磷銅

磷銅，磷和銅的合金。代替純磷用於還原黃銅和青銅合金，在製造磷青銅時作為加磷用。它分為5%，10%和15%的級別，並可直接加入熔化的金屬中。其作用是強還原劑，而且磷使青銅變硬。即使在銅或青銅中加入少量的磷也能提高其疲勞強度。製造磷銅，需把磷塊壓入熔化的銅裏，直到反應停止。磷在銅中的比例在8.27%之內時可溶，形成Cu₃P，其熔點為707℃。含10%磷的磷銅熔點為850℃，含15%磷的熔點為1022℃。超過15%時，合金不穩定。磷銅以刻槽的片或粒狀出售。在德國，為了節省銅用磷鋅（phosphor zinc）替代磷銅。金屬磷（metaIlophos）是含20～30%磷的德國磷鋅的名稱。用磷還原的商品銅，且其中含磷量達0.50%以下的也叫磷銅。雖然電導率下降了約30%，但硬度和強度卻增加了。磷錫（phosphor tin）是錫和磷的母合金，用在熔化青銅中以製造磷青銅。磷錫通常含5%以上的磷，但不含鉛。其外觀象銻，為較大的晶體，閃閃發亮。以片狀出售。按美國聯邦規範要求含3.5%磷，雜質低於0.50%。 ^[1] 

錫磷青銅有更高的耐蝕性,耐磨損，衝擊時不發生火花。用於中速、重載荷軸承，工作最高温度250℃。具有自動調心，對偏斜不敏感，軸承受力均勻承載力高，可同時受徑向載荷，自潤滑無需維護等特性。 錫磷青銅是一種合金銅，具有良好的導電性能，不易發熱、確保安全同時具備很強的抗疲勞性。 錫磷青銅的插孔簧片硬連線電氣結構，無鉚釘連接或無摩擦觸點，可保證接觸良好，彈力好，撥插平穩。 該合金具有優良機械加工性能及成屑性能，可迅速縮短零件加工時間。磷銅作為中間合金廣泛用於銅鑄造、焊料等領域，在國民經濟的發展中佔有重要的一席之地。

牌號：QSn6.5-0.1磷銅

標準：GB/T 4423-2007

銅 Cu：餘量

錫 Sn：6.0～7.0

鉛 Pb：≤0.02

磷 P：0.10～0.25

鋁 Al：≤0.002

鐵 Fe：≤0.05

硅 Si：≤0.002

銻 Sb：≤0.002

鉍 Bi：≤0.002

注：≤0.1（雜質）力學性能

抗拉強度 σb （MPa）：≥470

伸長率 δ5（%）：≥13

注 ：棒材的縱向室温拉伸力學性能

試樣尺寸：直徑或對邊距離5～12

熱處理規範：熱加工温度750～770℃；退火温度600～650℃。 ^[2] 

材料名稱：QSn6.5-0.4錫青銅

標準：GB/T 13808-2007

特性及適用範圍：磷錫青銅，性能用途與QSn6.5-0.1相似，因含磷量較高，其抗疲勞強度較高，彈性和耐磨性較好，但在熱加工時有熱脆性，只能接受冷壓力加工。

Sn：6.0-7.0

Al：0.002

Zn：0.3

Fe：0.02

Pb：0.02

Ni：0.2

P：0.26～0.40

Cu：餘量

雜質：0.1

抗拉強度： σb（MPa）：≥355

伸長率 δ10（%）：≥50

伸長率 δ5（%）：≥55

標準：GB/T 2059-2000

特性及適用範圍：QSn7-0.2錫青銅強度高，彈性和耐磨性好，易焊接和釺焊，在大氣、淡水和海水中耐蝕性好，可切削性良好，適於熱壓加工。QSn7-0.2磷青銅用於製作中等負荷、中等滑動速度下承受摩擦的零件，如抗磨墊圈、軸承、軸套、渦輪等，還可用作彈簧、簧片等。

銅 Cu ：餘量

錫 Sn ：6.0～8.0

鉛 Pb：≤0.02

磷 P：0.10～0.25

鋁 Al：≤0.01

鐵 Fe：≤0.05

硅 Si ：≤0.02

銻 Sb ：≤0.002

鉍 Bi：≤0.002

注：≤0.15（雜質）

抗拉強度 σb （MPa）：≥665

伸長率 δ10 （%）：≥2

注 ：帶材的室温拉伸力學性能

試樣尺寸：厚度≥0.15 ^[2] 

由於良好的耐海水腐蝕性能，許多銅合金，如：鋁青銅、錳青銅、鋁黃銅、炮銅（錫鋅青銅）、白鋼以及鎳銅合金（蒙乃爾合金）己成為造船的標準材料。一般在軍艦和商船的自重中，銅和銅合金佔2～3%。

軍艦和大部分大型商船的螺旋漿都用鋁青銅或黃銅製造。大船的螺旋漿每支重 20～25噸。伊麗莎白皇后號和瑪麗皇后號航母的螺旋漿每支重達3 5噸。大船沉重的尾軸常用""海軍上將""炮銅，舵和螺旋漿的錐形螺栓也用同樣材料。引擎和鍋爐房內也大量用鋼和銅合金。世界上第一艘核動力商船，使用了30噸白銅冷凝管。用鋁黃銅管作油罐的大型加熱線圈。在10萬噸級的船上就有12個這種儲油罐，相應的加熱系統規模相當大。船上的電氣設備也很複雜，發動機、電動機、通訊系統等幾乎完全依靠銅和銅合金來工作。大小船隻的船艙內經常用鋼和銅合金來裝飾。甚至木製小船，也最好用鋼合金（通常是硅青銅）的螺絲和釘子來固定木結構，這種螺絲可以用滾軋大量生產出來。

為了防止船殼被海生物污損影響航行，過去經常採用包覆銅加以保護；普遍用刷含銅油漆的辦法來解決。

二次世界大戰中，為御防德國磁性水雷對艦船的襲擊，曾發展了抗磁性水雷裝置，在鋼船殼周圍附一圈銅帶，通上電流以中和船的磁場，這樣就可以不引爆水雷。從1944年以後，盟軍的所有船隻，共計約18，000艘，都裝上了這種去磁裝置而得到了保護。一些大型主力艦為此需用大量的銅，例如其中一艘用去銅線長 28英里，重約 30噸。 ^[3] 

汽車用銅每輛10～21公斤，隨汽車類型和大小而異，對於小轎車約佔自重的6～9%。銅和銅合金主要用於散熱器、制動系統管路、液壓裝置、齒輪、軸承、剎車摩擦片、配電和電力系統、墊圈以及各種接頭、配件和飾件等。其中用鋼量比較大的是散熱器。現代的管帶式散熱器，用黃銅帶焊接成散熱器管子，用薄的銅帶折曲成散熱片。

為了進一步提高銅散熱器的性能，增強它對鋁散熱器的競爭力，作 了許多改進。在材質方面，向銅中添加微量元素，以達到在不損失導熱性的前 提下，提高其強度和軟化點，從而減薄帶材的厚度，節省用鋼量；在製造工藝 方面，採用高頻或激光焊接銅管，並用鋼釺焊代替易受鉛污染的軟焊組裝散熱 器芯體。這些努力的結果示於表6.2，與釺焊鋁散熱器相比，在相同的散熱條件 下，即在相同的空氣和冷卻劑的壓力降下，新型銅散熱器的重量更輕，尺寸顯 著縮小；再加上鋼的耐蝕性好、使用壽命長，銅散熱器的優勢就更明顯。此外，來為了環保，大力推廣和發展電動汽車，每輛汽車的用鋼量將成倍增加。

鐵路的電氣化對銅和銅合金的需要量很大。每公里的架空導線需用2噸以上的異型銅線。為了提高它的強度，往往加入少量的銅（約1%）或銀 （約0.5%）。此外，列車上的電機、整流器、以及控制、制動、電氣和信 號系統等都要依靠銅和銅合金來工作。

飛機的航行也離不開銅。例如：飛機中的配線、液壓、冷卻和氣動系統需使用銅材，軸承保持器和起落架軸承採用鋁青銅管材，導航儀表應用抗磁銅合金，眾多儀表中使用鈹銅彈性元件等等。 ^[3] 

電子工業是新興產業，在它蒸蒸日上的發展過程中，不斷開發出鋼的新產品和新的應用領域。它的應用己從電真空器件和印刷電路，發展到微電子和半導體集成電路中。

電真空器件主要是高頻和超高頻發射管、波導管、磁控管等，它們需要高純度無氧銅和彌散強化無氧銅。

銅印刷電路，是把銅箔作為表面，粘貼在作為支撐的塑料板上；用照相的辦法把電路佈線圖印製在銅版上；通過浸蝕把多餘的部分去掉而留下相互連接的電路。然後，在印刷線路板上與外部的連接處衝孔，把分立元件的接頭或其它部分的終端插入，焊接在這個口路上，這樣一個完整的線路便組裝完成了。如果採用浸鍍法，所有接頭的焊接可以一次完成。這樣，對於那些需要精細布置電路的場合，如無線電、電視機，計算機等，採用印刷電路可以節省大量佈線和固定迴路的勞動；因而得到廣泛應用，需要消費大量的銅箔。此外，在電路的連接中還需用各種價格低廉、熔點低、流動性好的銅基釺焊材料。

微電子技術的核心是集成電路。集成電路是指以半導體晶體材料為基片（芯片），採用專門的工藝技術將組成電路的元器件和互連線集成在基片內部、表面或基片之上的微小型化電路。這種微電路在結構上比最緊湊的分立元件電路在尺寸和重量上小成千上萬倍。它的出現引起了計算機的巨大變革，成為現代信息技術的基礎。己開發出的超大規模集成電路，在比小姆指甲還小的單個芯片面積上，能做出的晶體管數目，己達十萬甚至百萬以上。國際著名的計算機公司IBM（國際商業機器公司），己採用鋼代替硅芯片中的鋁作互連線，取得了突破性進展。這種用銅的新型微芯片，可以獲得30%的效能增益，電路的線尺寸可以減小到0.12微米，可使在單個芯片上集成的晶體管數目達到200萬個。這就為古老的金屬銅，在半導體集成電路這個最新技術領域中的應用，開創了新局面。

為了保護集成電路或混合電路的正常工作，需要對它進行封裝；並在封裝時，把電路中大量的接頭從密封體內引出來。這些引線要求有一定的強度，構成該集成封裝電路的支承骨架，稱為引線框架。實際生產中，為了高速大批量生產，引線框架通常在一條金屬帶上按特定的排列方式連續衝壓而成。框架材料佔集成電路總成本的1/3～1/4，而且用量很大；因此，必須要有低的成本。

銅合金價格低廉，有高的強度、導電性和導熱性，加工性能、針焊性和耐蝕性優良，通過合金化能在很大範圍內控制其性能，能夠較好地滿足引線框架的性能要求，己成為引線框架的一個重要材料。它是目前鋼在微電子器件中用量最多的一種材料。 ^[4]