銅基彈性材料的應用現狀

彭圣軒

摘 要：隨著我國科技水平的不斷提高，銅基彈性材料的性能越來越好，其應用范圍也越來越廣。本文將具體介紹幾種基本的銅基彈性材料，對這些銅基彈性材料的性能、加工工藝特點和用途進行分析，并結合這些銅基彈性材料的生產和應用現狀，希望能給相關人士提供一些參考。

關鍵詞：銅基彈性材料；應用；現狀

銅基彈性材料具有很強的功能性，而且其品種繁多，用途比較廣泛，經過精細加工之后能滿足現代化生產的需求。同時銅基彈性材料的導電導熱性能較好，在元件制作中也能得到廣泛應用。隨著我國經濟的不斷發展，對銅基彈性材料提出了更高的要求，在此背景下，銅基彈性材料必須滿足現代化市場的需求，進行大膽創新。研究銅基彈性材料的應用現狀，可以對其進行具體分析，把握其發展趨勢，幫助人們探索出新型的銅基彈性合金。

1 銅基彈性材料概述

銅基彈性合金應用很普遍，這類合金的特點是無磁和導電良好，目前主要應用在接插件、彈簧、連接器、轉換器等各種載流彈性元器件中，具體包括以下幾種類型：第一種是低溫退火型銅基彈性合金，比如黃銅等等。第二種是時效析出硬化型銅基彈性合金，比如鈦青銅等等。第三種是調幅分解型銅基彈性合金，比如銅鎳錫合金等等。第四種是微粒彌散硬化型銅基彈性合金，比如銅鐵磷合金等等。

目前還有一種分類的方法，就是根據銅基彈性，將銅基彈性合金分成高彈性、中等彈性、低彈性幾種類型的合金。我國的銅基彈性合金以錫磷青銅為主，在一定程度上存在著性能差、成本高的局限性。

2 不同類型的銅基彈性合金及其應用

2.1 高彈性銅合金

2.1.1沉淀硬化型合金

所謂的沉淀硬化型合金，實質上指的就是鈹青銅合金。鈹青銅是一種特殊的青銅，具有極高的彈性，而且生產歷史較長，具有很好的性能。鈹青銅的彈性較高，耐磨損、耐疲勞、耐腐蝕的性能都非常好，將這種材料應用在銅合金制造中，可以滿足不同場合的高彈性需求。但是鈹青銅的材料很昂貴，而且其中存在有害物質，會導致人中毒，因此在具體應用過程中存在較大的限制。

當前美國和日本是世界上鈹青銅的主要生產國，隨著科學技術的不斷發展，兩國在生產鈹青銅時都注重加工工藝的安全性和高效性。我國從五十年代開始生產鈹青銅，在鈹青銅的冶煉加工等環節進行了大量的試驗，并收獲了較好成果。我國的東方鉭業公司是目前唯一從事青銅開發的公司，生產水平相對較高，但是仍然存在著生產方式落后、產量較低的弊病。

工業上的沉淀硬化型合金，即鈹青銅合金包括高強度和中等強度導電能力的鈹銅合金和低強度、導電能力較弱的鈹銅合金。雖然說鈹銅合金的效能很高，但是在研究生產的過程中仍然需要改進工藝。比如，在生產鈹青銅的過程中，可以改進熔鑄工藝，采用電渣重熔的方法，提高材料的性能。同時，在生產過程中，可以添加微量的合金元素。進行二次形變熱處理也是提高鈹銅合金壽命的方法，技術人員在具體的工作中應該加以注意。

2.1.2調幅分解型合金

調幅分解型合金又稱銅鎳錫合金，可以提高合金的強度和彈性，是上述合金類型的替代品。這種生產材料的成本比較低，而且耐腐蝕性和焊接性較好，能有效代替鈹青銅，成為工業制造的替代品。目前調幅分解型合金在國外已經被大量應用，我國對此類型合金的研究進程也在不斷加快。

2.2 中等彈性銅合金

2.2.1時效硬化型合金

鈦青銅是時效硬化型合金，強度和彈性都好，而且可以耐熱耐磨，在日本這類合金得到了廣泛應用，我國也在不斷探索鈦青銅的應用方式，進行了大量的實驗研究和推廣活動。想要擴大鈦青銅的適用范圍，首先要解決合金的冶煉技術問題。鈦很容易出現氧化，在進行冶煉時損耗的物質很多，因此在應用之前必須先解決好技術問題。

2.2.2調幅分解型合金

銅鎳鉻合金是調幅分解型合金，也是中等彈性合金，是由國際公司研發制成的一種新型合金。德國的公司為了提高這種合金的應用效率，對其進行的時效處理。經過實驗，這種合金的強度增加，可以應用在導電彈簧的制作中。

2.3 低彈性銅合金

2.3.1低溫退火型合金

錫磷青銅是一種低溫退火型合金，可以通過固溶強化和冷卻之后獲得良好的性能。由于錫磷青銅投入生產的環節較多，其生產周期很長，同時錫磷青銅的資源比較短缺，目前還不能大規模地投入應用。

2.3.2彌散強化型合金

高銅合金是一種彌散強化型合金，這種合金的生產過程如下：在銅固溶體中加入一些元素，可以降低其溶解度，對化合物質進行析出，可以使合金的導電率上升。目前我國已經研制出了新型的彌散強化型合金，這種合金材料經過固溶處理、冷加工之后，具有較高的導電性，而且抗腐蝕、抗疲勞的程度都較高，可以作為一種低彈性的銅基彈性材料，代替錫磷青銅的使用，從而減少生產成本，提高生產效率。

3 結語

我國的科技水平已經發展到了一定的層次，為了滿足現代化的生產需求，應該對銅基彈性材料的應用進行深入分析，將其投入到現代化生產之中。

參考文獻：

[1] 劉東輝，馬鵬，崔文源.銅基彈性合金的研究現狀與發展[J].有色金屬加工，2011，05：8-12.

[2] 劉洋.高彈性Cu-15Ni-8Sn合金的制備工藝研究[D].北京有色金屬研究總院，2013.