铜合金的性能及用途优化

为了改善铜的力学性能，提高铜的耐腐蚀、耐磨性、耐热性，研究制造了各种合金。电线电缆中使用较多有如下几种：

1.银铜合金

铜中加入少量的银，可以显著提高软化温度和耐蠕变能力而导电性下降不多。电线电缆中通常用含银量为（0.1～0.2）%的合金，其硬化的效果不显著，一般采用冷作硬化来提高强度。银铜合金的拉伸强度为350～450MN/m²，延伸率（2～4）%，硬度HB为95～110，电导率为95%IACS，软化温度为280℃，高温（290℃）下拉伸强度为250～270MN/m²。

银铜合金具有很好的耐磨性、电接触性和耐蚀性。制成电车线寿命比硬铜线高2～4倍，除电车线外，还可以用于通信线和其他高耐腐性导线。

含银量增加，拉伸强度增高，而电导率下降，如含银量为（3.5～4）%的银铜合金经冷加工后，拉伸强度可达850MN/m²，电导率为80%IACS。在银铜合金中加入少量的Cr、Al、Cd、Mg可进一步提高强度。

2.镉铜合金

铜中加入1%镉的合金，通过冷拉，具有较高拉伸强度（600MN/m²），电导率（85%IACS）、耐磨性和硬度（HB=100～115）。镉铜合金中加入铬能提高时效硬化效果，显著提高耐热性。加入少量的锆、银、锌和铁可进一步提高强度。镉铜合金可用以制造大跨距架空导线、高强度绝缘线、通信线和滑接导线等。

3.稀土铜合金

在铜中加入镧或混合稀土金属的合金可以与银铜合金媲美。铜中加入稀土元素，不仅可使晶粒细化，改善工艺性能，还可以提高铜的耐热性，同时具有较高的导电性。稀土铜合金的拉伸强度为350～450MN/m²，延伸率为（2～4）%，电导率为96%IACS，硬度HB为95～110，软化温度为280℃，可用于制造高耐磨、耐热、高导电的电线。

4.铍钴铜合金(www.xing528.com)

铍钴铜合金是时效硬化效果很大的一种铜合金。它具有高的强度、硬度和弹性极限，并且弹性滞后小，弹性稳定性好；同时，还具有良好的耐腐蚀、耐磨、耐疲劳、无磁性以及受冲击不产生火花等特点。

铍钴铜合金的拉伸强度为1300～1470MN/m²，延伸率为（1～2）%，电导率为（22～25）%IACS，硬度HB为350～420，可用于大跨度的通信线和煤烟多的架空线。

含铍量大于1%的铍铜合金为高强度铍铜合金；含铍量小于1%的铍铜合金称为高导电性铍铜合金。铍铜在淬火状态下有极高的塑性，易加工成各种型材及复杂元件。

5.锆铜合金

铜中加入锆可显著提高软化温度。锆铜合金也是一种时效硬化合金；淬火和时效处理并不能获得高的室温强度，必须在淬火后进行较大的冷变形，再时效处理，才能获得高的强度和导电性。它的主要特点是在很高的温度下（比其他高导电金属都高）还能保持冷作硬化的强化效果，并且在淬火的状态，具有普通纯铜那样的塑性，可用于制造耐热、耐磨导线。

各种铜合金成分、性能和用途见表3-5。

表3-5 导体用铜合金的种类、成分、性能和用途