QSn7-0.2 是锡青铜家族中面向 “中重载耐磨 + 稳定耐蚀” 的中锡牌号,成分严格控制为铜 92.5%-93%、锡 6.8%-7.2%、磷 0.15%-0.25%,杂质总含量≤0.5%,其中铁含量≤0.1%(避免形成 Fe₃P 脆化相)。7% 的锡含量使合金形成 α+δ 双相组织(δ 相体积分数 10%-12%),0.2% 的磷细化晶粒并优化耐蚀性,室温抗拉强度 600-640MPa,布氏硬度 170-190HB,延伸率 17%-20%,在中重载摩擦工况下磨损速率低且耐蚀性稳定,成为矿山机械衬套、工程机械铲斗斗齿、船舶尾轴轴承等恶劣环境部件的核心材料。
双相组织中重载耐磨机制是其性能关键。锡含量提升使 δ 相(Cu₃₁Sn₈)比例增加,这些呈弥散分布的硬质相(硬度 HV320)像 “耐磨骨架”,显著提升抗重载磨损能力 —— 在含 10% 矿石粉尘的中重载摩擦工况(压力 8MPa、滑动速度 0.5m/s)下,磨损速率仅 0.006mm / 千小时,比 QSn6.5-0.4(0.009mm / 千小时)降低 33%。α 相作为基体,确保合金具备一定塑性,避免重载下脆性断裂;0.2% 的磷则细化晶粒至 18-22μm,增强晶界结合力,使合金在 300℃中温环境下仍保持 500MPa 抗拉强度,无明显软化,适配矿山设备的中高温工作环境。某矿山机械厂的 QSn7-0.2 铲斗衬套(厚度 20mm、尺寸 300×200mm),在挖掘铁矿石的工况下使用 18 个月,衬套磨损量 0.08mm,无开裂或变形,比普通钢质衬套(寿命 6 个月)延长 2 倍。
耐蚀性适配中重载恶劣环境,锡、磷协同形成厚达 7-8μm 的 Cu₂O-SnO₂-P₂O₅复合氧化膜,膜层致密且与基体结合力强(结合能≥600MPa),在含硫化物的矿山污水中,年腐蚀速率 0.025mm,比 QSn6.5 系列降低 20%;在海水飞溅环境中,5000 小时盐雾测试无点蚀,某船舶厂的 QSn7-0.2 尾轴轴承,在近海航行船舶上使用 4 年,轴承间隙仍控制在 0.1-0.12mm,无海水腐蚀导致的异常磨损。
加工工艺需精准控制双相比例,热加工温度严格控制在 810-860℃:温度过低则 δ 相过多(>15%)导致脆化;温度过高则 δ 相溶解过多(<8%)降低耐磨性,单道次锻造变形量 30%,需采用等温锻造确保组织均匀。冷加工道次变形量 15%-18%,因 δ 相含量高,过度变形易开裂,中间退火温度 720℃×1.5 小时,促进组织回复。焊接采用氩弧焊,选用 ERCuSn-D 专用焊丝(含锡 7%、磷 0.2%),焊前预热至 220℃,焊后经 700℃去应力退火,接头耐磨性能达母材 80%,某矿山设备的 QSn7-0.2 焊接衬套,焊缝处无明显磨损痕迹。
应用场景集中在中重载恶劣领域,除矿山衬套、船舶轴承外,还用于压路机轮辋、破碎机颚板。在某大型矿山的挖掘机项目中,QSn7-0.2 铲斗斗齿使挖掘机维护周期从 1 个月延长至 3 个月,每年减少停机维护成本超 80 万元,充分彰显其 “中重载耐磨 + 稳定耐蚀” 的核心价值。
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