C18080（铜合金百科）

以下是关于C18080铜合金的详细成分、性能和应用的解析。

1. 成分 (Chemical Composition)

C18080是美国UNS编号。其典型化学成分（重量百分比，wt%）如下：

铜 (Cu)： 余量 （通常 >95%）

镍 (Ni)： 1.6 - 2.5%

硅 (Si)： 0.4 - 0.8%

其他元素： 可能含有微量的锌(Zn)、铁(Fe)、铅(Pb)等杂质，但含量极低。

关键特征： Ni和Si的含量比例大致为4:1，在热处理过程中会形成微小的Ni₂Si金属间化合物颗粒，这是合金获得高强度（沉淀硬化）的关键。

对应的其他标准牌号：

日本 (JIS)： CAC7025

欧洲 (EN)： CuNi2Si (CW111C)

中国： 类似牌号为 QNi1.8-0.3（旧标）或按成分称为铜镍硅合金。

2. 性能与特点 (Properties & Characteristics)

C18080的核心优势在于其极佳的综合性能：

a) 高强度与高导电/导热性的结合

高强度： 通过“固溶处理 + 冷加工 + 时效处理”的工艺，其抗拉强度可以达到 600 - 800 MPa 甚至更高，远高于普通纯铜和黄铜。

良好导电性： 在达到高强度后，其导电率仍可保持在 45% - 50% IACS（国际退火铜标准）左右。虽然低于纯铜（100% IACS），但远高于其他高强度铜合金（如铍铜、部分铬锆铜）。

良好导热性： 导热性能也优于许多高强度合金。

b) 优异的耐腐蚀性与抗应力松弛性能

耐腐蚀性： 由于含有镍，其在海水、大气及多种工业环境中的耐腐蚀性优于普通铜合金，接近白铜（铜镍合金）。

抗应力松弛： 在高温下（如150°C）长时间工作，仍能保持较好的弹性，不易发生松弛，这对需要长期稳定接触力的电气连接件至关重要。

c) 良好的加工与焊接性能

冷热加工性： 热加工性能良好，冷加工性能优秀，可通过轧制、拉伸、锻造等方式成形。

焊接与钎焊： 可采用软钎焊、硬钎焊和电阻焊，但熔焊（如TIG/MIG）相对困难。

d) 无磁性、耐磨损、易电镀

适用于要求无磁性的精密仪器和电子设备。

表面可进行镀锡、镀银、镀镍等处理，以增强其焊接性或特定环境下的耐腐蚀性。

3. 物理与机械性能典型值

项目

典型值

备注

密度

8.8 g/cm³

熔点

约 1080°C

导电率

45 - 50 %IACS

时效硬化态

导热系数

180 - 220 W/(m·K)

抗拉强度

600 - 800+ MPa

取决于热处理和加工状态

屈服强度 (0.2%)

550 - 750 MPa

延伸率

5% - 15%

硬度

180 - 230 HV

弹性模量

约 130 GPa

4. 热处理工艺

C18080的性能主要通过热处理获得：

固溶处理： 加热到 900°C - 950°C，保温后快速水淬。此时合金为过饱和固溶体，较软，便于加工。

冷加工： 可进行一定程度的冷变形，进一步提高强度。

时效处理： 在 450°C - 500°C 保温 2 - 4 小时，然后空冷。这是最关键的一步，Ni₂Si颗粒析出，使合金强度、硬度大幅提升。

5. 主要应用领域

得益于“高强度+高导电+耐腐蚀”的特性，C18080常用于以下高端领域：

电子电气： 高强度引线框架、连接器、继电器、开关触点、弹簧触点。

汽车工业： 混合动力和电动汽车的高压连接器、电池母线、充电枪端子。

焊接与切割： 电阻焊电极、切割机喷嘴（替代部分铬锆铜）。

模具制造： 需要高导热和高强度的注塑模具镶件、压铸模具冷却部件。

精密机械： 无磁性高强度齿轮、轴承、紧固件。

6. 与类似合金的对比

vs. 铍铜 (C17200)： C18080的强度略低于顶级铍铜，但导电性更高，成本更低，且无铍毒性的健康风险，是替代铍铜的重要选择。

vs. 铬锆铜 (C18150)： C18080的室温强度更高，抗高温软化能力（耐热性）稍逊于铬锆铜，但导电性更好。铬锆铜更常用于高温电阻焊电极。

总结

C18080 (CAC7025) 是一种沉淀硬化型铜镍硅合金，它成功地平衡了高强度、良好的导电/导热性、优异的耐腐蚀性和抗应力松弛能力。它是替代有毒且昂贵的铍铜，或在需要综合性能优于铬锆铜的场景下的理想工程材料，广泛应用于高端电子电气、新能源汽车和精密工业部件中。在选择时，需要根据具体应用对强度、导电率和耐热性的要求来最终确定其热处理状态。