青铜已经从铜和锡的合金走了很长一段路，它现在是一类更广泛的铜合金，至今仍在寻找新的用途。然而，青铜的多样化会使材料选择变得困难，因此本文将通过探索一种青铜，即磷青铜来帮助缓解一些困惑。通过研究磷青铜的物理、化学和机械性能，本文旨在帮助感兴趣的设计师确定这种铜合金是否适用于他们的项目。我们将首先研究磷青铜的成分，然后讨论它的优点、缺点、机械性能，最后讨论这种有用金属的常见应用。

  回顾我们关于青铜器类型的文章可能会起到一定的帮助，以便了解铜合金与其流行应用之间的共性。

  通过查看图 1，可能很难理解为什么磷青铜主要由铜和锡组成合金时如此命名。这是因为只需要少量的磷，大约0.03-0.035%的重量，就可以赋予这些合金独特的性能，如改善的流动性、耐磨性和刚度。它们也被称为锡青铜，但总是存在一定量的磷才能真正被认为是磷青铜。它们的密度约为 8.8 克/厘米3，这些合金的大多数形式都对热加工、冷加工和热处理有反应。它们具有极强的弹性，耐疲劳和耐腐蚀，并且易于成型、浇注和焊接。铅的添加会使磷青铜更坚固、更易于加工，但无铅磷青铜本身也具有强度和抵抗力。它们最常用于耐腐蚀应用，以及别的需要弹性但耐用材料的应用。

  大多数磷青铜合金具有抗变色和抵抗腐蚀能力，使其可用于电气导管和其他腐蚀性环境。它们还具有抗疲劳性，这在某种程度上预示着它们在许多负载循环中都能保持强度。锡的添加将增加这种电阻及其强度，而铅的添加将制成磷青铜，俗称“机械师的朋友”（合金COLPHOS 90 / C54400），因为它与易切削黄铜合金基本上没有区别。大多数合金在氧气存在下会形成着迷的铜绿，因此也可用于装饰应用。磷青铜的主要缺点可能是其较低的导电性，因为磷会降低金属传导电流的能力，以及它的价格标签。磷青铜的灰尘和烟雾在吸入时也是有毒的，所以要小心你的钱包和肺部。

  下表1显示了与磷青铜的用途和强度相关的一些机械性能。本节将简要解释每种特性，并展示它们如何使这种铜合金独一无二。

  表 1：磷青铜机械性能摘要 - 请注意，此表只是一个一般摘要，而不是所有磷青铜的实际性能列表。

  拉伸屈服强度是一个应力值，它决定了材料塑性变形的点。它是衡量材料非屈服强度的常用指标，因为低于该点的应力不会弯曲或拉伸合金（尽管总有例外）。对于制造商来说，在加工时以及材料必须在不损害结构完整性的情况下保持其形状的应用中，它是一种有用的措施。磷青铜具有令人印象非常深刻的屈服强度，可与一些铝合金相媲美，甚至超过其他青铜，这要归功于其高比例的锡和磷。当结合其良好的弹簧特性时，这会产生一种坚固且保持坚固的合金。

  弹性模量或杨氏模量描述了材料弹性变形的能力，即材料的刚度。与直觉相反，较高的杨氏模量表明材料更具弹性，但这不是“弹性”的衡量标准;它是衡量内部材料强度的量度，以及材料在力增加的情况下恢复到其原始形状的可能性。因此，高杨氏模量意味着材料通常很坚固，因为它在增加的载荷条件下不会发生塑性变形。磷青铜具有相当高的弹性模量（几乎是大多数钢的一半），这表明它不如其他合金坚固，但在中等条件下能保持自己的强度。这导致磷青铜既可用于成型操作，又更难加工，但稍后会详细介绍。

  磷青铜的电导率约为纯铜的 15%——那么，当铜能够更好地承载电力时，为何需要将其用于电气应用呢？答案在于磷青铜在疲劳强度、抵抗腐蚀能力和导电性的良好平衡。虽然在上述任何一个类别中都不是突出的合金，但它具有耐久性、强度和导电性的能力，这在某种程度上预示着由磷青铜制作而成的电气元件将比铜类似物常规使用的寿命更长。因此，磷青铜长期以来一直被用作电气开关、紧固件、连接器等的材料，因为它比典型的铜对应物更能承受机械和电气负载。

  材料硬度总是相对于某些标准硬度计，各种硬度标度提供了同一一般类别/材料内材料的比较列表。表 1 显示了洛氏 B 标度的硬度值，该标度通常用于描述铜合金和其他金属的硬度。硬度值较低的材料通常较软，这在某种程度上预示着它们更容易被划伤、凹陷和表面局部变形，而较高的数字表明材料难以划伤（想想硼硅酸盐玻璃、陶瓷等）。作为参考，铜的洛氏 B 硬度约为 50，因此从表 1 中可以清楚地看出，磷青铜比其纯形式更耐刮擦。它也不如其他更易硬化的合金（如钢）坚固，根据应用的不同，钢的好坏。例如，如果蚀刻和镶嵌是应用的一部分，磷青铜可能是强度和可加工性之间的良好平衡，但这取决于特定的合金类型和强化程序。

  与硬度一样，可加工性是衡量材料加工能力的比较指标，并且始终参考某些标准加工材料（对于青铜器，这样一种材料是 UNS C36000 – 易切削黄铜）。这种标准材料的可加工性得分为 100%，这在某种程度上预示着它易于加工，在车间中几乎不会造成问题。与此参考相比，分数低于 100% 的合金更难加工，磷青铜通常就是这样的一种情况;但是，磷青铜可以专门制造来解决这样一些问题（以及大多数其他合金，具体取决于您的来源）。磷青铜可以用更高的铅含量购买，这将消除其加工难度，因为它变得更具自润滑性。因此，虽然大多数磷青铜合金有些难以铣削，但这样的一个问题可以通过选择正确的合金来解决。

  磷青铜在电气元件中的应用已有多年，但由于技术进步和对更专业材料的需求，它仍然在寻找新的用途。以下是磷青铜应用列表，但要知道它在此列表之外还有很多用途，新的应用仍在开发中。

  磷青铜符合许多设计师的规格，是一种经过验证的工程材料。如果它听起来对您的应用很着迷，请务必联系我们。

  嘉兴固润轴承有限公司从事铜合金部件和自润滑轴承的研发和生产十余年，通过ISO9001/ISO14001/ISO45001三体系认证，任何一个产品及技术问题请随时保持联系我们。返回搜狐，查看更加多