理(软态)后,具有良好的冷加工成形性。加工后可通过时效进一步提高强度。

  • 热加工性: 良好,适合热锻、热挤压。

  • 焊接性较差。由于高导热和高铬含量,焊接时易产生裂纹和气孔。通常采用银钎焊、电阻焊或电子束焊等特殊方法。

  • 切削加工性: 一般,比纯铜好,但不如易切削黄铜(如HPb59-1)。

3. 特殊性能优势

  • 高强度与高导电/导热性的完美结合: 这是QCr1最核心的优势,使其成为很多关键部件的首选。

  • 优良的耐磨性: 硬度高,耐电弧烧蚀和磨损。

  • 良好的耐腐蚀性: 在大多数大气、淡水介质中与纯铜相当,优于钢。

  • 无磁性: 适用于需要避免磁干扰的场合。


三、 典型应用领域

正是由于其独特的性能组合,QCr1被广泛应用于以下要求苛刻的领域:

  1. 电气工业(最主要的应用)

  2. 电阻焊电极: 点焊、缝焊、对焊机的电极头和电极臂,利用其高导电、高强度、抗高温软化和耐磨的特性。

  3. 开关、断路器、继电器的触头及导电部件

  4. 大功率引线、接线端子、导电连接件

  5. 电机和发电机的集电环、换向器

  6. 模具与冶金工业

  7. 连续铸造机的结晶器内衬(如水平连铸的钢坯结晶器)。

  8. 玻璃成型模具(如瓶罐模具),利用其高导热性使玻璃快速均匀冷却。

  9. 压铸模具的嵌件、注塑模具的导热部件。

  10. 其他工业

  11. 高强度导电弹簧、紧固件。

  12. 热交换器的高强度部件。

  13. 需要兼具耐磨和导通的机械滑动部件。


四、 常用供应状态

  • 固溶态(软态): 便于客户进行冷成形加工,加工后再进行时效处理。

  • 固溶+冷加工态: 提供一定的预强度。

  • 固溶+时效态(硬态): 直接提供最终性能,可直接使用。

  • 热锻/热挤压态: 用于制造大型或形状复杂的毛坯。

五、 总结与对比

  • 与纯铜相比: QCr1强度、硬度、耐磨性和抗高温软化能力成倍提高,而导电/导热性牺牲很小(仍保持80%以上)。

  • 与其他高强度铜合金(如铍铜、铝青铜)相比: QCr1的导电/导热性最好,且成本低于昂贵的铍铜,无毒环保。虽然其绝对强度不如铍铜,但已能满足大多数高导电高强度的应用场景。

简单来说,QCr1是“既能像钢铁一样强韧,又能像纯铜一样导电”的“弹导体”典范材料,是电气、模具和冶金行业不可或缺的关键工程材料。



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