銅鎳合金：特性、優點與應用

銅 是一種橙紅色金屬，具有優異的導電性、耐腐蝕性和抗菌性。鎳是一種閃亮的銀色金屬，具有高強度、韌性和耐化學性。 

將這兩種金屬以不同的比例在冶金層面結合，形成銅鎳合金 (CuNi)。它們充分利用了銅和鎳各自的優勢，實現了耐腐蝕性、延展性以及導熱性和導電性的平衡。 

了解銅鎳合金的類型、其成分和性質、優點、缺點、應用和成本影響有助於 CNC加工材料 選擇或任何其他製造項目。那麼，讓我們詳細討論一下CuNi合金的這些方面。

什麼是銅鎳合金？

白銅零件

銅鎳合金、CuNi合金或銅鎳合金均指由銅和鎳經冶金方法形成的金屬合金。純銅和鎳熔化在一起，然後鑄造成不同的形狀。這種合金具有兩種母體金屬獨有的微觀結構。鎳原子取代銅晶格，形成新的連續面心立方（FCC）晶體結構。 

和其他人一樣 合金材料混合物中合金元素的比例會根據合金類型而變化。在銅鎳合金中，鎳的含量範圍為10%至45%。隨著鎳含量的增加，合金的韌性會增強，但可加工性會降低。同時，合金牌號  

除了銅和鎳之外，還會添加少量錳和鐵，約佔2%。這些添加劑進一步增強了耐腐蝕性能。一些合金中還添加了錫和鋁，使其更適合高性能應用。 

銅鎳合金的物理性質 

銅鎳合金不易生鏽，延展性佳，可製成管材、配件及複雜零件。此外，它比純銅密度更大。 

銅鎳合金的機械性質

銅鎳合金具有良好的機械強度、耐磨性和抗疲勞性，也具有良好的延展性和適中的硬度。 

銅鎳合金的類型 

CuNi合金的類型

根據鎳和銅在合金成分中的百分比，銅鎳合金可分為不同類型，每種類型的性能略有不同。包括銅鎳合金 90/10、銅鎳合金 70/30、銅鎳合金 80/20 和銅鎳合金 75/25。

我們來簡單闡述一下這些銅鎳合金： 

銅鎳 90/10

該合金含有90%的銅和10%的鎳，並添加了約1%的錳和鐵。您可以將其視為UNS C70600合金的等效物。此外，它也是一種海洋級材料，具有良好的延展性、可焊性和耐海水腐蝕性。 Cu-Ni 90/10可用於船用五金、管道、造船和熱交換器。 

銅鎳 70/30

鎳含量的增加提高了機械強度和耐腐蝕性。其延展性略有提高。 70/30合金在流動水和海洋環境中也能有效防止生鏽。此外，它的性能相當於UNS C71500合金。 

您可以將其用於承受較高機械負荷的應用，例如水處理廠、海上管道和冷凝器管道。然而，鎳含量較高會導致合金成本增加。

銅鎳 80/20 

Cu-Ni 80/20 相當於 Cu-Ni 80/20，也被稱為 Cu-Ni 90/10 和 70/30 的中間等級。它具有良好的耐腐蝕性，但機械強度略低。其用途廣泛，可用於管道、電線、建築裝飾以及一些海水五金。 

銅鎳 75/25

這種銅鎳合金在硬幣製造和裝飾品生產中很受歡迎。它具有優異的耐腐蝕性、良好的延展性、耐磨性和美觀性。市面上也有專門針對金屬沖壓優化的75/25合金。 

銅鎳合金的優點

銅鎳合金充分利用了兩種母材的特性，在製造過程中具有許多優勢。這些合金具有極強的耐腐蝕性。同時，它們可以加工成所需的零件，並可回收。 

此外，白銅優於 鋅和銅合金 當涉及海洋和惡劣環境時。

現在，讓我們來看看銅鎳合金的五個主要優點：

• 耐腐蝕性： 白銅合金在鹽水和其他惡劣環境中具有出色的耐腐蝕性。 
• 抗菌： 它們具有抗菌作用，適用於某些藥物和低溫應用。它對海洋環境也有益，因為它可以抑制海洋生物的生長。 
• 熱穩定性： 銅鎳合金在高溫下（通常高達650°C）不會失去其性能。此外，它們還能承受循環熱應力。 
• 可加工性和可成形性： 銅鎳合金可以透過CNC工具機加工成複雜的零件，而板材則可以透過加工製程製成各種形狀。此外，這些零件還可以透過焊接和釬焊進行連接。 
• 電導率： 該合金具有優異的傳熱性能和導電性，因此非常適合用於電線、連接器和熱交換器。 

銅鎳合金的缺點

儘管銅鎳合金在機械加工和金屬製造中極其有用，但它們也存在一些局限性，尤其是成本高昂且某些牌號的可加工性較差。 

白銅合金的缺點如下:

• 比其他合金更昂貴： 相比於 鋁擠型合金 以及 不銹鋼 合金中，銅鎳較貴。 
• 機械加工性： 有些等級，如 Cu-Ni 70/30，可加工性較差，可能需要具有硬塗層的工具。
• 對焊接污染敏感： 雖然銅鎳合金具有較高的可焊性，但更容易受到焊接污染，並且需要精確的溫度控制。 

銅鎳（CuNi）合金的應用

由於其多種優良特性，CuNi合金廣泛應用於船舶、管道、電氣、建築等領域。它們通常是海水系統和部件中不銹鋼的最佳替代品。 

讓我們看看主要的應用：

銅鎳管和管接頭

管接頭

銅鎳管具有生物燃料特性和耐腐蝕性，非常適合在海水和海上平台使用。因此，管接頭是兩端帶有螺紋的短管段，可用於配件和管道延長。

應用實例：  配件、法蘭、閥門、海上管路、進/出系統、工業腐蝕性流體管路。 

冷卻迴路

CuNi銅環

冷卻迴路是由封閉或半封閉的管道組成的網路。冷卻液可在管道內部流動，並用於散發機器、工具、設備和系統產生的熱量。白銅因其優異的傳熱性能，非常適合此類應用。

應用實例： 海水冷卻迴路、暖通空調及冷氣、發電廠、冷凝器等。

造船 

海水管道系統

銅鎳合金用於船舶建造、內裝和各種輔助系統。銅鎳合金強度高、耐久性好、不易生物污染，且耐海水侵蝕，使其在造船業中應用廣泛。 

應用實例： 水下設備、液壓管路、海上結構、貨物加熱線圈、泵浦組件、船體以及艙底和壓載管道的組件。 

海水淡化廠

銅鎳合金非常適合用於海水淡化廠，無論其是單級還是多級。它能夠承受鹽水侵蝕，且表面不會因長期使用而老化。 

應用實例： 蒸發器室管路、熱回收部分、鹽水加熱器管、閃蒸室噴嘴、閥門和配件。

銅鎳的重要性是什麼？

銅和鎳的結合可以充分利用它們的特性。合金比鎳更具延展性，比銅更堅韌。此外，它們在高溫下也具有熱穩定性。使用合金還有助於降低材料成本；它們的價格低於純鎳。

上述特性使得銅鎳在船舶系統和設備、工業和海水管道、熱交換器和電氣工業中具有重要意義。 

此外，您還可以透過改變鎳、銅和其他合金元素（少量）的比例來根據需要自訂屬性。 

銅鎳合金、鈦合金和合金鋼

CuNi 與其他合金的比較

鈦合金比 CuNi 更堅韌，強度重量比更高，但成本更高。 鈦合金 Ti-6Al-4V、Ti-3Al-2V 等等級 Ti-6Al-4V ELI 在 CNC 加工中很受歡迎。

合金鋼是由鐵中的多種元素合金化而成，例如 鉻、鎳、釩、鉬、硫和磷。同時， 合金鋼與碳鋼的比較 碳鋼含有高比例的碳，但不含那麼多合金金屬。 

下表提供了銅鎳合金、鈦合金和鋼合金的比較概述：

了解更多：

• CNC銅加工

加起來 

銅鎳合金的獨特之處在於其在海水中優異的耐腐蝕性和良好的機械強度。它們也是良好的熱導體和電導體。因此，銅鎳合金在海洋、 

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常見問題

CuNii 是什麼？

CuNi是銅鎳合金的符號，也稱為白銅。它們由10%至45%的鎳、65%至90%的銅以及1%至2%的錳和鐵製成。 

白銅合金的用途是什麼？ 

銅鎳合金用於海水、腐蝕性暴露和高熱暴露等條件下。 

銅鎳合金貴嗎？

是的，它比大多數其他CNC加工合金（例如不銹鋼和鋁合金）貴。然而，在大多數應用中，這個價格是合理的。 

銅鎳合金的強度範圍是多少？

具體強度取決於合金類型（90/10、70/30、80/20）和熱處理。但抗拉強度在300至520MPa範圍內。 

CuNi合金安全嗎？

是的，CuNi合金對於水系統、暖氣和冷凝系統來說是安全的。有些等級的CuNi合金甚至可以安全地用於食品加工和醫療用途。