让我们来看一看，今天，铜合金在模具制造业中的应用究竟处于什么样的地位。

1987年以前，铜合金作为模具表面材料的使用非常有限，而作为模具的材料使用就更稀少了。那时候，大部分人们认为将铜合金作为模具材料，其强度、硬度或韧度都不足。

图1  安装悬臂式货架的铜合金棒材储存仓库及其材料检索系统

1988年出版发表的一篇论文，开头的第一句话是这样说的：“凡是希望立足于模具行业的注塑模和吹塑膜制造商必须不断地向自己提出一个问题‘为了尽可能快速、有效地工作，并满足客户的质量要求，我们应该做些什么？’”文章从这个观点出发，开始论证在模具应用领域中，如何使用和为什么使用铜合金，铜合金对缩短模具交货时间和提高零件质量将会产生什么样的作用？

让我们快速回顾以下19年的历史并提出以下问题：

问：迄今为止，有多少个模具工人和模具制造商，仍然在从事这个行业？

答：根据统计，大约有50%左右的模具工人和模具制造商还在应用这一技术。有些模具工人和模具制造商已彻底从这个行业中退出了，有些则已经失去了他们的业务，其他一些厂家仍然在那里艰苦的奋斗着。

问：这些模具工人和模具制造商是否在他们的模具制造中有效地使用了铜合金？

答：在大部分应用领域中，铜合金的使用仍然比较保守，但在许多情况下，正在使用的铜合金可能是一种错误的合金，它并不适合那种特殊的应用领域。使用错误的铜合金，做出错误的决策可能是由于错误信息的误导，例如关于特种合金的性能、产品信息的误传、或因为价格问题及来源问题。这一切将会导致材料达不到最佳性能、零件寿命短或导致彻底失败。

问：模具应用领域中使用的是否最好的产品？该技术是否受到错误信息、供货商销售环节或未知情况的妨碍和影响？

答：长期以来，铜合金的使用一直存在错误的概念。由于供货商错误的信息或理解，铜合金被多次错误的使用。一种产品的名称和品牌由于一些不经意的原因而改变，这会极大程度地影响模具零件的寿命和性能。例如，具有相似硬度水平的铜合金，其导热率可能稍微要比钢材的导热率高一点。另一个例子是硬度接近40RC的铜合金，其可延伸性很低，延伸率低于3%。较低的可延伸性和延伸率往往会导致模具零件产生裂缝或断裂（见表1）。

表1  硬度、延伸率和导热率
CDA # 硬度 延伸率 导热率
C17510 20 r/c 5%~15% 145
C17200 30 r/c 3%~8% 75
C17200 40 r/c 1%~3% 60
C18000 20 r/c 9%~13% 150
无 28~30 r/c 7% 80~90
C72700 30 r/c 4% 35~40
C72900 34 r/c min 3%-5% 22
C95400 89 r/b 12%~14% 36
C95900 30 r/c 1.5% 25
无 29~32 r/c 1% 25

铜合金的使用

在过去20年中，虽然工业界对铜合金产品在模具设计中的全面使用及其适用性的了解还不够，但铜合金在模具制造和模具摩擦表面上的应用范围正在不断扩大。与机械、工艺设备和树脂材料技术的发展相比，铜合金应用范围的扩大一直受到市场接受能力的限制，在某些情况下，还缺乏对现有产品的了解。

根据一项对模具工人和模具制造商的非正式调查表明，大多数人认为，铜合金在他们模具中的使用很少，没有什么大的优点。他们认为，铜合金的使用并不能真正缩短模具的加工周期，无助于提高产品的质量和其他性能。另外，他们还担心模具的维修费用或最初的模具费用会较高。
但模具制造商的经验表明，采用铜合金实际上是可以缩短模具加工周期的，并且可以提高零件质量和降低模具的维修费用。因为使用铜合金导致产品数量增加的模具制造商或模具工人，往往是因为对产品没有经验或只是一味的利用当时的形势和条件。一般来说，铜合金模具零件由于其加工工艺的关系，可为模具制造商节约大笔费用，因为铜合金可以抵消其超过工具钢的附加费用。

图2  采用碳化物硬质合金锯条锯切5 in厚、硬度为30 RC的铜合金板

铍-铜合金或铜-镍合金

合金的化学成分基本上分成两大系列，采用这种化学成分生产的合金，具有很高的强度和导热率，是作为模具表面材料的最好选择。这两大系列分别为铍-铜基合金或铜-镍基合金。这两种合金中还含有其他微量元素，其每种系列适合的用途不同。

由于竞争和含铍合金所存在的相关问题，甚至铍-铜合金的生产商也会提供不含铍的铜合金。在某些情况下，制造商根据铍成分的含量，创造合金的名称（见表2）。

表2  合金名称
CDA # 铜 铍 镍 铝
C17510