高強(qiáng)度銅合金材料

在所有金屬中除了銀以外，銅以及銅合金具備的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性最好，但純銅的強(qiáng)度與硬度較低，于是利用固溶強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化等傳統(tǒng)方法制備高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金，在實(shí)際生產(chǎn)中也快速得到推廣及應(yīng)用。主要應(yīng)用有：

1、電氣化鐵路接觸線用銅合金

接觸導(dǎo)線的作用是將變電所的電能通過與受電弓的滑板的摩擦傳遞給機(jī)車。在室外環(huán)境下，接觸導(dǎo)線會(huì)不斷磨損，并且會(huì)因?yàn)樵馐芡饬_擊、環(huán)境腐蝕、電流故障、摩擦生熱以及惡劣的天氣等因素發(fā)生故障，甚至?xí)?dǎo)致熔斷。

接觸導(dǎo)線材料的高強(qiáng)度銅合金材料要求為在常溫下抗拉強(qiáng)度不低于600MPa，導(dǎo)電率不低于80%IACS，耐磨性不低于20 年。當(dāng)下常用高鐵的接觸線大致包括：Cu-Ag、Cu-Sn、Cu-Cr-Zr、Cu-Mg 等合金型接觸線。

2、引線框架銅合金

引線框架是集成電路中的必要組成部分，它的作用是支撐芯片，使芯片和外界連通，同時(shí)為電路工作時(shí)的芯片進(jìn)行散熱。目前，根據(jù)集成電路發(fā)展的需要，要求引線寬度、引線間距和厚度都要減小，這就要求所采用的銅合金材料具有更高的強(qiáng)度。

理想的電路銅合金框架材料要求抗拉強(qiáng)度不低于600MPa，導(dǎo)電率不低于80%IACS，抗軟化溫度大于500℃。當(dāng)下使用的銅合金包括Cu-Fe-P、Cu-Cr-Zr、Cu-Ni-Si 和Cu-Ni-Sn 等。

3、電接觸用銅合金

電接觸材料是用于轉(zhuǎn)換電流的重要材料，一般用于做電器開關(guān)的核心部件，作用是負(fù)責(zé)接通、斷開電流。

電接觸材料的性能對(duì)電器開關(guān)的接觸可靠性以及開關(guān)能力有很大影響。目前銅基電接觸材料主要是Cu-Sn合金。

4、大功率牽引電動(dòng)機(jī)導(dǎo)條和端環(huán)

一般情況下，普通電機(jī)可使用純銅作為導(dǎo)條和端環(huán)。但純銅強(qiáng)度較低，利用到轉(zhuǎn)速高、功率大的軌道交通牽引電機(jī)就顯得不足了，尤其是安裝在地鐵牽引電動(dòng)機(jī)上時(shí)，在封閉的環(huán)境下，必須要使用高強(qiáng)度高導(dǎo)電且耐高溫的銅合金。

目前在這方面使用的銅合金包括Cu-Cr、Cu-Re、Cu-Cr-Zr、Cu-Zr-Mg、Cu-Zr-P和Cu-Cr-Zr-Mg等。

5、大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室

在大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中也有用到高強(qiáng)度高導(dǎo)電銅合金，高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金優(yōu)異的導(dǎo)熱性與易加工性，再加上本身具備的高強(qiáng)度與高導(dǎo)電性足以保證燃燒室的正常工作。

除了NARloy-Z銅合金(Ag含量3%，Zr含量0.5%), 還有美國新研發(fā)的GRCop-84銅合金(Cr含量8%，Nb含量4%)等。近年來，Cu-Cr-Zr合金也被用于制造大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室,已經(jīng)在國產(chǎn)某系列火箭上得到實(shí)際應(yīng)用。