铝合金和铜合金各有何性能特点

硅(Si)是改善流动性能的主要成份。从共晶到过共晶都能得到最好的流动性。但结晶析出的硅(Si)易形成硬点，使切削性变差，所以一般都不让它超过共晶点。另外，硅(Si)可改善抗拉强度、硬度、切削性以及高温时强度，而使延伸率降低。 在铝合金中固溶进铜(Cu)，机械性能可以提高，切削性变好。不过，耐蚀性降低，容易发生热间裂痕。作为杂质的铜(Cu)也是这样。 镁(Mg) 铝镁合金的耐蚀性最好，因此ADC5、ADC6是耐蚀性合金，它的凝固范围很大，所以有热脆性，铸件易产生裂纹，难以铸造。作为杂质的镁(Mg)，在AL-Cu-Si这种材料中，Mg2Si会使铸件变脆，所以一般标准在0.3%以内。 铁(Fe) 杂质的铁(Fe)会生成FeAl3的针状结晶，由于压铸是急冷，所以析出的晶体很细，不能说是有害成份。含量低于0.7 %则有不易脱模的现象，所以含铁(Fe)0.8 ~ 1.0 %反而好压铸。含有大量的铁(Fe)，会生成金属化合物，形成硬点。并且含铁(Fe)量过1.2 %时，降低合金流动性，损害铸件的品质，缩短压铸设备中金属组件的寿命。 镍(Ni) 和铜(Cu)一样，有增加抗拉强度和硬度的倾向，对耐蚀性影响很大。想要改善高温强度耐热性，有时就加入镍(Ni)，但在耐蚀性及热导性方面有降低的影响 锰(Mn) 能改善含铜(Cu)，含硅(Si)合金的高温强度。若超过一定限度，易生成Al-Si-Fe- P+o { T*T fX Mn四元化合物，容易形成硬点以及降低导热性。锰(Mn)能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显着细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁(Fe)，形成(Fe，Mn)Al6减小铁的有害影响。锰(Mn)是铝合金的重要元素，可以单独加入Al-Mn二元合金，更多的是和其他合金元素一同加入，因此大多铝合金中均含有锰(Mn)。 锌(Zn) 若含有杂质锌(Zn)，高温脆性大，但与汞(Hg)形成强化HgZn2对合金产生明显强度作用。JIS中规定在1.0%以内，但外国标准有到3%的，这里所讲的当然不是合金成份的锌(Zn)，而是以杂质锌(Zn)的角色来说，它有使铸件产生裂纹的倾向。 铬(Cr) 铬(Cr)在铝中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。但会增加淬火敏感性。 钛(Ti) 在合金中只需微量可使机械性能提高，但导电率却下降。Al-Ti系合金产生包晶反应时，钛(Ti)的临界含量约为0.15%，如有硼存在可以减少。 在铝合金中有时还存在钙(Ca)，铅(Pb)，锡(Sn)等杂质元素。这些元素由于熔点高低不一，结构不同，与铝(Al)形成的化合物亦不相同，因而对铝合金性能的影响各不一样。钙(Ca)在铝中固溶度极低，与铝(Al)形成CaAl4化合物， 钙(Ca)能改善铝合金切削性能。铅(Pb)，锡(Sn)是低熔点金属，它们在铝(Al)中固溶度不大，降低合金强度，但能改善切削性能。 锌合金当中各项主要元素及微量元素对铸造性能和铸件性能的影响 铝(Al) 它是主要成份，有改善机械性能，提高流动性的作用，能防止铁(Fe)的侵蚀和腐蚀。超过4.5%会变脆，低于3.5%强度，硬度会降低，流动性变差。 铜(Cu) 铜(Cu)含量超过1.25%可以明显增加合金的强度与硬度。但Al-Cu的析出，压铸铸后会收缩，继而转为膨胀，使铸件尺寸不稳定。 镁(Mg) 为抑制晶粒间的腐蚀而加入少量的镁(Mg)，镁(Mg)的含量超过了规定值，就会使流动性变差，并且也容易产生热脆性，冲击值也降低。 铅(Pb) 锡(Sn) 镉(Cd) 铅(Pb)含量的增加可以降低锌(Zn)的硬度，增加锌(Zn)的溶解度，但是在含铝(Al):o _l S%E 的锌合金中，铅(Pb)，锡(Sn)，镉(Cd)任意一种超过规定量，都会产生腐蚀。这种腐蚀是不规则的，经过某段时间以后才产生，而且在高温，高湿气氛下，腐蚀得特 铁(Fe) 铁(Fe)虽然能明显提高锌(Zn)的再结晶温度，减缓再结晶的过程，但是在压铸熔炼当中，铁(Fe)来自铁坩埚，鹅颈管和熔化用具，固溶于锌(Zn)，铝(Al)所带的铁(Fe)是极微量的，超过了固溶限的铁(Fe) 会以FeAl3 结晶出来。(Fe)所造成的缺陷多生成渣滓以FeAl3的化合物浮起。铸件变脆，机加工性能变差。铁的流动性会影响铸件表面的光滑度。

此种合金可以在坩埚，火焰反射炉和各种结构的电炉中熔炼。铝—铜合金不像铝—硅合金易于吸收气体，也不像含镁量高的合金易于氧化。

使用牌号A3及其以下的铝锭和3级(M3)的及其以’F的铜作为铝—铜合金的炉料。铜以铝—铜中间合金的状态加入铝—铜合金内。

含铜33%的铝铜共晶合金具有优良中间合金的一切性能：可以制成化学成分均一的易熔的（熔点540℃）和脆性大的合金。

但是，含铜50%的合金具有更大的优点。在低熔点（575℃）和足够的脆性时，此种合金是均—的。

铝—铜中间合金有三种可能制造方法：（1）混合熔融的铝和铜；（2）溶解铜于熔融的铝中；（3）溶解铝于熔融的铜中。在这三种方法中最实用的是第三种方法，因为此种方法很简单，并且保证中间合金的质量良好。

在熔融的铝中溶解铜的方法和混合熔融金属的方法，由于熔炼物强烈的过热而使中间合金易为非金属杂质所玷污。

往熔融的铝中加入预热的固体铜或熔融的铜， 由于铝—铜合金生成热的放散而促使温度显著升高。

将单独熔化的金属混合在一起，除了使合金过热之外，还会使生产过程复杂化，因为需要使用两台熔炉，坩埚等。但当在大型铸造车间内熔合大量中间合金时，此种方法有某些使用意义。采用此种方法时，单独在木炭复层下熔化铜和分量的铝。将熔融的铜以细流注入熔融的铝中，另外分批地加入剩余部分固态铝，以便降低熔炼物的温度。

当固态铝在液态铜中溶解时，熔炼物的加热温度显著降低。这是由于铜的热容量和熔化潜热较该铜为高。

但是，使用这种力法时并不能避免该熔炼物局部过热的可能。为了避免局部过热，将铝加在熔池表面下的深处，而在液态铜中溶解。

溶解固态铜于熔融的铜中以制造Al—Cu中间合金的方法综述如下：将全部铜装入炉中，并加入全部炉料铝的10~15%，以便加速铜的熔化。随着铜的熔化逐渐少量地加入铝，将铝加入熔池的深处并在此时搅混熔炼物。铝锭应预热至150~200℃。待全部铝溶解之后，将合金冶却到700℃并用氯化锌进行精炼，除去熔渣并将制成的中间合金在680~700℃时浇铸于经过预热的锭模中。当中间合金在锭模中凝固时，用杓子取出表面所生成的薄膜，以便于金属凝固时从其中放出气体，并除去表面上的非金属污物。[4]

铜是人类发现最早的金属之一,也是最好的纯金属之一,稍硬、极坚韧、耐磨损,还有很好的延展性,导热和导电性能较好。熔点1083、4±0.2℃,沸点2567℃,莫氏硬度:3 。 通过以上可以得出:铝的熔点和莫氏硬度更低,高温下更容易变形。

一、元素不同

1、铝

银白色轻金属。有延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，难溶于水。

2、铜

铜是一种过渡元素，化学符号Cu，英文copper，原子序数29。纯铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色带金属光泽，单质呈紫红色。

二、性质不同

1、铝

铝是活泼金属，在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃（1埃=0.1纳米）的致密氧化膜，使铝不会进一步氧化并能耐水；但铝的粉末与空气混合则极易燃烧；熔融的铝能与水猛烈相应的金属；铝是两性的，极易溶于强碱，也能溶于稀酸。

2、铜

铜呈紫红色光泽的金属，密度8.92克/立方厘米。熔点1083.4±0.2℃，沸点2567℃。有很好的延展性。导热和导电性能较好。

三、用途不同

1、铝

铝及铝合金是当前用途十分广泛的、最经济适用的材料之一。世界铝产量从1956年开始超过铜产量一直居有色金属之首。当前铝的产量和用量（按吨计算）仅次于钢材，成为人类应用的第二大金属；而且铝的资源十分丰富，据初步计算，铝的矿藏储存量约占地壳构成物质的8%以上。

2、铜

铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。铜是一种红色金属，同时也是一种绿色金属。

说它是绿色金属，主要是因为它熔点较低，容易再熔化、再冶炼，因而回收利用相当地便宜。古代主要用于器皿、艺术品及武器铸造，比较有名的器皿及艺术品如后母戊鼎、四羊方尊。

参考资料来源：百度百科-铝

参考资料来源：百度百科-铜

2.铬铜特性导电导热性能好、硬度高、耐磨抗爆、常用做导电块。直立性好，打薄片不弯曲。

3.铍铜是一种过饱和固溶体铜基合金，是机械性能，物理性能，化学性能及抗蚀性能良

铜合金

好结合的有色合金，经固溶和时效处理后，具有与特殊钢相当的高强度极限，弹性极限，屈服极限和疲劳极限。同时又具备有高的导电率，导热率，高硬度和耐磨性，高的蠕变抗力及耐蚀性，广泛应用于制造各类模具镶嵌件，替代钢材制作精度高，形状复杂的模具，焊接电极材料压铸机，注塑机冲头，耐磨耐蚀工作等，铍铜带应用于微电机电刷，手机电池、电脑接插件，各类开关触点，弹簧、夹子、垫圈、膜片、膜合等产品上。是国民经济建设中不可缺少的重要工业材料。密度8.3g／cm3

硬度36-42hrc电导率≥18％iacs抗拉强度≥1000mpa导热率≥105w／m.k20℃

铝材料分类及用途如下：

按有无合金成分，铝材分为纯铝及铝合金。铝合金按合金系列又分为Al-Mn合金、daoAl-Cu合金、Al-Si合金和Al-Mg合金等。

按压力加工能力，可分为变形铝和非变形铝（例如：铸铝）。

按能否热处理强化，铝合金又分为非热处理强化铝和热处理强化铝。铝没有同素异构体，纯铝、铝锰合金、铝镁合金等不可能通过热处理相变来提高强度。

铝铜和铝镁硅等合金可通过固溶时效析出强化相提高强度，称为可热处理强化铝。不能通过固溶时效析出强化相提高强度的称为不可热处理强化铝。

用途，金属铝一度被用来制炊具，并且很受欢迎，因为铝锅等不易生锈，铝在空气中会与氧气反应形成一层致密的氧化铝膜，可是，科学证明，铝餐具是不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性和咸的食物的，因为酸碱盐等可以直接浸蚀金属铝表面的保护膜和铝制品本身。

1、影响合金的密度、热膨胀系数、熔点；

2、在结构方面可以使铝产生固溶强化作用，强度提高，刚度下降；

3、可改变铝合金的导电性；

4、可以改善铝合金的机械性质和切削性；

5、使铝合金的耐腐蚀性和熔汤流动性变差，引起热间断裂。

2、铝线相对较便宜；

3、铝线质量更轻；

4、铝线的机械强度较差；

5、铝线在接驳线端极容易氧化，接驳线端氧化后会出现温度升

6、铜线内阻小。铝线比铜线的内阻大，但是比铜线散热快。主要是载流能力不同和机械强度不同。铜电阻率0.017，铝0.029.所以铝的载流能力是铜的80%左右。机械强度铜也好很多。

铜芯电线（电缆）与铝芯电线（电缆）的优缺点对比

铜芯电阻率低：铝芯的电阻率比铜芯约高1.68倍；

铜芯延展性好；

铜芯强度高：常温下的允许应力，铜可达到20，铝为15.6kgt/mm2；

铜芯抗疲劳：铝材反复折弯易断裂，铜则不易；

铜芯稳定性好，耐腐蚀：铜芯抗氧化，耐腐蚀，而铝芯容易受氧化和腐蚀。