换向器用铜及铜合金梯型型材编制说明.docx

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换向器用铜及铜合金梯型型材编制说明

《精密电讯器材、仪器、仪表用白铜棒线》编制说明

一、工作简况：

1.电工白铜棒线材行业发展概况

在一定的温度范围内，电阻率（ρ）及电阻温度系数（α）很低的精密合金，多用于仪表工业中制作精密电阻元件。

1884年英国韦斯顿（E.Weston）发现了现称锰白铜的电阻温度系数很低的电阻合金，并在1892年用该合金制成了电阻为1欧姆的标准电阻器。

第一次世界大战前,各国的标准电阻器均是用锰白铜合金制造的。

20～30年代，美、日、苏、德等国先后研制成功Cu-Mn、Cu-Ni、Ni-Cr等一系列精密电阻合金。

到目为止，这些合金仍是这一应用领域不可替代的材料。

　　Cu-Mn系通常指锰白铜合金。

这类合金均具有中等电阻率和低电阻温度系数。

经适当热处理后，具有良好的电稳定性。

电阻值的年变化率不超过10-6。

对铜的热电势小。

锰白铜合金的典型电阻率变化随温度关系曲线近似抛物线形（图1）。

调整成分可以把抛物线的峰值控制在室温附近。

在此峰值任一侧10℃间隔内，锰白铜合金的电阻温度系数一般均小于10-5℃-1。

　Cu-Ni系通常指康铜合金。

这类合金具有中等电阻率和低电阻温度系数。

康铜合金的标称成分为Cu-40Ni-1.5Mn，当Ni含量在40～50％时，可以得到高的电阻率和接近于零的电阻温度系数，耐蚀性、加工性和焊接性均优于锰铜合金。

这类合金对铜的热电势很高，宜在交流电路中应用。

常用精密电阻白铜牌号BMn3-12、BMn40-1.5康铜、BMn43-0.5考铜以及以锰代镍的新康铜（又称无镍锰白铜，含锰10.8～12.5%、铝2.5～4.5%、铁1.0～1.6%）等，具有高的电阻率和低的电阻温度系数，可在较宽的温度范围内使用。

随着材料应用的不断发展，白铜合金由于其特殊的物理及电学特性，已获得更加广泛的应用，如电子、电讯、仪器、仪表等行业，用于制造精密电工仪器、变阻器、仪表、精密电阻、应变片等，已成为制造飞机、雷达、舰艇、卫星控制及其它精密测控仪器关键性材料。

目前各种精密测量仪器、仪表中的标准电阻元件和精密电阻元件均是由这些材料制作的，如电器回路中的电阻部件，大功率线绕电阻，电阻应变器元件，电阻应变计元件等。

同时BMn40-1.5，BMn43-1.5，BMn3-12，B0.6等白铜牌号具有热电势较高及近似直线的热电势和温度的线性关系，还大量用于制作热电偶和补偿导线。

BZn15-20、B19作为专用的电工白铜由于其适宜的电学特性适用于要求有较高的电阻率及较低的电阻温度系数的电子工业领域制造电子零件，包括通讯中继站构件，电讯仪器、仪表、电子弹簧、电阻器等。

2.国外同类电工白铜棒线材标准

通过查阅资料，同类型国外标准有日本的JISC2521-2005《铜镍电阻丝、棒、带和板材》、JISC2522-2005《铜锰电阻丝、棒和板材》。

3.立项目的和意义

现有基础通用的铜及铜合金棒材国家标准，对于电工白铜的电性能均没有具体规定，其牌号、规格、尺寸公差等均不适用于电子、电讯、仪器、仪表行业对于精密电阻合金及电工白铜合金的特定要求。

本标准的制定解决了我国电子白铜长期没有执行标准的问题，对于行业发展有极大的促进作用。

本标准规定了电子白铜及热电白铜的要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存及订货单内容。

主要适用于电子、电讯、仪器、仪表行业制作精密电阻元件及要求有较高的电阻率及较低的电阻温度系数的领域。

其主要技术指标为棒材的成分、性能及尺寸公差外，对合金棒的电学性能详细规定，包括电阻率，米电阻，电阻温度系数，对铜的热电势等。

江苏包罗铜材集团海门江滨永久铜管有限公司生产精密电阻合金已有20年历史。

由于采用高纯度原料、专用生产设备和严格的工艺质量控制，因而产品主要性能已达到国际先进水平，可代替国外同类优质产品，其质量和销售量一直处于国内领先地位。

本公司提供的锰白铜精密电阻合金及锌白铜合金是当前国内外广泛应用的高电阻材料，其优点是电阻率高、电阻温度系数低、对铜热电势低、抗氧化与腐蚀性好,抗拉强度高、电阻稳定性好等、适于制造各种精密线绕电阻、滑线电阻、电位器、电阻应变器等电阻元件。

已成为制造飞机、雷达、舰艇、卫星控制及其它精密测控仪器关键性材料。

由于这些合金应用于精密仪器仪表行业，对于成分的控制要求较严格，江苏包罗铜材集团海门江滨永久铜管有限公司目前研发和攻克了各种精密电阻锰白及锌白铜合金棒材的连铸、挤压、拉伸工艺，专业生产各种牌号白铜棒材。

江苏包罗铜材集团海门江滨永久铜管有限公司致力于白铜合金棒材的研发和产业化生产工作，已有多年生产经验。

拥有多台套的水平连铸熔炼炉和自动化连续铸造设备。

模具加工制造车间引进先进的线切割，数控机床、模具热处理及外表面喷涂等设备，能自主完成从模具设计到加工的全过程，技术实力雄厚。

白铜棒材的牌号主要为BMn3-12、BMn43-0.5、BMn40-1.5、BZn15-20、B19等。

生产能力和建设规模:

连铸生产线由7台套水平连铸机组组成，辅助设备包括锯切、剥皮拉床等。

日生产能力预计达10吨，年产棒材铜3000吨，产值2.16亿，利润2400万元。

江苏包罗铜材集团海门江滨永久铜管有限公司是利用水平连铸+挤压+拉拨方式生产铜及铜合金各种合金铜棒的生产厂家，公司致力于铜及铜合金棒材的研发和产业化生产工作，已有多年生产经验。

目前已研发和攻克了白铜合金棒材的水平连续铸造生产工艺，公司拥有多台套的水平连铸熔炼炉和自动化连续铸造设备，挤压拉伸设备，模具加工制造车间引进先进的线切割，数控机床、模具热处理及外表面喷涂等设备，能自主完成从模具设计到加工的全过程，技术实力雄厚。

4.任务来源

根据江苏海门江滨永久铜管有限公司的立项申请，全国有色金属标准化委员会【2015】28号文件的形式下达了标准制定任务，其中附件2《2013年第一批有色金属行业标准项目计划表》序号93项（计划编号2013-0318T-YS）《精密电讯器材、仪器、仪表用白铜棒线》行业标准由江苏包罗铜材集团海门江滨永久铜管有限公司负责起草。

5.项目编制组成员

本项目的编制组由江苏包罗铜材集团有限公司、安微鑫科新材料股份有限公司起草。

6.主编单位的技术基础

江苏包罗铜材集团股份有限公司创建于1976年，下辖海门江滨永久铜管有限公司和江苏天宇新材料研究所有限公司等12个子公司。

公司占地面积50万平方米，其中建筑面积10.5万平方米，拥有多条连铸-冷穿孔（挤压）-拉伸管棒材生产线，各类生产设备200多台（套），总资产3.9亿元。

主要产品有铜及铜合金管材、棒材、线材及铜管件四大系列。

产品广泛适用于冰箱、空调、建筑水道、海水淡化、装备制造、汽车、电子、电力通讯工业、船舶交通、五金机械、核电、军工、医疗器械等行业，公司年生产能力达3万吨左右。

子公司江苏天宇新材料研究所有限公司拥用各类大型机械加工设备并有很高的设备加工与安装能力。

公司拥有较为完善的基础设施和齐全的有色金属材料加工、试验设备。

公司的试验室检测设备齐全，能够进行有色金属材料的化学、物理、机械、电气、金相等多方面的性能检测。

经过30多年的发展，企业已具有雄厚的有色金属铜加工技术资源和技术实力：

包罗”铜管被认定为“江苏省名牌产品”；注册商标“包罗”为“江苏省著名商标”；2001被国家工商总局授予“国家重信用守合同企业”；多次被政府部门授予“江苏省明星企业”。

公司注重技术创新，1995年公司被国家科委认定为“国家高新技术密集区特种铜材基地”，目前拥有省级以上鉴定的科研产品18个，部省级科技开发项目9个，各类科技成果12项，获国家专利局颁发的专利证书8个，其中发明专利2个。

被国家工商总局授予为全国“重合同、守信用”企业。

公司一直是银行的AAA级信用企业

企业多年来一直承担着多个有色金属产品的国家标准起草任务，仅在2005年至今承担了GB/T18033-2007《无缝铜水管和铜气管》、GB/T19850-2005《导电用无缝圆形铜管》、GB/T5231-2011《铜及铜合金牌号和化学成分》、《高速铁路触网用铜合金棒》、《铜合金连铸管》、《电机换向器用铜及铜合金梯形型材》、《海水管系零部件用青铜棒》、《模具材料用铜合金棒》等，尚未完成的在起草标准任务等多项标准起草任务，这标志着我们雄厚的技术实力和技术资源得到了国家有色金属行业的认可，企业的产品研发水平处于行业之首。

鉴定的科研产品18个，部省级科技开发项目9个，各类科技成果12项，获国家专利局颁发的专利证书8个，其中发明专利2个。

被国家工商总局授予为全国“重合同、守信用”企业。

公司一直是银行的AAA级信用企业。

企业多年来一直承担着多个有色金属产品的国家标准起草任务，仅在2005年至今承担了GB/T18033-2007《无缝铜水管和铜气管》、GB/T19850-2005《导电用无缝圆形铜管》、GB/T5231-2011《铜及铜合金牌号和化学成分》、《高速铁路触网用铜合金棒》、《连铸青铜管》、《电机换向器用铜及铜合金梯形型材》等，尚未完成的在起草标准任务《海水管系零部件用青铜棒》、《模具材料用铜合金棒》等多项标准起草任务。

安徽鑫科新材料股份有限公司（下称“鑫科公司”）经过十多年的发展，已成长为安徽省新材料工业的制造和出口基地。

2000年11月22日，经中国证监会批准，公司在上海证券交易所成功上市（股票名称：

鑫科材料；股票代码：

600255），成为芜湖市第一家上市公司，2012年12月，国家发展改革委、科学技术部、财政部、海关总署、税务总局认定安徽鑫科新材料股份有限公司为国家级技术中心，2013年12月，“XINKE及图”商标被国家工商行政管理总局商标局认定为驰名商标。

鑫科公司下设高精度铜带厂、铜带分公司、电线电缆分公司三个生产型分公司；鑫瑞贸易、鑫科贸易二个贸易型子公司；鑫晟电工一个全资子公司；鑫古河金属（无锡）有限公司和安徽省铜合金材料加工工程研究中心二个控股子公司。

鑫科公司占地近52万平方米，拥有员工1654人，截止2014年底，公司总资产348087万元，年销售收入589186万元。

公司主导产品有铜合金板带材、铜及铜合金杆材、线材、棒材、型材、特种电线电缆等80余个品种、1000多种规格。

主导产品高精度锡磷青铜带和锌白铜带的市场占有率分别为30%和50%以上，拥有40项发明及实用新型专利，主导和参与起草多项国家及行业标准。

7.主要工作过程

标准制订计划任务正式下达后，江苏包罗铜材集团海门江滨永久铜管有限公司及安徽鑫科新材料股份有限公司成立了标准起草小组，并落实起草任务，确定标准的主要起草人，拟定该标准的工作计划。

研究整理了本企业产品的技术要求及产品使用现状，并会同营销人员对白铜合金棒线生产及应用两方面进行调研，全面、准确地了解了市场不同客户的需求及国内目前白铜棒线生产整体水平和现状。

依据大量技术资料，于2016年4月形成了本标准征求意见稿。

二、标准编制原则

本标准起草单位自接受起草任务后，成立了本系列标准编制工作组负责收集生产统计、检验数据、市场需求及客户要求等信息。

初步确定了《精密电讯器材、仪器、仪表用白铜棒线》标准起草的基本原则和编制依据：

1）查阅相关标准和国内外客户的相关技术要求；

2）根据国内白铜合金棒线材生产企业具体情况，力求做到标准的合理性与实用性；

3）根据技术发展水平及测试数据确定技术指标取值范围；

4）完全按照GB/T1.1和有色加工产品标准和国家标准编写示例的要求进行格式和结构编写。

三、主要技术指标及其确定依据

1、牌号的确定

本标准根据目前电工用白铜棒线材的实际生产及应用情况，确定了BMn40-1.5，BMn43-1.5，BMn3-12，B0.6，BZn15-20、B19等牌号。

2、供应状态的确定

白铜合金为单相铜合金，其材料大多在退火状态下使用，本标准规定的棒线材的主要状态为热挤（M30）、硬（H04）、软化退火（O60）。

3、规格范围

根据标准计划要求，标准编制组通过检索、搜集国内外技术标准和调研用户使用产品情况，依据应用领域对产品的要求，结合企业多年供货合同经过统计做出规定。

本标准规格范围与国外标准大至相当。

4、尺寸及允许偏差的确定

本标准白铜棒线材直径允许偏差分挤制和拉制两种，挤制棒材直径允许偏差与行标《铜及铜合金挤制棒》公差水平基本相当，并根据当前行业拉制工艺及装备发展水平确定了拉制棒线材的允许偏差。

拉制棒线材直径（或对边距）及其允许偏差略严于国家《铜及铜合金拉制棒》及《铜及铜合金线材》标准公差水平，这与当前行业发展水平相适应。

5、力学性能和电性能的确定

本标准标准化的白铜合金牌号主要应用于精密电阻等对于电阻率及电阻温度系数有较高要求的领域，因此对棒线材的电性能进行了规定，包括电阻率、电阻温度系数、米电阻及阻值均匀性。

由于BMn40-1.5，BMn43-1.5，BMn3-12，B0.6，B16等白铜牌号大量用于制作热电偶和补偿导线，因此对于线材的热电动势率进行了规定。

6、表面质量

本标准对白铜棒线材的表面质量规定为：

棒材表面应光亮，不允许有裂纹、起皮、气泡、夹杂物和有手感的环状痕等影响使用的缺陷。

四与国外同类标准水平的对比

4.1本标准与国外同类标准棒线材直径及其允许偏差的对比见表1。

4.2本标准与国外同类标准合金牌号与化学成分的对比见表2。

4.3本标准与国外同类标准棒线材米电阻允许偏差的对比见表3。

4.4本标准与国外同类标准棒线材对铜的热电动势率的对比见表4。

4.5本标准与国外同类标准棒线材电阻系数、电阻温度系数对比见表5。

4.6本标准与国外同类标准力学性能对比见表6。

表1　　　　　棒线材直径及其允许偏差单位为毫米

本标准

JISC2521-2005

JISC2522-2005

线直径

允许偏差a

线直径

允许偏差

线直径

允许偏差

高精级

普通级

0.020～0.028

±0.002

±0.003

≥0.025～0.028

±0.002

≥0.040～0.0475

±0.003

>0.028～0.100

±0.003

±0.004

≥0.028～0.0475

±0.003

≥0.0475～0.067

±0.004

>0.100～0.280

±0.005

±0.010

≥0.0475～0.067

±0.004

≥0.067～0.095

±0.005

>0.20～0.30

±0.006

±0.012

≥0.067～0.095

±0.005

≥0.095～0.140

±0.006

>0.30～0.50

±0.010

±0.015

≥0.095～0.140

±0.006

≥0.140～0.200

±0.008

>0.50～1.00

±0.015

±0.020

≥0.140～0.200

±0.008

≥0.200～0.280

±0.010

>1.00～2.00

±0.020

±0.025

≥0.200～0.280

±0.010

≥0.280～0.40

±0.013

>2.00～3.00

±0.030

±0.040

≥0.280～0.40

±0.013

≥0.40～0.60

±0.016

>3.00～4.50

±0.035

±0.050

≥0.40～0.60

±0.016

≥0.60～0.85

±0.020

>4.50～6.00

±0.060

±0.080

≥0.60～0.85

±0.020

≥0.85～1.25

±0.025

≥0.85～1.25

±0.025

≥1.25～1.80

±0.032

≥1.25～1.80

±0.032

≥1.80～2.65

±0.040

≥1.80～2.65

±0.040

≥2.65～4.00

±0.050

≥2.65～4.00

±0.050

≥4.00～5.60

±0.063

≥4.00～5.60

±0.063

≥5.60～6.3

±0.080

≥5.60～6.3

±0.080

本标准

JISC2522-2005

棒直径

允许偏差a

棒直径

允许偏差

高精级

普通级

≥2.80～4.00

±0.050

2～3

±0.025

±0.040

≥4.00～5.60

±0.063

>3～4.5

±0.030

±0.050

≥5.60～8.50

±0.08

>4.5～10

±0.040

±0.060

≥8.50～10.0

±0.10

>10～18

±0.050

±0.080

>18～30

±0.060

±0.10

>30～40

±0.080

±0.10

a需方要求允许偏差全为（+）或（-）单向偏差时，其值为表中数值的二倍。

表2合金牌号与化学成分对比（质量分数/%）

本标准相近牌号化学成分

牌号

化学成分（质量分数%）

Ni+Co

杂质

总和

BMn3-12

余量

2.0～3.5

0.2

0.20～0.50

11.5～13.5

0.020

0.005

0.1～0.3

0.03

0.020

0.05

―

0.5

BMn40-1.5

余量

39.0～41.0

―

0.50

1.0～2.0

0.005

0.10

0.05

0.02

0.10

―

0.9

BMn43-0.5

余量

42.0～44.0

―

0.15

0.10～1.0

0.002

0.10

0.05

0.01

0.10

―

0.6

BMn11-3.5-1.5

余量

―

2.50～4.50

1.00～1.60

10.8～12.5

0.005

0.10

0.05

0.02

0.10

0.002

日本标准（JISC2521-2005、JISC2522-2005）相近牌号化学成分

牌号

化学成分（质量分数%）

Ni+Co

Cu+Ni+Mn

铜锰合金

1.0～4.0

10.0～13.0

98.0

铜镍合金

42.0～48.0

0.5～2.5

99.0

表3精密电阻合金棒线的米电阻允许偏差

本标准

JISC2521-2005、JISC2522-2005

直径，mm

米电阻允许偏差

0.025～0.028

±13

0.020～0.030

±10%

0.028～0.475

12±

>0.030～0.10

±8%

≥0.0475～0.067

±11

>0.10～0.20

±7%

≥0.067～0.095

±10

>0.20～0.30

±6%

≥0.095～0.140

±9

>0.30～0.50

±5%

0.140～0.280

±8

>0.50

±4%

0.280～0.60

±7

0.60～1.25

±6

1.25～6.30

±5

表4　　　　　　　　棒线材的对铜的热电动势率

本标准

JISC2521-2005、JISC2522-2005

牌号

温度范围/℃

对铜的平均热电动势率/（μν/℃）

牌号

对铜的平均热电动势率/（μν/K）

BMn3-12

0～100

≤1

铜锰合金

≤2

BMn40-1.5

0～100

≤45

BMn43-1.5

0～100

46～49

BMn11-3.5-1.5

0～100

≤2

Ｂ0.6

0～100

6.1～6.7

表5　　　　棒线材的电阻系数、电阻温度系数

本标准

牌号

状态

电阻系数（当温度为20±1℃时）欧姆·毫米2/米

电阻温度系数

平均电阻温度系数

α×10-6/℃

β×10-6/℃

α×10-6/℃

BMn3-12

O60

0.47±0.03

-3×～+5（1级）

-5×～+10（2级）

-10×～+20（3级）

-0.7～0

H04

0.48±0.03

BMn43-1.5

O60

0.49±0.03

-10×～+10

-40～+40

BMn11-3.5-1.5

O60

0.49±0.03

-40～+40

BMn40-1.5

O60

0.48±0.03

-40～+40

H04

0.49±0.03

BZn15-20

O60

0.246①

2.0×10-4①

B19

O60

0.287①

2.9×10-4①

B0.6

O60

＜0.12

2.8×10-3①

JISC2521-2005、JISC2522-2005

铜镍合金

（A级）

0.49±0.03

-10×～+10

-0.15～0

-20～+20

（B级）

-40～+40

（C级）

-80～+80

铜锰合金

0.44±0.03

-4～+8

-0.7～0

-10～+20

-1.0～0

-20～+40

-1.0～0

-40～+80

-1.0～0

表6本标准与国外标准力学性能的对比

本标准

JISC2521-1986、JISC2522-1986

牌号

状态

直径

抗拉强度Rm,MPa

断后伸长率A%

牌号

抗拉强度Rm,MPa

断后伸长率A%

BMn3-12

O60

0.10～1.0

≥440

≥12

铜镍合金

412～539

≥25

>1.0～6.0

≥390

≥20

铜锰合金

343～588

≥10

>6.0～10.0

≥360

≥25

H04

0.10～1.0

≥785

>1.0～6.0

≥685

BMn43-0.5

O60

0.10～10.0

≥410

≥25

BMn11-3.5-1.5

O60

0.10～10.0

≥240

≥15

BMn40-1.5

M30

40～50

≥345

≥28

H04

0.02～6

≥650

6～20

≥539

≥5

>20～30

≥490

≥7

>30～40

≥441

≥10

O60

≤0.05

400～55

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