QSn7-0.2 是錫青銅家族中面向 “中重載耐磨 + 穩定耐蝕” 的中錫牌號,成分嚴格控制為銅 92.5%-93%、錫 6.8%-7.2%、磷 0.15%-0.25%,雜質總含量≤0.5%,其中鐵含量≤0.1%(避免形成 Fe?P 脆化相)。7% 的錫含量使合金形成 α+δ 雙相組織(δ 相體積分數 10%-12%),0.2% 的磷細化晶粒并優化耐蝕性,室溫抗拉強度 600-640MPa,布氏硬度 170-190HB,延伸率 17%-20%,在中重載摩擦工況下磨損速率低且耐蝕性穩定,成為礦山機械襯套、工程機械鏟斗斗齒、船舶尾軸軸承等惡劣環境部件的核心材料。
雙相組織中重載耐磨機制是其性能關鍵。錫含量提升使 δ 相(Cu??Sn?)比例增加,這些呈彌散分布的硬質相(硬度 HV320)像 “耐磨骨架”,顯著提升抗重載磨損能力 —— 在含 10% 礦石粉塵的中重載摩擦工況(壓力 8MPa、滑動速度 0.5m/s)下,磨損速率僅 0.006mm / 千小時,比 QSn6.5-0.4(0.009mm / 千小時)降低 33%。α 相作為基體,確保合金具備一定塑性,避免重載下脆性斷裂;0.2% 的磷則細化晶粒至 18-22μm,增強晶界結合力,使合金在 300℃中溫環境下仍保持 500MPa 抗拉強度,無明顯軟化,適配礦山設備的中高溫工作環境。某礦山機械廠的 QSn7-0.2 鏟斗襯套(厚度 20mm、尺寸 300×200mm),在挖掘鐵礦石的工況下使用 18 個月,襯套磨損量 0.08mm,無開裂或變形,比普通鋼質襯套(壽命 6 個月)延長 2 倍。
耐蝕性適配中重載惡劣環境,錫、磷協同形成厚達 7-8μm 的 Cu?O-SnO?-P?O?復合氧化膜,膜層致密且與基體結合力強(結合能≥600MPa),在含硫化物的礦山污水中,年腐蝕速率 0.025mm,比 QSn6.5 系列降低 20%;在海水飛濺環境中,5000 小時鹽霧測試無點蝕,某船舶廠的 QSn7-0.2 尾軸軸承,在近海航行船舶上使用 4 年,軸承間隙仍控制在 0.1-0.12mm,無海水腐蝕導致的異常磨損。
加工工藝需精準控制雙相比例,熱加工溫度嚴格控制在 810-860℃:溫度過低則 δ 相過多(>15%)導致脆化;溫度過高則 δ 相溶解過多(<8%)降低耐磨性,單道次鍛造變形量 30%,需采用等溫鍛造確保組織均勻。冷加工道次變形量 15%-18%,因 δ 相含量高,過度變形易開裂,中間退火溫度 720℃×1.5 小時,促進組織回復。焊接采用氬弧焊,選用 ERCuSn-D 專用焊絲(含錫 7%、磷 0.2%),焊前預熱至 220℃,焊后經 700℃去應力退火,接頭耐磨性能達母材 80%,某礦山設備的 QSn7-0.2 焊接襯套,焊縫處無明顯磨損痕跡。
應用場景集中在中重載惡劣領域,除礦山襯套、船舶軸承外,還用于壓路機輪輞、破碎機顎板。在某大型礦山的挖掘機項目中,QSn7-0.2 鏟斗斗齒使挖掘機維護周期從 1 個月延長至 3 個月,每年減少停機維護成本超 80 萬元,充分彰顯其 “中重載耐磨 + 穩定耐蝕” 的核心價值。
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