铜锡12镍CuSn12nI2锡青铜粉末3D打印球形铜粉
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更新时间: 2025-08-17 12:28:08
CAS号:7440-31-5
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CuSn12Ni2锡青铜粉末是一种通过粉末冶金工艺制备的铜基合金材料。它的名称揭示了其成分:主要是铜(Cu),含有大约12%的锡(Sn)和2%的镍(Ni)。这种成分设计赋予了它一系列优异的特性,使其在特定领域非常有用。
主要材料特性
优异的耐磨性:
锡青铜本身就以其良好的耐磨性著称。锡在铜基体中形成硬质点,提高了抵抗摩擦磨损的能力。
镍的加入进一步细化了晶粒,提高了合金的强度和硬度(通过固溶强化和沉淀强化),从而进一步增强了耐磨性。
良好的耐腐蚀性:
铜基合金本身就具有良好的耐大气、淡水和海水腐蚀的能力。
锡的加入提高了耐海水腐蚀和耐酸(尤其是稀硫酸)腐蚀的能力。
镍的加入显著提升了合金的耐腐蚀性,特别是提高了在还原性酸、碱性溶液和高温蒸汽中的稳定性。镍还能增强抗脱锌腐蚀的能力。
较高的强度和硬度:
12%的锡含量提供了显著的固溶强化效果。
2%的镍是关键强化元素: 镍在铜中完全固溶,提供显著的固溶强化效果,提高强度、硬度和弹性模量。它还能提高合金的再结晶温度,有利于高温性能。
通过粉末冶金的压制和烧结工艺,以及后续可能的热处理(如时效),可以获得较高的强度和硬度水平(通常高于同等成分的铸态或变形合金)。
良好的自润滑性和抗咬合性:
锡青铜在边界润滑条件下具有良好的摩擦性能,与钢轴对磨时不易发生咬合(卡死)。粉末冶金制品通常具有可控的孔隙率(约10-20%),这些孔隙可以储存润滑油,在运行过程中提供自润滑效果,特别适合轴承应用。
良好的烧结性能:
铜锡合金的粉末冶金烧结通常在保护气氛(如分解氨、氢气)或真空中进行,温度在750°C - 850°C范围内。镍的加入对烧结过程没有显著负面影响,并能促进形成更均匀的显微组织。
良好的尺寸稳定性和可加工性:
粉末冶金工艺可以实现近净成形,减少后续机加工量,节省成本。
烧结后的零件具有良好的尺寸精度和稳定性。
虽然硬度较高,但锡青铜粉末冶金零件通常仍可进行车削、钻孔、磨削等机加工。
较好的导电导热性(相对于其他高强铜合金):
虽然锡和镍的加入会降低纯铜的导电导热性,但CuSn12Ni2仍比很多铁基粉末冶金材料和不锈钢具有更好的导电导热性,这对于需要散热或导电的应用是有利的。
无磁性:
作为铜基合金,它是非铁磁性的。
主要应用领域
基于上述特性,CuSn12Ni2锡青铜粉末冶金材料主要应用于对耐磨、耐腐蚀、强度有一定要求,且可能受益于自润滑或复杂形状近净成形的场合:
滑动轴承和轴套:
这是最核心的应用领域。 其优异的耐磨性、自润滑性(孔隙储油)、抗咬合性和耐腐蚀性使其成为制造各种中高载荷、中低速滑动轴承、衬套、止推垫圈的理想材料。广泛应用于:
汽车:水泵轴承、转向系统衬套、悬挂衬套、启动电机衬套等。
工业机械:齿轮箱轴承、泵轴承、阀门部件、农业机械、传送带滚轮轴承等。
家用电器:洗衣机、空调压缩机中的轴承部件。
液压和气动元件:活塞、阀套等。
齿轮和小型结构件:
利用其强度、耐磨性和粉末冶金近净成形的优势,用于制造轻中载荷、要求耐磨和一定精度的齿轮、凸轮、棘轮、小齿轮、离合器零件等。
阀门零件和泵部件:
耐腐蚀性(尤其是耐水和蒸汽)和耐磨性使其适用于制造阀门阀座、阀芯、阀杆导套、泵叶轮、泵壳体衬里等。
化工和海洋工程零件:
良好的耐腐蚀性(特别是加入镍后增强的耐海水、耐碱性和部分耐酸性)使其可用于制造化工设备中的耐腐蚀衬套、密封环、法兰垫片,以及船舶、海洋平台上的耐海水腐蚀零件。
电气和电子连接器/触点:
虽然导电性不如纯铜或高导电铜合金,但其良好的强度、耐磨性、耐腐蚀性和可加工性,使其适用于需要一定强度和耐久性的电气连接器外壳、触点支架、开关滑块等部件。
其他耐磨零件:
如锁具零件、仪器仪表中的耐磨部件、缝纫机零件、枪械零件等。
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