CuCr1Zr 作為鉻鋯銅家族的基準型號,以 “1% 鉻 + 0.1% 鋯” 的微合金化設計,在高導電性與中等強度間實現平衡,成分范圍:銅 98.5%-99.0%,鉻 0.8%-1.2%,鋯 0.05%-0.15%,雜質總和≤0.3%。這種低合金含量配方使導電率達 80% IACS,同時抗拉強度 350-400MPa,成為電機整流子的首選材料。
1% 的鉻以納米級 Cr 粒子(直徑 10-20nm)均勻分布在銅基體中,經時效處理后,硬度達 HB100-110,比純銅提高 50%。某牽引電機的 CuCr1Zr 整流子,由 36 片換向片組成,在 1500r/min 轉速下,運行 3 萬小時后,換向片磨損量僅 0.05mm,火花等級保持 1 級(無明顯火花),比純銅整流子壽命延長 2 倍。
0.1% 的鋯發揮雙重作用:一方面細化鉻顆粒,使強化相分布更均勻;另一方面凈化晶界,減少雜質偏聚,將合金再結晶溫度從純銅的 200℃提高到 400℃。某變壓器的 CuCr1Zr 導電排(截面 100mm×10mm),在 120℃工作溫度下,10 年運行后導電率保持率 95%,優于純銅的 80%,能耗降低約 5%。
加工性能優異,冷加工率可達 70%,能軋制成 0.5mm 厚的帶材,彎曲半徑達 0.5 倍厚度(90° 彎曲無裂紋)。某電焊機的 CuCr1Zr 電極臂,經精密加工后,直線度誤差≤0.02mm/m,確保焊接電流穩定(波動≤1%)。其焊接性能良好,電阻焊后接頭強度達母材的 90%,適合大型導電構件拼接。
制備工藝注重成分均勻性,熔煉采用無氧銅(純度 99.99%)為原料,鉻以 Cu-Cr20 中間合金加入,鋯以 Cu-Zr30 合金形式添加,攪拌 30 分鐘確保成分偏差≤0.05%。熱軋溫度 850℃,冷軋變形量 60% 后,經 480℃時效 2 小時,使鉻顆粒均勻析出,兼顧強度與導電率。
應用集中在中速導電領域:電機的換向器、集電環,80% IACS 導電率降低能耗;變壓器的導電排、母線,高溫穩定性確保長期運行;電解槽的導電棒,耐電解液腐蝕(年腐蝕速率 0.03mm),使用壽命達 5 年。
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