1、1国家标准无油轴承用铜合金板预审稿编制说明一 、工作简况1、任务来源根据国标委国家标准委关于下达 2016 年第三批国家标准制修订计划的通知（国标委综合201676 号）、国家标准委关于下达高碳铬不锈轴承钢等 62 项国家标准制修订计划的通知（国标委综合201689 号）和工信部工业和信息化部办公厅关于印发 2016 年第三批行业标准制修订计划的通知（工信厅科2016152 号）文件，无油轴承用铜合金板国家标准由宁波兴业盛泰集团有限公司、宁波兴业鑫泰新型电子材料有限公司负责起草制定，并要求 2018 年全面完成指标制定工作。2、立项目的和意义无油轴承是各类机电产品的重要基础件，具有性能稳定可靠
2、、使用寿命长以及维修保养简便等优点。铜合金因其具有承载能力强、熔点高、耐热性能好、耐热性能好、耐磨损性能高等特点，逐渐成为了无油轴承的主导材料。磷青铜合金中含有一定的锡含量，由于锡具有自润滑的效果，锡含量越高其自润滑效果越好，使其广泛应用于轴承中。QSn6.5-0.1、QSn8-0.3、QSn10-0.3 合金中锡含量从 6.5-10%不等，具有非常好的自润滑及导热能力，加之具有良好的耐磨损特性及抗疲劳性能，致使其在无油轴承市场广泛应用。目前我国轴承市场用铜约 10000 吨/年，无油轴承出口占比较大，但主要以低端产品为主，高端产品仍主要依赖进口，而国内对于高锡磷青铜板研发投入不足，高锡磷青铜
3、合金板仍产品质量不稳定，致使高端轴承材料目前仍难以产业化生产，因此发展适应于高端无油轴承用铜合金材料就显得十分重要。目前，我国铜加工业进入新常态，也进入转型升级的关键时期，大力发展高端无油轴承用铜合金材料对于我国有色金属工业改变传统模式、摆脱过剩产能、扩大有色金属应用将起到至关重要的作用。现有基础通用的铜及铜合金板国家标准中，对于无油轴承用铜合金板的晶粒度没有具体规定，其规格、尺寸公差等均不适用于无油轴承用材料对于铜合金板工艺的要求。本标准的制定解决了我国无油轴承用铜合金板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。本标准为首次制订。3、主要工作过程标准制订计划任务正式下达后，宁波兴
4、业盛泰集团有限公司牵头成立了标准编制小组，首先整理收集本企业曾经生产的产品的技术要求及产品使用现状，为本标准全面、系统、有效的制定奠定了良好的基础。随后编制小组会同市场开发和营销人员对无油轴承用铜合金板进行了全面的市场调研，全面准确地了解了市场上不同客户的需求以及产品未来的发展趋势，了解目前生产厂商的生产水平和现状。通过查阅了国内外有关的技术资料，结合主要用户的技术要求，经过多次讨论和广泛征求意见，形成了标准征求意见稿及编制说明。 2017 年 6 月 21 日23 日由全国有色金属标准化技术委员会主持在山东省东营市进行了该标准的讨论会，会后，编制小组根据会议要求，对标准文本、编制说明进行了修
5、改和完善。2二、编制原则、主要技术指标确定依据1、编制原则本标准根据市场对无油轴承用铜合金板的需求和客户的特殊要求进行了制定。2、牌号、状态和规格本标准根据我国目前材料应用的实际，选取了国家标准中规定的 H62、H68 、QSn6.5-0.1、QSn8-0.3、QSn10-0.3 五个合金牌号。依据 GB/T29094-2012铜及铜合金状态表示方法，选取软化退火（O60）、1/4 硬（H01）、1/2 硬（H02）、硬（H04），共 4 种状态。本标准根据无油轴承用行业常规铜板的要求，规定规格为：厚度 0.63.5 mm宽度10600mm。3、外形尺寸及允许偏差的确定本标准根据无油轴承用铜合
6、金板的要求制定。主要是对板材的厚度、宽度、长度、平整度等外形尺寸进行规定。通过该指标的推行，能够促使企业加强对产品板形的管控，不仅能够提升产品整体质量，使其能够适合不同领域的无油轴承用铜板的使用需求，为企业带来良好的经济效益，更能够促进整个行业朝着更良性的方向发展。4、力学性能的确定本标准根据无油轴承用铜合金板的要求，参考 GB/T 2040-2017铜及铜合金板材、ASTM B103M-2015磷青铜厚板、薄板、带材和轧制条材以及 JIS H3110-2012磷青铜和镍银合金薄板、板材和带材标准制定。5、晶粒度的确定本标准根据无油轴承用铜合金板的要求制定。6、表面质量本标准根据无油轴承用铜合
7、金板的要求制定。规定板材的表面应光滑、清洁，不允许有任何影响使用的缺陷。三、标准水平分析本标准与 GB/T 2040-2017铜及铜合金板材、ASTM B248M-2017加工铜及铜合金板、薄板、带材及轧制的条材一般要求、EN 1652:1998铜及铜合金 一般用途的板材、薄板材、带材和圆形材、ASTM B103M-2015磷青铜厚板、薄板、带材和轧制条材、JIS H3110-2012磷青铜和镍银合金薄板、板材和带材标准对比如下：标准对比如下：1、适用范围本标准为专用标准，适用于制作无油轴承用铜合金板，GB/T 2040-2017铜及铜合金板材、EN 1652:1998铜及铜合金 一般用途的板
8、材、薄板材、带材和圆形材 以及 JIS3100-2012铜及铜合金薄板、板材和带材适用于所有的铜合金带材，而 JIS H3110-2012磷青铜和镍银合金薄板、板材和带材标准所侧重的产品领域及使用方向也与本标准有所不同。3适用于所有的铜合金板材，两标准产品的使用方向不同。2、本标准的外形尺寸允许偏差超过 GB/T 2040-2017铜及铜合金板材、ASTM B248M-2017加工铜及铜合金板、薄板、带材及轧制的条材一般要求、EN 1652:1998铜及铜合金 一般用途的板材、薄板材、带材和圆形材标准水平。（1）厚度允许偏差对比情况见表 1-表 5。表 1 本标准厚度其允许偏差 单位为毫米厚度
9、 厚度允许偏差 a0.6-1.0 0.0151.0-1.5 0.0201.5-2.0 0.0252.0-2.5 0.0302.5-3.5 0.035a当需方要求允许偏差全为（+）或全为（-）单向偏差时，其值为表中相应数值的2倍。表 2 GB/T 2040-2017 青铜、白铜冷轧板的厚度允许偏差 单位为毫米宽度400 400-700 700-1000厚度允许偏差，厚度普通级 较高级 高级 普通级 较高级 高级 普通级 较高级 高级0.500.80 0.050 0.040 0.030 0.070 0.060 0.050 0.801.20 0.060 0.050 0.040 0.080 0.070
10、 0.060 1.202.00 0.090 0.070 0.050 0.110 0.090 0.080 0.200 0.150 0.1002.003.20 0.110 0.090 0.060 0.140 0.120 0.100 0.250 0.200 0.1503.205.00 0.130 0.110 0.080 0.180 0.150 0.120 0.300 0.250 0.200注：当要求单向允许偏差时，其值为表中数值的 2 倍。表 3 GB/T 2040-2017 纯铜、黄铜冷轧板的厚度允许偏差 单位为毫米宽度400 400-700 700-1000厚度允许偏差，厚度普通级 高级 普通级
11、 高级 普通级 高级 0.500.80 0.040 0.030 0.055 0.040 0.080 0.070 0.801.20 0.050 0.040 0.070 0.055 0.100 0.080 1.202.00 0.060 0.050 0.100 0.05 0.120 0.100 2.003.20 0.080 0.060 0.120 0.100 0.150 0.120 3.205.00 0.100 0.080 0.150 0.120 0.180 0.150注：当要求单向允许偏差时，其值为表中数值的 2 倍。4表 4 ASTM B248M-2017 厚度及其允许偏差厚度允许偏差，mm带材
12、宽度厚度200 200300 3006000.10 0.007 0.015 - 0.10-0.20 0.01 0.02 0.03 0.20-0.30 0.015 0.025 0.035 0.30-0.40 0.02 0.03 0.045 0.40-0.50 0.025 0.035 0.05 0.50-0.60 0.03 0.04 0.05 0.60-0.70 0.035 0.05 0.060.70-1.0 0.045 0.05 0.061.0-3.0 0.05 0.06 0.071.3-2.0 0.06 0.07 0.082.0-3.5 0.07 0.08 0.103.5-5.0 0.08 0
13、.10 0.11ASTM B248M-2017加工铜及铜合金板、薄板、带材及轧制的条材一般要求为通用标准，产品涵盖范围较广，适用于 ASTM B36/B36M、B103/B103M、B121/B121M 、B152/B152M、 B465、B592、B747 ，B888/B888M 以及B936 等标准。表 5 EN 1652:1998 冷轧产品（板材、薄板、带材和圆形材）厚度允许偏差 单位为毫米公称厚度 公称宽度对应的厚度允许偏差 1） 350 350700 7001000 100012500.12） 0.2 0.018 - - -0.2 0.3 0.022 0.03 0.04 -0.3 0
14、.4 0.025 0.04 0.05 0.070.4 0.5 0.030 0.05 0.06 0.080.5 0.8 0.040 0.06 0.07 0.090.8 1.2 0.050 0.07 0.09 0.101.2 1.8 0.060 0.08 0.10 0.111.8 2.5 0.070 0.09 0.11 0.132.5 3.2 0.080 0.10 0.13 0.173.2 4.0 0.10 0.12 0.15 0.204.0 5.0 0.12 0.14 0.17 0.235.0 6.0 0.14 0.16 0.20 0.266.0 7.0 0.16 0.19 0.23 0.297
15、.0 8.0 0.18 0.22 0.26 0.328.0 9.0 0.20 0.25 0.29 0.359.0 10.0 0.22 0.28 0.32 0.381）合金 CuAl8Fe3（CW303G），CuNi10Fe1Mn（CW352H ），CuNi30Mn1Fe（CW354H）和CuZn20Al2As（CW702R）的厚度允许偏差应为表中对应数值的 1.25 倍，结果修约至 0.01mm。52）包括 0.1。3）注：厚度10mm 时用 EN 1653。（2）宽度允许偏差对比情况见表 6-表 8。表 6 本标准宽度及其允许偏差 单位为毫米宽度及允许偏差厚度10-50 50-100 100
16、-200 200-6000.60-1.0 0.08 0.10 0.15 0.201.0-1.8 0.10 0.15 0.20 0.301.8-3.0 0.20 0.20 0.30 0.403.0-3.5 0.30 0.30 0.50 0.60注：当需方要求允许偏差全为（+）或全为（-）单向偏差时，其值为表中相应数值的 2 倍。表 7 GB/T 2040-2017 宽度允许偏差 单位为毫米宽度300 300-700 1000 1000-2000厚度卷纵剪允许偏差 剪切允许偏差0.2-0.35 0.3 0.6+300.35-0.8 0.4 0.7+30+500.8-3.0 0.5 0.8+50+1
17、003.0-8.0 +100+150注：当需方要求允许偏差全为（+）或全为（-）单向偏差时，其值为表中相应数值的 2 倍。表 8 EN1652:1998 板材和薄板宽度允许偏差 单位为毫米公称厚度 公称宽度对应的宽度允许偏差 350 3501250 1250- 2 +2.00 +6.002 5 +4.00 +8.005 - +8.00 +10.00协商（3）长度允许偏差对比情况见表 9-表 10。表 9 本标准长度及其允许偏差 单位为毫米长度及允许偏差厚度2000 2000-40000.60-1.0 5.0 5.01.0-1.8 5.0 7.51.8-3.0 7.5 7.563.0-3.5 7
18、.5 7.5注：当需方要求允许偏差全为（+）或全为（-）单向偏差时，其值为表中相应数值的 2 倍。表 10 GB/T 2040-2017 长度允许偏差 单位为毫米宽度厚度2000 2000-3500 3500-50000.80+100+1000.80-3.00+100+1503.0-8.0+150+150+200注：当需方要求允许偏差全为（+）或全为（-）单向偏差时，其值为表中相应数值的 2 倍。（4）平整度的对比情况见表 11-表 12。表 11 本标准平整度宽度 平整度/ （mm/m），不大于10-50 4.050-100 3.5100-200 3.0200-600 3.0表 12 GB/
19、T 2040-2017 平整度厚度/mm 平整度/（mm/m），不大于1.5 151.5-5.0 105.0 83、力学性能对比情况见表 13-表 16。表 13 本标准力学性能拉伸试验 硬度试验牌号 状态 抗拉强度 RmMPa断后伸长率 A11.3mm维氏硬度HVO60 290 35 100H62H02 380-470 20 100-130O60 290 40 90H68 H02 355-460 25 100-130O60 330 40 120H01 390-510 35 110-160QSn6.5-0.1H02 490-610 10 150-190QSn8-0.3 O60 345 45 1
20、207H02 490-610 30 150-200H04 590-705 12 180-225O60 360 50 130QSn10-0.3 H02 525-625 30 160-210表 14 GB/T 20402017 力学性能拉伸试验 硬度试验牌号 状态 厚度mm抗拉强度 RmMPa伸长率%厚度mm维氏硬度HVM20 4-14 290 40 O60 290 40 90H01 325-410 35 85-115H02 355-440 25 100-130H04 410-540 10 120-160H06 520-620 3 150-190H68H080.3-10570 0.3180M20
21、4-14 290 30 O60 290 35 95H02 350-470 20 90-130H04 410-630 10 125-165H62H060.3-10585 2.50.3155M20 9-14 290 38 O60 315 40 120H01 390-410 35 110-155H020.2-12490-610 8 150-1900.2-3 590-690 5 180-230H043-12 540-690 5 180-230H06 635-720 1 200-240QSn6.5-0.1H08 0.2-5 690 0.3210O60 345 40 120H01 390-510 35 1
22、00-160H02 490-610 20 150-205H04 590-705 5 180-235QSn8-0.3H060.2-56850.2210表 15 JIS H31102012 力学性能牌号 状态 抗拉强度，MPa 伸长率， 维氏硬度 HVO 315 42 -1/4H 390510 35 1001601/2H 490610 20 150205H 590685 8 180230EH 635720 - 200240C5191SH 690 - 2108表16 ASTM B103M-2015 磷青铜厚板、薄板、带材和轧制条材合金 状态 抗拉强度（MPa）O60 365460H02 475580
23、H04 585690H06 670770H08 725820C52100H10 760840O60 400505H02 525625H04 650750H06 740840H08 795890C52400H10 825915板材抽查的实际力学性能统计见附表1附表2，其中：QSn6.5-0.1 H01 态板材抽样实测的抗拉强度、硬度统计表见表 17，数据分布直方图如图 1 所示。表 17 QSn6.5-0.1 抗拉强度、维氏硬度实际测试数据统计表合金牌号 状态 样品数量（个） 抗拉强度检测结果范围（MPa） 维氏硬度检测结果 范围（HV）QSn6.5-0.1 H01 150 383-511 11
24、0-1629图 1 QSn6.5-0.1 抗拉强度和维氏硬度测试数据分布直方图状态为 H01 的 QSn6.5-0.1 板材，抽样检测数据为 150 个。抗拉强度的平均值为 453.7MPa，标准差为 26.6736。当标准指标定为 390510 时，在正态分布曲线左边，标准指标系数 =(453.7-390)/26.6736=2.388，接收概率为 48.1%；在正态分布曲线右边，标准指标系数 =（510-453.7）/26.6736=2.111，接收概率为 48.6%，所以该标准指标系数的接收概率为 48.1%+48.6%=96.7%。维氏硬度的平均值为 140.7HV，标准差为 13.24
25、05。当标准指标定为 110160 时，在正态分布曲线左边，标准指标系数 =(140.7-110)/13.2405=2.319，接收概率为 49.3%；在正态分布曲线右边，标准指标系数 =(160-140.7)/13.2405=1.4576，接收概率为 47.5%，所以该标准指标系数的接收概率为49.3%+47.5%=96.8%。因此，指标合理，属于工艺成熟稳定的产品。QSn8-0.3 H02 态板材抽样实测的抗拉强度、硬度统计表见表 18，数据分布直方图如图 2 所示。表 18 QSn8-0.3 抗拉强度、维氏硬度实际测试数据统计表合金牌号 状态 样品数量（个） 抗拉强度检测结果范围（MPa
26、） 维氏硬度检测结果范 围（HV）QSn8-0.3 H02 150 480-620 154-20210图 2 QSn8-0.3 抗拉强度和维氏硬度测试数据分布直方图状态为 H02 的 QSn8-0.3 板材，抽样检测数据为 150 个。抗拉强度的平均值为 566MPa，标准差为 31.3189。当标准指标定为 490610 时，在正态分布曲线左边，标准指标系数 =(566-490)/31.3189=2.427，接收概率为 48.7%；在正态分布曲线右边，标准指标系数 =(610-566)/31.3189=1.405，接收概率为 47.9%，所以该标准指标系数的接收概率为 48.7%+47.9%
27、=96.6%。维氏硬度的平均值为 180.9HV，标准差为 11.0957。当标准指标定为 150200 时，在正态分布曲线左边，标准指标系数 =(180.9-150)/11.0957=2.784，接收概率为 50%；在正态分布曲线右边，标准指标系数 =(200-180.9)/11.0957=1.721，接收概率为 48.6%，所以该标准指标系数的接收概率为50%+48.6%=98.6%。因此，指标合理，属于工艺成熟稳定的产品。4、晶粒度本标准针对不同的合金牌号、不同状态规定的晶粒度等级指标。表 19 本标准退火状态板材的晶粒度晶粒度牌号 状态 级别晶粒平均直径/mm 晶粒最小直径/mm 晶粒
28、最大直径/mmOS035 普通级 0.035 0.020 0.050H62 OS030高级 0.030 0.020 0.040OS035 普通级 0.035 0.020 0.050H68 OS030高级 0.030 0.020 0.040OS030 普通级 0.030 0.020 0.040QSn6.5-0.1 OS020高级 0.020 0.015 0.030OS030 普通级 0.030 0.020 0.040QSn8-0.3 OS020高级 0.020 0.010 0.030OS030 普通级 0.030 0.020 0.040QSn10-0.3 OS020高级 0.020 0.010 0.030表 20 GB/T 2040-2017 标准的晶粒度晶粒度牌号 状态 晶粒平均直径/mm 最小直径/mm 最大直径 /mmH68 O60 OS015 0.015 a 0.025
