碲銅

碲銅是一種碲青銅材料，美國ASTM標準牌號C14500，是美國根據其工業發展要求在上世紀60年代研製成功的一種高導易切削銅合金材料，用以填補銅合金精密加工材料的空白。碲銅合金材料兼顧了較好的易切削性能和優良的導電、導熱性能，同時具備抗腐蝕和抗電燒蝕性能，冷熱加工性能較好，可鍛造、鑄造、擠壓拉制、沖制模壓。產品可加工成板、片、棒、絲、管等型材和多種異型材。

基本介紹

• 中文名：碲銅
• 外文名：tellurium copper
• 材料：碲和銅
• 領域：化學
• 化學性能：高導、抗電弧、抗熔焊
• 物理性能：易切削加工

碲銅簡介

碲銅是指碲和銅的合金，含0.4-0.7%碲的碲銅具有良好的切削加工性能；含50%碲和50%銅的碲化銅用作中間合金。

產品標準

ASTM B301/B301M-13：

合 金	美國; ASTM	中國; GB	日本; JIS	德國; DIN	英國; BS
碲銅	C14500	QTe0.5	C1450	CuTeP	C109

化學成分

合 金	化學成分 %
	Cu	Te	P
碲銅 C14500	99.2 %	0.4-0.7 %	0.004-0.012%

機械及物理性能

合 金	狀態	抗拉強度; MPa	硬度; HV	延伸率; %	導電率; %IACS	車削性; %
碲銅 C14500	H04	≥350	120	8	≥85	85

材料性能

碲銅( C14500 )合金具有較好的易切削性能和優良的導電、導熱性能，以及抗腐蝕性能；是高銅合金中切削性能最好的銅合金材料；而且冷熱加工性能較好，可鍛造、鑄造、擠壓拉制、沖制模壓、鐓煅。

套用領域

該合金主要用於：要求高傳導高導電、耐腐蝕的精密電子電器元器件，高級機電零件，鍛件和螺紋切削件，水暖管件配件，電氣接觸件，等離子及雷射切割配件，汽車起動機和開關部件等。產品可加工成板、片、棒、絲、管等型材和多種異型材。隨著近年來國家對新能源汽車的大力推進，充電樁的大力興建，對充電樁接觸材料要求抗電弧，使用壽命及安全性能等都有了新的指標，2010年以來碲銅由於優良的電學性能及易加工的特性已經成功套用於新能源汽車大電流連線器領域。

機械性能

抗拉強度 Tensile Strength	R m Mpa	350-380
屈服強度 Yield Strength	δ 0.5 Mpa	330-370
延伸率 Elongation	%	9-12

物理性能

熱導率 Thermal Conductivity	W/Km	355
電導率 Electrical Conductivity	%IACS	93

加工性能

Softening temperature 軟化溫度	Approx 350 ℃
Capacity for being cold worked 冷加工	Good 好
Capacity for being hot formed 熱加工	Good 好
Hot forgeability rating (forging brass=100)熱可鍛等級（黃銅鍛造 =100 ）	65
Hot working temperature 熱加工溫度	1400-1600 F or 750-875 C
Annealing temperature 退火溫度	800-1200 F or 425-650 C
Free Cutting Brass=100易切削等級 （易切削黃銅 =100 ）	85
Suitability for being joined by適合焊接：	Soldering/Excellent低溫焊接 / 較好
Suitability for being joined by 適合焊接：	Brazing/Good銅焊 / 好
Oxyacetylene Welding/Fair 乙炔焊	Oxyacetylene Welding/Fair乙炔焊 / 好
Gas Shielded Arc Welding/Fair氣體保護焊	Gas Shielded Arc Welding/Fair氣體保護焊接 / 好
Coated Metal Arc Welding/Not Recommended 電弧焊	Coated Metal Arc Welding/Not Recommended電弧焊接 / 不推薦
Resistance Welding電阻焊	Spot/Not Recommended局部 / 不推薦
Seam接縫焊	Seam/Not Recommended接縫 / 不推薦
Butt/Fair對接	Butt/Fair對接 / 好

易切削高導碲銅合金的研究與開發

碲銅合金性能分類

（1）高導碲銅基合金

高導碲銅合金的代號一般用DT表示。碲銅合金與銀銅一樣具有優良的導電、導熱性能，除此之外，抗腐蝕性、電弧性能也很優越。碲銅合金材料諸多優異的綜合性能滿足了歐盟和我國近年分別在《關於電子電氣設備中禁止使用某些有害物質指令》和《電子信息產品污染控制管理辦法》等法律中所規定的禁止在新投放的電子電氣設備中使用含有鉛、汞、六價鉻、多溴苯醚和多溴聯苯等多種有害物質的相關要求。但是，碲銅還有自己的優點，具有很好的冷熱加工性能，並且其切屑性能比銀銅還要好，甚至可以替代鉛黃銅。介紹其主要優良性能：1)具有很高的導電性能。碲銅合金與銅相比都很高，比性能相同的紫銅要超出10%-13%，而比銀銅超出10%-15%，此類碲銅合金的電導率94%-98%；2)具有很高的熱導率。超出純銀22%，超出紫銅28%；3)抗電弧形好。此類合金在保證高導的條件，可以通過調整加工工藝條件來提高合金的強度，從而獲得高強高導的碲銅合金。DT碲銅合金材料憑藉其優異的性能，被大量運用製造電子、家電、交通、電器中的零件，在高導電、高導熱等領域有著很大的作用，在未來的發展中甚至可以用來取代銀銅，在眾多行業里有很大的發展空間，很有商業前景。

（2）高強鎂碲銅基合金

高強鎂碲銅合金的代號一般用MDT表示。此類合金是一類擁有高導電率、優良的抗電弧形、良好的力學性能於一體的高性能銅基合金。被廣泛運用於高速鐵路網中的有關零件。此類產品有以下幾種特點：1)良好的物理性能，彼此間搭配很好；2)優良的抗電弧形性能。此類合金主要集中於在德國企業，被大量的運用在連線器、換向器等電器行業。而我國主要處於開發試驗階段，中國鐵道學院等都申請了相關的專利。在其他國家，有少量會生產此類合金，主要集中在一些已開發國家。

（3）易切削型磷碲銅基合金

高強鎂碲銅合金的代號一般用PDT表示。此類合金憑藉其優良的切削加工性能、抗電弧形性能、抗腐蝕性及導電性能，而且製造零件的高生產率、成本低等性能，被廣泛運用於化工、機械、焊接等製造行業。又因為其具有很好的切削性能，其可以被用來製作各種切割裝置的割嘴、焊頭、電池的電極等方面，而且此類合金無毒也可以用來製作生活的用品，如器皿等。

C14500碲銅合金是在銅中加入0.40-0.70%碲、0.004-0.012%磷的新型合金材料，用它製成的棒材具有優良的切削性能，能在自動車床上進行高速切削，切削不呈絲狀，這種材料還具有較高的導電、導熱性及良好的耐腐蝕性，在歐美、日本等已開發國家已廣泛套用，主要用途為：要求高傳導、高導電、耐腐蝕的精密電子電器元件，高級機電零件，鑄件和螺紋切削件，水暖管件，電氣接觸件，汽車零件，焊割高級槍嘴，電動機和開關部件等。可製成圓棒、六角棒、異型棒對外供應。

用於電觸頭材料的高導碲銅合金這一類產品以美國、歐洲和日、韓企業生產居多。通過對蹄銅合金市場的相關分析，我們可以清晰的認識到碲銅合金具有優越的性能，其廣泛的套用前景和潛在市場已得到普遍認同。但同時市場也反饋出其加工成本高，主合金成分碲市場價位高而且是戰略性材料，從而使得只有部分高精產品在使用碲銅合金。碲銅合金棒的開發在國內剛剛起步，洛陽、四川、瀋陽、廣東、浙江等地已開始試製，市場潛力很大。

合金產品檢測方案

（1）澆鑄工藝參數

為摸索澆鑄工藝，探究出優異的工藝參數，工業試驗時分別使用紫銅內套與紫銅加石墨內套兩種不同的結晶器，且各採用兩種水壓和澆鑄速度，對比鑄錠的性能，從而確定最佳的工藝參數。兩種澆鑄工藝參數見表1。

表1 澆鑄工藝參數

另外，在試驗過程中，為了降低成本，儘量減少物料的積存，我們在中頻爐中先得到熔煉經驗後，再採用工頻感應電爐進行生產，用工頻感應爐試生產時我們採用半爐熔煉和單根澆鑄的方式進行。

（2）擠壓和拉伸工藝參數

碲銅合金棒的機械性能是研發工作的第二道難關，解決的途徑是在擠壓和拉伸工藝上的最佳化搭配，以期在不退火的情況下達到其性能要求，考慮性能要求與成本的合理結合。為提高產品表面質量，擠壓時採用水封擠壓，鐵模澆鑄的鑄錠必須進行車削銑面後才能擠壓。為摸索最佳化的擠壓工藝制定兩種擠壓方案，分別擠出Ф31mm、Ф35mm棒坯，再進行拉伸，對成品進行機械性能檢驗。擠製品在拉伸前要進行酸洗，分別計算出拉伸各道次的延伸係數，使各道次加工率比較均勻。在設計拉伸道次時要考慮材質、硬度、所需模具與設備性能等參數，以保證各道次能順利完成。擠壓和拉伸工藝參數表2。

表2 擠壓和拉伸工藝參數