C19010是一种高强度、中高导电率的铜合金,属于铜-铁-磷系合金,常被称为铁青铜。它通过沉淀强化热处理获得优异的综合性能。
一、 主要化学成分
C19010的典型化学成分(按重量百分比)如下:
铜 : 余量
铁 : 1.5% - 1.9%
磷 : 0.02% - 0.15%
锌 : 0.10% - 0.50%
铅 : ≤ 0.05% (为改善切削性,有时会添加,但标准牌号中通常严格控制)
其他杂质 : ≤ 0.15%
关键点:
铁 是主要的强化元素。铁以细小、弥散的颗粒形式析出,显著提高合金的强度和硬度。
磷 主要作为脱氧剂,同时也有一定的固溶强化作用,并能与铁形成强化相。
极低的杂质含量保证了其良好的导电性。
二、 主要性能特点
C19010最突出的特点是高强度与良好导电性的结合。
性能类别
具体描述与典型值
机械性能
高强度、高硬度:其强度远高于纯铜和普通黄铜。经热处理(沉淀硬化)后,性能达到峰值。
典型抗拉强度: 450 - 550 MPa
典型屈服强度(0.2%偏移): 380 - 480 MPa
典型硬度: 洛氏硬度 HRB 75 - 85
良好疲劳强度和耐磨性,优于纯铜。
物理与电学性能
中高导电率:是其核心优势之一。导电率约为纯铜的60-70%(即60-70% IACS),远高于其他高强度铜合金(如铍铜、硅青铜)。
良好导热性:导热率约为纯铜的60%。
软化温度高:再结晶温度高(约500°C),使其在较高温度下仍能保持性能。
工艺性能
良好的冷热加工性:可以在固溶处理后进行冷加工成型,然后进行时效处理获得高强度。
良好的焊接性:可采用熔焊、电阻焊等方法,但比纯铜略难。
可切削性:一般(约为易切削黄铜的20%)。添加微量铅(如C19110)可改善切削性。
耐腐蚀性
耐大气、海水腐蚀性能良好,与纯铜相当。具有抗应力腐蚀开裂的能力。不耐强氧化性酸。
与常见铜合金的粗略对比:
vs. 纯铜(C11000): 强度高出2-3倍,导电率约为其60-70%。
vs. 黄铜(C26000): 强度更高,导电率好得多(黄铜导电率约28% IACS),耐应力腐蚀性更佳。
vs. 磷青铜(C51000): 强度相当或更高,导电率显著更优(磷青铜导电率约15% IACS)。
vs. 铍铜(C17200): 强度稍低,但导电率更高,成本更低,且无铍的健康危害问题。
三、 热处理状态(回火)
C19010的性能主要通过热处理状态来体现,常见状态有:
H04(1/2硬态): 冷加工后状态,具有一定强度。
TB00(固溶处理态): 软化状态,便于进行复杂冷成型。
TF00(沉淀硬化态): 最常用、性能最佳的状态。材料先固溶处理,然后冷加工(如轧制),最后在425°C - 500°C进行时效处理,使铁、磷等元素以细小的化合物颗粒形式析出,达到强度和导电率的峰值。
四、 典型应用
由于其“强度-导电率”的完美平衡,C19010广泛应用于需要承载电流或热量并承受机械应力的场合:
电气电子行业:
引线框架:集成电路和分立器件的关键承载和导电部件。
连接器:高端电源连接器、端子、插座等。
继电器和开关部件。
电阻焊电极和焊接轮。
汽车行业:
大电流接线端子。
混合动力和电动汽车的电池连接组件。
起动机电机和发电机的换向器。
其他工业领域:
需要高强度和导电/导热性的弹簧、紧固件、螺栓。
热交换器部件。
电信设备的波导和屏蔽部件。
总结
C19010铁青铜是一种性能均衡的沉淀强化型铜合金。它以约60-70% IACS的导电率和450-550 MPa的高强度为核心优势,填补了纯铜(导电好但强度低)与高强度特殊铜合金(如铍铜,强度极高但导电率较低或成本高)之间的空白。在要求同时承载电流(或热量)和机械负荷的现代工业领域,尤其是在电气电子和汽车行业,它是不可多得的关键材料。
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