金屬材料認識ppt課件

1、金屬材料認識金屬材料認識Prepared by: Jack Zhang 材料性質表材料性質表金屬材料選用原則金屬材料選用原則最高工作溫度最高工作溫度可選用的材料可選用的材料105錫青銅錫青銅,錫磷青銅錫磷青銅,鋅白銅及各種低溫度退火型鋅白銅及各種低溫度退火型材料材料150鈹青銅鈹青銅175-200CE-4,538Cu-12Ni-8Sn,Cu-30Ni-2.8Cr,Ni-1.5Be-1.2CoCu-9Ni-6Sn,Cu-15Ni-8Sn,131,184400Ni-2.5Be,Cu-20Ni-Mn 67KH56(前蘇聯前蘇聯)250不同溫度下可選用的材料不同溫度下可選用的材料 特特 性性 項項 目

2、目P P H H O O S S P P H H O O R RB B R R O O N N Z Z E EC C O O P P P P E E R R A A L L L L O O Y YS S B B 3 3 1 1C C 5 5 1 1 9 9 1 1 R R - - H HS S T T O O L L - - 9 9 2 2理理 論論 值值實實 際際 值值1 1 . . 物物 理理 特特 性性 P P H H Y Y S S I I C C A A L LP P R R O O P P E E R R T T I I E E S S密密 度度 ( ( G G / / C C M

3、 M ) ) D D E E N N S S I I T T Y Y8 8 . . 8 8 3 38 8 . . 9 98 8 . . 9 92 2 . . 化化 學學 特特 性性 C C H H E E M M I I C C A A L LP P R R O O P P E E R R T T I I E E S S化化 學學 成成 份份 ( ( % % ) ) C C H H E E M M I I C C A A L LC C O O M M P P O O S S I I T T I I O O N NS S n n : : 5 5 . . 5 5 0 0 - - 7 7 . . 0

4、 0 0 0N N i i 1 1 . . 3 3 2 2 . . 7 7S S n n 3 3S S n n 2 2 . . 5 5 3 3C C u u + + S S n n + + P P : :S S i i 0 0 . . 2 2 0 0 . . 8 8F F e e 0 0 . . 1 1F F e e 0 0 . . 0 0 7 79 9 9 9 . . 5 5 0 0 M M I I N NZ Z n n 0 0 . . 5 5 1 1 . . 5 5 N N i i 0 0 . . 1 1 N N i i 0 0 . . 1 1 0 0 C C u u 9 9 6 6 .

5、. 3 3P P : : 0 0 . . 0 0 3 3 - - 0 0 . . 3 3 5 5S S n n 0 0 . . 2 2 0 0 . . 8 8Z Z n n 2 2 Z Z n n 0 0 . . 9 9 2 2 P P b b 0 0 . . 0 0 8 83 3 . . 機機 械械 特特 性性 M M E E C C H H A A N N I I C C A A L LP P R R O O P P E E R R T T I I E E S S抗抗 拉拉 強強 度度 ( ( K K G G / / M M M M ) ) T T E E N N S S I I L L

6、E ES S T T R R E E N N G G T T H H 6 6 0 0 - - 7 7 0 06 6 5 5 5 5 8 86 6 5 5 . . 3 3延延 伸伸 率率 ( ( % % ) ) E E L L O O N N G G A A T T I I O O N N8 8 % % M M I I N N6 6 % %1 1 1 1 . . 0 0 % %降降 伏伏 強強 度度 ( ( K K G G / / M M M M ) ) Y Y I I E E L L D DS S T T R R E E N N G G T T H H5 5 8 85 5 9 9 . . 7

7、75 5 9 9 . . 7 7楊楊 氏氏 系系 數數 ( ( K K G G / / M M M M ) ) Y Y O O N N G G S SM M O O D D U U L L U U S S1 1 1 1 2 2 0 0 0 01 1 3 3 0 0 0 0 0 01 1 3 3 0 0 0 0 0 0硬硬 度度 ( ( H H V V ) ) V V I I C C K K E E R R S SH H A A R R D D N N E E S S S S 1 1 9 9 0 0 - - 2 2 1 1 0 01 1 9 9 0 0 2 2 3 3 0 02 2 0 0 1

8、1 2 2 0 0 8 8金金 屬屬 成成 型型 性性 R R / / t t2 2 ( ( t t = = 0 0 . . 2 2 ) )4 4 . . 電電 氣氣 特特 性性 E E L L E E C C T T R R I I C C A A L LP P R R O O P P E E R R I I T T E E S S導導 電電 性性 ( ( % % I I A A C C S S ) ) E E L L E E C C T T R R I I C C A A L LC C O O N N D D U U C C T T I I V V I I T T Y Y1 1 4 4 %

9、 %3 3 8 8 % %3 3 0 0 % %2 2 8 8 . . 9 9 8 8 % % 價價 格格 ( ( N N T T $ $ / / K K G G ) ) P P R R I I C C E E1 1 5 5 0 01 1 9 9 8 81 1 3 3 3 3銅硅鎳金屬材料性能金屬材料性能金屬材料成型性金屬材料成型性Good WayBad Way連接器的接插件材料連接器的接插件材料1） 接插件材料 工作溫度 黃銅 90 oC 黃銅鍍錫 110 oC 錫青銅 90 oC 錫青銅鍍錫 110 oC 鈹青銅鍍銀 130 oC 鋼鍍鎳 250 oC 連接器的接插件材料連接器的接插件材料

10、2） 材料的電氣性能，比重，融化溫度材料的電氣性能，比重，融化溫度 資料資料 導電率導電率 電阻率電阻率 比重比重 融化溫融化溫度度 m/mm2 mm2 /m g/cm3 oCm/mm2 mm2 /m g/cm3 oC 銅銅 57 0.017 57 0.017 8.9 10848.9 1084 黃銅黃銅 40 0.025 40 0.025 8.6 9308.6 930 錫青銅錫青銅 18 0.050 18 0.050 8.8 10008.8 1000 鈹青銅鈹青銅 15 0.060 15 0.060 8.6 9608.6 960 銅合金銅合金 35 0.028 35 0.028 8.5 101

11、08.5 1010 鋼鋼 5 0.200 5 0.200 7.8 13507.8 1350 鎳鎳 14 0.070 14 0.070 8.9 14508.9 1450連接器的接插件材料連接器的接插件材料3） 金屬件材料金屬件材料 銅銅CopperCopper(Cu)(Cu) 黃銅黃銅BrassBrass(CuZn)(CuZn) 錫磷青銅錫磷青銅PhosphorBrozePhosphorBroze(CuSn)(CuSn) 鈹青銅鈹青銅BerylliumCopperBerylliumCopper(CuBe)(CuBe) 銅合金銅合金Nickel-SilverNickel-Silver(CuNiZn

12、)(CuNiZn) 鋼鋼SteelSteel(Fe)(Fe) 鎳鎳NickelNickel(Ni)(Ni)連接器的接插件材料連接器的接插件材料4）銅銅 Copper (Su)Copper (Su)紅色，較貴重的金屬，軟，易彎曲，很高紅色，較貴重的金屬，軟，易彎曲，很高的導電性和導熱性，耐腐蝕，極好的操作的導電性和導熱性，耐腐蝕，極好的操作性性黃銅黃銅 Brass (CuZn)Brass (CuZn)銅和鋅的合金，銅和鋅的合金，60-96%60-96%的銅成分，良好的的銅成分，良好的彈性材料，可接受的導電性，很好的操作彈性材料，可接受的導電性，很好的操作性，易于焊接。性，易于焊接。不太貴，成黃色

13、。不太貴，成黃色。連接器的接插件材料連接器的接插件材料5）錫磷青銅錫磷青銅 PhosphorBroze (CuSn)PhosphorBroze (CuSn) 銅和錫的合金，良好的彈性材料，彈性銅和錫的合金，良好的彈性材料，彈性在在黃銅和鈹青銅之間，導電性能比黃銅差，黃銅和鈹青銅之間，導電性能比黃銅差，對應力腐蝕不敏感，比黃銅貴對應力腐蝕不敏感，比黃銅貴1.41.4倍，成倍，成紅色。紅色。鈹青銅鈹青銅 BerylliuCopper (CuBe)BerylliuCopper (CuBe)最佳的彈性，疲勞強度好，耐腐蝕，耐磨最佳的彈性，疲勞強度好，耐腐蝕，耐磨損，比黃銅貴損，比黃銅貴5 5倍，成黃色

14、。倍，成黃色。連接器的接插件材料連接器的接插件材料6）銅合金銅合金 Nickel-Silver (CuNiZn)Nickel-Silver (CuNiZn)銅鎳鋅合金銅鎳鋅合金Cu 65%,Ni12%,Zn23)Cu 65%,Ni12%,Zn23)的導的導電電性能接近黃銅，耐腐蝕，耐強電壓，呈性能接近黃銅，耐腐蝕，耐強電壓，呈銀銀白色，應用不多。白色，應用不多。鋼鋼 Steel (Fe)Steel (Fe)應用溫度可達應用溫度可達250250度，導電性差，彈性好度，導電性差，彈性好耐磨損，呈灰色。耐磨損，呈灰色。連接器的接插件材料連接器的接插件材料7）鎳鎳 Nickel (Ni)Nickel

15、(Ni) 很高的溫度特性很高的溫度特性 （應用溫度可達（應用溫度可達650650度，耐腐蝕，度，耐腐蝕，好的強度和比較好的導電性。好的強度和比較好的導電性。 呈銀灰色。呈銀灰色。 貴金屬材料能否選用為電觸點材料或電接觸材料,視其是否具備下列條件:接觸電阻低而又穩(wěn)定;不易磨損,接觸面不易變形;不發(fā)生熔焊,且耐環(huán)境性能好,價格適宜。作為接觸電傳導材料,首先要求電阻率必須小,其次重要的是要求表面抗變色能力高,所以,廣泛使用抗變色能力高的貴金屬材料。按電流大小來選用不同的金屬: 3050mA以下用金及金合金系; 50mA20A用銀合金系、鉑族合金系和銀氧化物系;20 A以上用銀氧化物系。 隨著電流增大

16、,在動觸點開關插座中,由電弧造成的影響加劇,就需選用抗熔焊性、耐損耗性優(yōu)良的材料。按使用目的可分以下幾類:1)銀及銀合金類:用于高導電性,弱電流(低能回路)的場合。2)耐變色合金類:鉑及鈀系合金,用于耐腐蝕抗氧化,以及弱電流的場合。3)耐電弧合金類:Ag-W、Ag-GdO等燒結材料,用于耐電弧、高導電的,低負荷的場合。4)滑動接觸合金類:Ag-Cu及鈀、金系多元素金屬合金,用于耐磨性、低接觸電阻的滑動接觸場合。電接觸材料選用原則電接觸材料選用原則連接器的電鍍層材料連接器的電鍍層材料1） 電鍍層材料: 錫Tin(Sn) 銀Silver(Ag) 金Gold(Au) 鈀Palladium(Pd) 鎳

17、Nickel(Ni) 銅Copper(Cu)連接器的電鍍層材料連接器的電鍍層材料2）錫錫 Tin (Sn)Tin (Sn)鍍錫的三種類型：預鍍錫；預覆層；電鍍。鍍錫的三種類型：預鍍錫；預覆層；電鍍。 錫比較軟，保護性防止腐蝕，比較廉價，錫比較軟，保護性防止腐蝕，比較廉價， 容易焊接，鍍層厚度在容易焊接，鍍層厚度在2-12m;2-12m;顏色：銀白色，暗或有光澤。顏色：銀白色，暗或有光澤。黃銅或青銅鍍錫耐溫黃銅或青銅鍍錫耐溫110110度，鋼鍍錫可達度，鋼鍍錫可達190190度。度。連接器的電鍍層材料連接器的電鍍層材料3）金金 Gold (Au)Gold (Au)電鍍金是現有的電接觸件最優(yōu)質的鍍

18、層方電鍍金是現有的電接觸件最優(yōu)質的鍍層方法，較軟，很耐腐蝕，在純酸里不溶解，良法，較軟，很耐腐蝕，在純酸里不溶解，良好導電性，較昂貴，因此選擇性鍍金工藝更好導電性，較昂貴，因此選擇性鍍金工藝更為合理，即只在嚙合范圍鍍金。為合理，即只在嚙合范圍鍍金。鍍金通常選擇先鍍鎳，以達到更好的防腐鍍金通常選擇先鍍鎳，以達到更好的防腐效果。效果。鍍金厚度一般在鍍金厚度一般在0.4-3.5um.0.4-3.5um.連接器的電鍍層材料連接器的電鍍層材料4）鈀鈀 Palladium (Pd)Palladium (Pd) 貴金屬鈀用于電鍍代替金在某些有限制的范貴金屬鈀用于電鍍代替金在某些有限制的范圍，圍，AMPAMP

19、僅采用鈀在金屬焊接層硬金方法）僅采用鈀在金屬焊接層硬金方法） 鈀的導電率比金差。鈀的導電率比金差。鎳鎳 Nickel (Ni)Nickel (Ni) 比較貴重，銀白色金屬，導電率差，堅硬，比較貴重，銀白色金屬，導電率差，堅硬，表面光滑，經常用于鍍金的底鍍層，焊接性差，表面光滑，經常用于鍍金的底鍍層，焊接性差，鋼接觸件大多采用鍍鎳，（必須先鍍銅鋼接觸件大多采用鍍鎳，（必須先鍍銅),),紫銅鍍紫銅鍍鎳可耐溫鎳可耐溫340340度，黃銅和青銅則可達度，黃銅和青銅則可達250250度。度。連接器的電鍍層材料連接器的電鍍層材料5） 銀銀 Silver (Ag)Silver (Ag) 光澤白色，貴重金屬，軟，導電性好，光澤白色，貴重金屬，軟，導電性好，容易惰性氧化，所以易失去光澤，黃銅或容易惰性氧化，所以易失去光澤，黃銅或青銅鍍錫可耐溫青銅鍍錫可耐溫110110度，紫銅則可耐溫度，紫銅則可耐溫250250度。度。銅銅 Copper (Cu)Copper (Cu) 銅經常用于基礎鍍層；銅經常用于基礎鍍層； 鍍錫接觸件改進可焊性；鍍錫接觸件改進可焊性； 為更好的附著力所以鋼選擇鍍銅較多。為更好的附著力所以鋼選擇鍍銅較多。連接器的電鍍層材料連接器的電鍍層材料6） 材料的電氣性能，比重，融化溫