材料知识1-铜材的介绍.
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硬度:較磷青銅及紅銅高 彈性:較磷青銅及紅銅差
與其他合金銅比較
黃銅(Brass) 特性及規格一覽表
(1)化學成份 (Chemical Composition)
合金編號 化學成份 (wt.%)
Material Designation
JIS C2680
Cu
64.0~68.5
Zn
Rem.
Fe
0.05(max)
彈片材料及銅合金相關材料
彈片材料及銅合金相關材料可被應用的範 圍極為廣泛,使用範圍由民生到工業用品, 諸如高級電器開關、繼電器、微動開關各 種高級端子、快速接頭及連接器等其各有 不同特性(如有些特性為高彈性係數、高 導電率、高張力強度高硬度等) 彈片種類的銅
鈹銅 (BeCu) JIS C1720/C1700 鈦銅 (TiCu) 白銅 CuNi18Zn20/CuNi18Zn27 JIS C7521/C7701 銅鎳矽合金 ( Alloy 7025 )
(2)物理特性(Physical Properties)
合金編號 C1100 密度 g/cm3 8.94 彈性係數 GPa 117 熱膨脹係數 mm/m．K 16.9 熱傳導係數 W/m．K 391.1 導電率 %IACS 101
紅銅(Copper) 特性及規格一覽表
(3)機械性質(Mechanical Properties)
----
----
----
----
Cu＋Sn＋ P≧99.5
≦0.1
----
≦0.05
≦0.2
Cu＋Sn＋ P≧99.7
P:0.004％以下;Cu:99.90％ 具高熱電傳導性、加工性、延展性、耐蝕性及耐 候性
磷青銅合金
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
紅銅合金
其他…
黃銅合金
黃銅合金的特性
黃銅為銅和鋅的合金,金屬光澤隨鋅含量增加由橙 紅色轉為黃色,黃銅合金的機械性質優異 C2600延展性優異,深沖加工性及電鍍性良好;供製 作彈殼、汽車散熱器、燈具、扣件 C2680沖製加工性及電鍍性良好,與C2600比較;強 度增加但延展性減少,供製作連接器及輸入/輸出 之端子、篩板、燈具、扣件、衛生器材等 至於C2800強度高且具延展性,適合熱加工成型,但 耐蝕性較差,在海水中易脫鋅及應力腐蝕破壞
抗拉強度 (kgf/mm2) > 28 36~46 42~55 53~60 > 58
O H/2 H EH SH
C2680R-O C2680R-H/2 C2680R-H C2680R-EH C2680R-SH
磷青銅合金
磷青銅合金的特性
磷青銅是在銅錫合金中添加少量的磷,除 了脫氧作用並可改良合金的機械性質,使 得磷青銅合金的延展性良好,彈性好,耐 蝕、耐疲勞及耐磨耗性優良,實施稜冷加 工時機械強度及彈性限會顯著增加 可供作彈簧材料、電氣用彈簧開關、連 接器及輸入/輸出之端子、風箱、熔線夾、 滑動片、電子零件等產品之材料及自動 沖床之銅質軸承、軸承襯套等 硬度:較黃銅低,較紅銅高 彈性:較黃銅好,較紅銅低
(3)機械性質(Mechanical Properties)
抗 拉 試 驗 Tensile test 硬度試驗 Hardness test Hv Thickness >0.15mm 120~150 150~170 170~190 190~210 210~230 230~270
合金 編號
質別
符號 厚度 mm 抗拉強度 kgf/mm2 > 35 40~52 50~60 52~62 60~72 70~80 > 75 延伸率 % > 45 > 40 > 30 > 20 > 12 > 8 > 5
磷青銅(Phosphor Bronze) 合金各規格對照表
合金編號 Alloy No. CuSn 4 CuSn 5 CuSn 6 CuSn 8 R e m. 化 學 C u Sn 3.5~4.5 4.5~5.5 5.5~7.5 7.5~9.0 R e m. 0.01~ 0.40 ≦0.1 ≦0.3 ≦0.05 ≦0.3 ---P 成 分 Chemical Composition (wt.%) Fe Ni Pb Zn Others
C5210
O H/4 H/2 3/4H H EH SH
CC5210R-O C5210R-H/4 C5210R-H/2 C5210R-3/4H C5210R-H C5210R-EH C5210R-SH
> 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2
紅銅合金
紅銅合金的特性
抗 合金編號 質別 O H/4 H/2 C1100 3/4H H EH SH 厚度 (mm) > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 拉 試 驗 硬度試驗
抗拉強度 延伸率(50mm) Hv Thickness (kgf/mm2) (%) >0.15mm < 27 24~30 26~33 29~35 30~37 33~40 35~41 > 30 > 13 > 10 > 5 > 4 > 3 > 2 < 65 60~80 70~90 80~100 90~110 95~110 100~125
抗 合金 編號 C2680 質別 符號 厚度 (mm) > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 拉 試 驗 延伸率 (50mm) (%) > 40 > 28 硬度試驗 Hv Thickness >0.15mm 70~90 110~130 140~160 160~180 > 180
與其他合金銅的比較
磷青銅(Phosphor Bronze) 特性及規格一覽表
(1)化學成份 (Chemical Composition)
合金編號 Material Designation JIS C5191 C5210 化學成份(wt. %) Cu Rem. Rem. Sn 5.5~7.0 7.0~9.0 p 0.03~0.35 0.03~0.35 Pb <0.05 <0.05 Fe <0.10 <0.10 Zn <0.30 <0.30
韌煉銅(ETP-C1100)及磷脫氧銅(DLP-C1200, DHPC1220)合金板材具高導電導熱特性、良好延展性 及加工成型性 一般應用在散熱鰭片、電氣開關端子、電子零件、 印刷輥子及建築材料等產品上 近年來由於各類IC晶片之運算處理速度日趨增進, 所以紅銅板材在晶片之散熱器運用方面將會逐漸 取代傳統的鋁合金散熱器,尤其在中央處理器之晶 片的散熱器上,將成為主流的散熱材料
材料知識-1
銅材的介紹
2005.6 編製
為什麼是你?
為什麼要用銅呢?
由於銅金屬具有良好的導電、導熱及加工成型特 性,因此銅合金在現今電子產業中成為相當重要的 原材料,銅合金種類也隨著不同產品之功能性及加 工方面的需求日益增加,各式兼具高導電性與高強 度的銅合金板材(如次頁所示)亦迅速被研究開發
高鎳合金 : 鎳鉻合金 : 鎳鉻鐵合金 鎳銅合金 : 鎳基合金 : Nickel 200 ; Nickel 212 Inconel 600 / 601 : Alloy 840 / 800 / 825 Monel 400 Alloy C 276 B / C / D
鎳合金
常見鎳合金的種類
Pb
0.15(max)
(2)物理特性(Physical Properties)
合金編號 C2680 密度 g/cm3 8.47 彈性係數 GPa 105 熱膨脹係數 mm/m．K 20.3 熱傳導係數 W/m．K 116 導電率%IACS 27
黃銅(Brass) 特性及規格一覽表
(3)機械性質(Mechanical Properties)
C5101
C5191 C5212 C5111
3.0~5.5
5.5~7.0 7.0~9.0 3.5~4.5 0.03~ 0.35 ------------Cu＋Sn＋ P≧99.5
C5102
C5191 C5212 C5210 R e m.
4.5~5.5
5.5~7.0 7.0~9.0 7.0~9.0 0.03~ 0.35
硬度:較黃銅及磷青銅低 彈性:較黃銅及磷青銅好
與其他合金銅的比較
紅銅(Copper) 特性及規格一覽表
(1)化學成份(Chemical Composition)
合金編號 Material Designation JIS C1100(ETP) Cu 99.9(min) 化學成份 (wt.%) P 0.004~0.012
C5191
O H/4 H/2 3/4H H EH SH
CC5191R-O C5191R-H/4 C5191R-H/2 C5191R-3/4H C5191R-H C5191R-EH C5191R-SH
> 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2
磷青銅(Phosphor Bronze) 特性及規格一覽表
溫度雙金屬片
溫度雙金屬片的特性
將 2 或3層不同材質的金屬合在一起,利用金屬對 熱感應的膨脹係數之不同而產生彎曲的特性,藉此 達到溫度的測控,是對溫度雙金屬片最簡易的解釋 其用途以製成溫度開關、斷路器、保溫開關、電 氣遮段器、過載電驛等為主,亦有以雙金屬片作為 感溫素材的溫度計器
高感度雙金屬片 一般用雙金屬片 高溫用雙金屬片 溫用雙金屬片 中阻抗用雙金屬片 低阻抗用雙金屬片 耐蝕性雙金屬片
銅合金板材 抗拉強度與導電率關係圖
常用合金銅的種類
黃銅合金
Cu:64%~68%;Zn:餘量 具有漂亮色澤、衝製加工性好、延展性優良、適 合伸抽、易於電鍍及塗裝 5191：Sn:5.5~7.5約 6％;Sn+P+CU>99.5% 高強度硬度特質 5210：Sn:7.0~9.0約 8％;Sn+P+CU>99.7% 耐疲勞及彈性特性佳
除了企業本身積極提昇產品的競爭力及銅合金板 材製程能力外,國內各學術及研究單位亦同時進行 研究開發工作 清華大學材料研究所及金屬工業發展中心,共同完 成經濟部工業局之『積體電路引線架銅板』 工研院工業材料研究所輔導的『銅合金板材殘留 應力檢測技術』;工研院亦提供各項業界相關之合 作計劃 其他…
台灣對材料工業的投資
(2)物理特性(Physical Properties)
合金編號 C5191 C5210 密度 g/cm3 8.84 8.80 彈性係數 熱膨脹係數 GPa mm/m．K 110 110 18.0 18.2 熱傳導係數 W/m．K 65.8 62.3 導電率 %IACS 14 12
磷青銅(Phosphor Bronze) 特性及規格一覽表
溫度雙金屬片的種類
半導體封裝材料
半導體材料的特性在於熱膨脹係數與陶瓷、 硬質玻璃、軟質玻璃材料的熱膨脹係數相類 似因此成為 IC 導線架 、電視布朗管、真 空管、二極體、燈球、照明燈管等最佳的封 著用導線材 材料種類
COBAL合金，硬質玻璃用 鎳鉻鐵合金，軟質玻璃用 鎳鐵合金，Ni42-Fe / Ni46-Fe/ Ni50-Fe系列 杜鎂絲Ni42-Fe 被覆無氧化銅、硼砂膜 鋁極細線 Aluminum Fine Wire 鍍銀銅線 Silver Coated Wire
其他銅合金
還有哪些合金類
高鎳及鎳合金材料 彈片材料及銅合金相關材料 溫度雙金屬片 半導體封裝材料
高鎳及鎳合金材料
高鎳合金(鎳基合金)
是以鎳為基礎,再加上不同比例的鐵、鉻、鉬或其 他稀有金屬而成,適用於耐高溫或不同酸、鹼值的 環境 所涵蓋的應用範圍更廣,例如: 高級眼鏡材料、燈 泡材料、快速窯滾筒、熱處理、火星塞、石化工 業等
(3)機械性質(Mechanical Properties)
抗 拉 試 驗 Tensile test 硬度試驗 Hardness test Hv Thickness >0.15mm 120~150 150~170 170~190 190~210 210~230 230~270
合金 編號
質別
符號 厚度 mm 抗拉強度 kgf/mm2 > 32 40~52 50~60 52~62 60~70 65~75 > 75 延伸率 % > 42 > 35 > 20 > 18 > 10 > 8 > 5
與其他合金銅比較
黃銅(Brass) 特性及規格一覽表
(1)化學成份 (Chemical Composition)
合金編號 化學成份 (wt.%)
Material Designation
JIS C2680
Cu
64.0~68.5
Zn
Rem.
Fe
0.05(max)
彈片材料及銅合金相關材料
彈片材料及銅合金相關材料可被應用的範 圍極為廣泛,使用範圍由民生到工業用品, 諸如高級電器開關、繼電器、微動開關各 種高級端子、快速接頭及連接器等其各有 不同特性(如有些特性為高彈性係數、高 導電率、高張力強度高硬度等) 彈片種類的銅
鈹銅 (BeCu) JIS C1720/C1700 鈦銅 (TiCu) 白銅 CuNi18Zn20/CuNi18Zn27 JIS C7521/C7701 銅鎳矽合金 ( Alloy 7025 )
(2)物理特性(Physical Properties)
合金編號 C1100 密度 g/cm3 8.94 彈性係數 GPa 117 熱膨脹係數 mm/m．K 16.9 熱傳導係數 W/m．K 391.1 導電率 %IACS 101
紅銅(Copper) 特性及規格一覽表
(3)機械性質(Mechanical Properties)
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Cu＋Sn＋ P≧99.5
≦0.1
----
≦0.05
≦0.2
Cu＋Sn＋ P≧99.7
P:0.004％以下;Cu:99.90％ 具高熱電傳導性、加工性、延展性、耐蝕性及耐 候性
磷青銅合金
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
紅銅合金
其他…
黃銅合金
黃銅合金的特性
黃銅為銅和鋅的合金,金屬光澤隨鋅含量增加由橙 紅色轉為黃色,黃銅合金的機械性質優異 C2600延展性優異,深沖加工性及電鍍性良好;供製 作彈殼、汽車散熱器、燈具、扣件 C2680沖製加工性及電鍍性良好,與C2600比較;強 度增加但延展性減少,供製作連接器及輸入/輸出 之端子、篩板、燈具、扣件、衛生器材等 至於C2800強度高且具延展性,適合熱加工成型,但 耐蝕性較差,在海水中易脫鋅及應力腐蝕破壞
抗拉強度 (kgf/mm2) > 28 36~46 42~55 53~60 > 58
O H/2 H EH SH
C2680R-O C2680R-H/2 C2680R-H C2680R-EH C2680R-SH
磷青銅合金
磷青銅合金的特性
磷青銅是在銅錫合金中添加少量的磷,除 了脫氧作用並可改良合金的機械性質,使 得磷青銅合金的延展性良好,彈性好,耐 蝕、耐疲勞及耐磨耗性優良,實施稜冷加 工時機械強度及彈性限會顯著增加 可供作彈簧材料、電氣用彈簧開關、連 接器及輸入/輸出之端子、風箱、熔線夾、 滑動片、電子零件等產品之材料及自動 沖床之銅質軸承、軸承襯套等 硬度:較黃銅低,較紅銅高 彈性:較黃銅好,較紅銅低
(3)機械性質(Mechanical Properties)
抗 拉 試 驗 Tensile test 硬度試驗 Hardness test Hv Thickness >0.15mm 120~150 150~170 170~190 190~210 210~230 230~270
合金 編號
質別
符號 厚度 mm 抗拉強度 kgf/mm2 > 35 40~52 50~60 52~62 60~72 70~80 > 75 延伸率 % > 45 > 40 > 30 > 20 > 12 > 8 > 5
磷青銅(Phosphor Bronze) 合金各規格對照表
合金編號 Alloy No. CuSn 4 CuSn 5 CuSn 6 CuSn 8 R e m. 化 學 C u Sn 3.5~4.5 4.5~5.5 5.5~7.5 7.5~9.0 R e m. 0.01~ 0.40 ≦0.1 ≦0.3 ≦0.05 ≦0.3 ---P 成 分 Chemical Composition (wt.%) Fe Ni Pb Zn Others
C5210
O H/4 H/2 3/4H H EH SH
CC5210R-O C5210R-H/4 C5210R-H/2 C5210R-3/4H C5210R-H C5210R-EH C5210R-SH
> 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2
紅銅合金
紅銅合金的特性
抗 合金編號 質別 O H/4 H/2 C1100 3/4H H EH SH 厚度 (mm) > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 拉 試 驗 硬度試驗
抗拉強度 延伸率(50mm) Hv Thickness (kgf/mm2) (%) >0.15mm < 27 24~30 26~33 29~35 30~37 33~40 35~41 > 30 > 13 > 10 > 5 > 4 > 3 > 2 < 65 60~80 70~90 80~100 90~110 95~110 100~125
抗 合金 編號 C2680 質別 符號 厚度 (mm) > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 拉 試 驗 延伸率 (50mm) (%) > 40 > 28 硬度試驗 Hv Thickness >0.15mm 70~90 110~130 140~160 160~180 > 180
與其他合金銅的比較
磷青銅(Phosphor Bronze) 特性及規格一覽表
(1)化學成份 (Chemical Composition)
合金編號 Material Designation JIS C5191 C5210 化學成份(wt. %) Cu Rem. Rem. Sn 5.5~7.0 7.0~9.0 p 0.03~0.35 0.03~0.35 Pb <0.05 <0.05 Fe <0.10 <0.10 Zn <0.30 <0.30
韌煉銅(ETP-C1100)及磷脫氧銅(DLP-C1200, DHPC1220)合金板材具高導電導熱特性、良好延展性 及加工成型性 一般應用在散熱鰭片、電氣開關端子、電子零件、 印刷輥子及建築材料等產品上 近年來由於各類IC晶片之運算處理速度日趨增進, 所以紅銅板材在晶片之散熱器運用方面將會逐漸 取代傳統的鋁合金散熱器,尤其在中央處理器之晶 片的散熱器上,將成為主流的散熱材料
材料知識-1
銅材的介紹
2005.6 編製
為什麼是你?
為什麼要用銅呢?
由於銅金屬具有良好的導電、導熱及加工成型特 性,因此銅合金在現今電子產業中成為相當重要的 原材料,銅合金種類也隨著不同產品之功能性及加 工方面的需求日益增加,各式兼具高導電性與高強 度的銅合金板材(如次頁所示)亦迅速被研究開發
高鎳合金 : 鎳鉻合金 : 鎳鉻鐵合金 鎳銅合金 : 鎳基合金 : Nickel 200 ; Nickel 212 Inconel 600 / 601 : Alloy 840 / 800 / 825 Monel 400 Alloy C 276 B / C / D
鎳合金
常見鎳合金的種類
Pb
0.15(max)
(2)物理特性(Physical Properties)
合金編號 C2680 密度 g/cm3 8.47 彈性係數 GPa 105 熱膨脹係數 mm/m．K 20.3 熱傳導係數 W/m．K 116 導電率%IACS 27
黃銅(Brass) 特性及規格一覽表
(3)機械性質(Mechanical Properties)
C5101
C5191 C5212 C5111
3.0~5.5
5.5~7.0 7.0~9.0 3.5~4.5 0.03~ 0.35 ------------Cu＋Sn＋ P≧99.5
C5102
C5191 C5212 C5210 R e m.
4.5~5.5
5.5~7.0 7.0~9.0 7.0~9.0 0.03~ 0.35
硬度:較黃銅及磷青銅低 彈性:較黃銅及磷青銅好
與其他合金銅的比較
紅銅(Copper) 特性及規格一覽表
(1)化學成份(Chemical Composition)
合金編號 Material Designation JIS C1100(ETP) Cu 99.9(min) 化學成份 (wt.%) P 0.004~0.012
C5191
O H/4 H/2 3/4H H EH SH
CC5191R-O C5191R-H/4 C5191R-H/2 C5191R-3/4H C5191R-H C5191R-EH C5191R-SH
> 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2 > 0.2
磷青銅(Phosphor Bronze) 特性及規格一覽表
溫度雙金屬片
溫度雙金屬片的特性
將 2 或3層不同材質的金屬合在一起,利用金屬對 熱感應的膨脹係數之不同而產生彎曲的特性,藉此 達到溫度的測控,是對溫度雙金屬片最簡易的解釋 其用途以製成溫度開關、斷路器、保溫開關、電 氣遮段器、過載電驛等為主,亦有以雙金屬片作為 感溫素材的溫度計器
高感度雙金屬片 一般用雙金屬片 高溫用雙金屬片 溫用雙金屬片 中阻抗用雙金屬片 低阻抗用雙金屬片 耐蝕性雙金屬片
銅合金板材 抗拉強度與導電率關係圖
常用合金銅的種類
黃銅合金
Cu:64%~68%;Zn:餘量 具有漂亮色澤、衝製加工性好、延展性優良、適 合伸抽、易於電鍍及塗裝 5191：Sn:5.5~7.5約 6％;Sn+P+CU>99.5% 高強度硬度特質 5210：Sn:7.0~9.0約 8％;Sn+P+CU>99.7% 耐疲勞及彈性特性佳
除了企業本身積極提昇產品的競爭力及銅合金板 材製程能力外,國內各學術及研究單位亦同時進行 研究開發工作 清華大學材料研究所及金屬工業發展中心,共同完 成經濟部工業局之『積體電路引線架銅板』 工研院工業材料研究所輔導的『銅合金板材殘留 應力檢測技術』;工研院亦提供各項業界相關之合 作計劃 其他…
台灣對材料工業的投資
(2)物理特性(Physical Properties)
合金編號 C5191 C5210 密度 g/cm3 8.84 8.80 彈性係數 熱膨脹係數 GPa mm/m．K 110 110 18.0 18.2 熱傳導係數 W/m．K 65.8 62.3 導電率 %IACS 14 12
磷青銅(Phosphor Bronze) 特性及規格一覽表
溫度雙金屬片的種類
半導體封裝材料
半導體材料的特性在於熱膨脹係數與陶瓷、 硬質玻璃、軟質玻璃材料的熱膨脹係數相類 似因此成為 IC 導線架 、電視布朗管、真 空管、二極體、燈球、照明燈管等最佳的封 著用導線材 材料種類
COBAL合金，硬質玻璃用 鎳鉻鐵合金，軟質玻璃用 鎳鐵合金，Ni42-Fe / Ni46-Fe/ Ni50-Fe系列 杜鎂絲Ni42-Fe 被覆無氧化銅、硼砂膜 鋁極細線 Aluminum Fine Wire 鍍銀銅線 Silver Coated Wire
其他銅合金
還有哪些合金類
高鎳及鎳合金材料 彈片材料及銅合金相關材料 溫度雙金屬片 半導體封裝材料
高鎳及鎳合金材料
高鎳合金(鎳基合金)
是以鎳為基礎,再加上不同比例的鐵、鉻、鉬或其 他稀有金屬而成,適用於耐高溫或不同酸、鹼值的 環境 所涵蓋的應用範圍更廣,例如: 高級眼鏡材料、燈 泡材料、快速窯滾筒、熱處理、火星塞、石化工 業等
(3)機械性質(Mechanical Properties)
抗 拉 試 驗 Tensile test 硬度試驗 Hardness test Hv Thickness >0.15mm 120~150 150~170 170~190 190~210 210~230 230~270
合金 編號
質別
符號 厚度 mm 抗拉強度 kgf/mm2 > 32 40~52 50~60 52~62 60~70 65~75 > 75 延伸率 % > 42 > 35 > 20 > 18 > 10 > 8 > 5