銅合金技術知識與常見問答Copper Alloy Knowledge & FAQ
整理純銅、黃銅、磷青銅、洋白銅與鈹銅的選用比較,以及常見問答。
依使用需求選牌號
| 需求 | 建議牌號 |
|---|---|
| 導電、導熱、延展性(變壓器、連接器、端子、PCB、散熱元件) | C1020、C1100 |
| 在還原性氣氛高溫加熱不可有氫脆 | C1020 |
| 延展性、電鍍性(門鎖、工藝品、端子、衛浴、插頭、鈕扣、燈頭) | C2600、C2680 |
| 延展性與耐蝕性、端子連接器、軸承 | C5191、C5210(磷青銅) |
| 光澤美、硬幣、醫療器材、樂器、電氣材料 | C7521、C7701(洋白銅) |
| 彈性材料、連接器、彈簧片、模具鑲件;需時效硬化後高強度 | C1720(鈹銅) |
各牌號的供應狀態與成分資料,見銅合金產品頁;實際供應請洽詢。
純銅 C1020 與 C1100
| 項目 | C1020 | C1100 |
|---|---|---|
| 名稱 | 無氧銅 | 韌煉銅 |
| Cu % | ≥99.96 | ≥99.90 |
| 氫脆性試驗 | 必須試驗 | CNS 表3 未列為必須 |
黃銅 C2600 與 C2680
| 項目 | C2600 | C2680 |
|---|---|---|
| Cu % | 68.5–71.5 | 64.0–68.0 |
| Zn % | 餘量 | 餘量 |
| O 抗拉強度 N/mm² | ≥275 | ≥275 |
| ½H 抗拉強度 | 355–440(厚度 <0.30 mm 為 355–450) | 同 |
| H 抗拉強度 | 410–540 | 410–540 |
| CNS 表1 用途例 | 端子連接器等 | 銅扣、照相機、保溫品等深冲件、端子連接器、配線器具 |
彈性材料:磷青銅、洋白銅、鈹銅
| 牌號 | 系別 | H 抗拉強度 N/mm² | EH | SH |
|---|---|---|---|---|
| C5191 | 磷青銅(Sn 5.5–7.0 %) | 590–685 | 635–720 | ≥690 |
| C5210 | 磷青銅(Sn 7.0–9.0 %,彈簧用) | 590–705 | 685–785 | 735–835 |
| C7521 | 洋白銅(鎳銀,Ni 16.5–19.5 %) | 540–640 | ≥610 | — |
| C7701 | 洋白銅(鎳銀,彈簧用) | 630–735(依厚度) | 705–805 | 765–865 |
| C1720 | 鈹銅(彈簧用) | 685–835(H,時效前) | — | — |
- C5210、C7701、C1720 依 CNS 3114(彈簧用)規範,另有彈簧極限值規定。
- 洋白銅(鎳銀)不含銀,名稱源自外觀。
質別符號與選用
| 符號 | 說明 |
|---|---|
| O | 完全再結晶或退火狀態,抗拉強度最低 |
| ¼H、½H、¾H、H | 依序加工硬化,強度逐級提高 |
| EH、SH、ESH、SSH | 更高強度的硬質別 |
| M | 預加工硬化(磨硬,mill-hardened):出廠前已完成冷加工與時效硬化,供貨即具規定性質(CNS 3114) |
常見問答
牌號選用與比較
C1020 和 C1100 有什麼差別?
C1020 為無氧銅(Cu ≥99.96 %),C1100 為韌煉銅(Cu ≥99.90 %)。
C2600 和 C2680 黃銅有什麼差別?
兩者都是銅鋅合金。C2600 銅含量 68.5–71.5 %,C2680 為 64.0–68.0 %;依 CNS 11073,兩者抗拉強度規定值相同,C2680 常用於銅扣、照相機等深冲件,C2600 用於端子連接器等。
C5191 和 C5210 磷青銅有什麼差別?
兩者都是磷青銅,同為 H 質別。C5191 含錫 5.5–7.0 %,C5210 含錫 7.0–9.0 %。抗拉強度規定值 C5191 為 590–685、C5210 為 590–705 N/mm²。規範:C5191 為 CNS 9503(磷青銅及鎳銀之板及卷片),C5210 為 CNS 3114(彈簧用鈹銅、磷青銅、鈦銅、鎳銅)。
C7521、C7701洋白銅(鎳銀)是什麼?含銀嗎?
C7521、C7701 為銅鎳鋅合金,含鎳 16.5–19.5 %、銅 62.0–66.0 %(C7521)或 54.0–58.0 %(C7701)。洋白銅(鎳銀)名稱源自銀白色外觀,並不含銀。用於硬幣、醫療器材、樂器、電氣材料。
要做彈簧或彈性零件,選哪一種銅合金?
CNS 3114(彈簧用)涵蓋 C1720 鈹銅、C5210 磷青銅、C7701 鎳銀,並有彈簧極限值規定。實際選擇依強度、導電、成形需求而定。
卓揚供應哪些銅合金材料?
常備有C1020、C1100、C1720、C2680、C5191、C7521等,若不在上列可洽詢。
卓揚供應的銅合金,美國 UNS 與歐洲 EN 牌號是什麼?
C1100 對應 UNS C11000、EN Cu-ETP(CW004A);C1020 對應 UNS C10200、EN Cu-OF(CW008A);C2680 對應 UNS C26800、EN CuZn33(CW506L);C5191 對應 UNS C51900、EN CuSn6(CW452K);C1940 對應 UNS C19400、EN CuFe2P(CW107C)。以上為對應,不是等同;需符合特定標準時,請以該標準指定的牌號為準。
質別與導電率
銅板的質別 O、¼H、½H、H、EH、SH 是什麼意思?
O 為完全再結晶或退火狀態,抗拉強度最低;¼H、½H、¾H、H 依序加工硬化,強度逐級提高;EH(Extra Hard)、SH(Spring Hard)、ESH(Extra Spring Hard)為更高強度的硬質別。
銅的質別越硬,會有什麼影響?
質別越硬,強度越高。如要彎曲加工內側半徑要求也越大。
純銅的導電率是多少?
依 CNS 11073。C1020、C1100 於 O 質別、厚度 >0.50 mm 為 ≥100 %IACS;¼H、½H(厚 ≤2.0 mm)為 ≥97 %;H(厚 ≤2.0 mm)為 ≥96 %。
什麼是 IACS?
IACS(International Annealed Copper Standard,國際退火銅標準)是衡量金屬導電能力的標準單位。1913 年國際電工委員會(IEC)以標準退火銅在 20°C 時的導電率 58.0 MS/m(電阻率約 1.7241 µΩ·cm)定為 100% IACS;其他金屬或合金的導電率與它比較,以百分比表示,數值越高代表導電能力越好。例如 50% IACS 表示導電能力是標準退火銅的一半。
為什麼目前的高導電銅導電率可以超過 100% IACS?
IACS 的 100% 是以 1913 年當時的標準退火銅為基準訂定。之後銅的精煉技術進步,商用純銅的純度提高、雜質減少,導電率因而略高於當年的基準。例如無氧銅常見可達約 101% IACS。所以 IACS 是相對基準,不是導電率上限。
法規與其他
銅合金含鉛嗎?符合 RoHS 嗎?
卓揚販售之部分銅合金「可能」含有鉛元素,符合RoHS含鉛量規定,詳細成分以材質證明或第三方檢測報告為準。依 CNS 規定,C2600、C2680 鉛 ≤0.05 %,C1940、C7521、C7701 ≤0.03 %,C5191、C5210 ≤0.02 %;C1020、C1100、C1921、C1720 未規定鉛上限。C1921、C1940 不刻意添加鉛。
銅為什麼會變色?怎麼防止?
銅表面接觸空氣中的氧、水氣、含硫氣體或手汗,可能氧化變暗,甚至出現綠銹。建議乾燥存放、避免徒手觸摸,並使用防銹紙或密封包裝。
參考來源
引用規範
- CNS 11073:銅及銅合金板及卷
- CNS 3114:彈簧用銅合金(C1720、C5210)
- CNS 9503:磷青銅及鎳銀之板及卷片
參考資料
金屬材料與加工諮詢
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