铜加工技术基础 亨通讲座.pdf

铜加工技术基础 苏州有色金属研究院 江苏省铜合金材料工程技术研究中心 李华清 铜的基本概况 潮湿环境里，可生成Cu2(OH)2CO3 （碱式碳酸 铜-铜绿）； 可溶于硝酸和热浓硫酸，略溶于盐酸；容易被 碱侵蚀； 优良的传导性 常见化合价+1和+2； 矿物均呈艳丽的色彩； 历史超过3000年； 循环经济特性。 分类与命名 铜及铜合金分类[ASM] ASTM B 187-03 Sb As Bi Cd Fe Pb Mn Ni O P Se Ag S Te Sn Zn = 92.5ppm 紫 铜 铜合金 黄铜 Brass 长崎诚三《二元合金状态图集》冶金工业出版社 pp145 β相：CuZn、体心立方固溶体。 在468～456℃温度范围，无序相β转变成有序相β´。β´相塑 性低，硬而脆，冷加工困难，β相高温塑性好，可热加工。 γ相：CuZn 、复杂立方固溶体，硬而脆，难加工，工业用黄 5 8 铜的锌含量均小于46％，不含γ相。 工业用黄铜，按其退火组织可分为α黄铜和α+β两相黄铜。 β黄铜只用作焊料。 W ＜36％的黄铜为单相α黄铜，α黄铜的铸态组织中存在树枝 Zn 状偏析，枝轴部分含铜较高，不易腐蚀；呈亮色，枝间部分含 锌较多，易腐蚀，故呈暗色。变形及再结晶退火后，得到等轴 的α晶粒，而且出现很多退火孪晶，这是铜合金形变后退火组 织的特点。 H70黄铜的铸态组织及变形后退火组织 α+ β两相黄铜含36～46 ％Zn ，H62~H59均属于此 凝固时发生包晶反应形成β相，凝固完毕，合金为单相β组 织，冷至α+ β两相区时，α相自β相析出，残留的β相冷 至有序转变温度时(456℃) ，β无序相转变为β´有序相，室 温下合金为α+ β´两相组织。 铸态α+ β´黄铜，α相呈亮色(因含锌少，腐蚀浅), β´相呈 黑色(因含锌多，腐蚀深) 。 经变形和再结晶退火后，α相具有挛晶特征，β´相则没有 H60黄铜的铸态组织及变形后退火组织 普通黄铜性能变化与锌含量的关系 物理性能： 密度随锌含量的增加而下降，而线膨胀系数则随锌含量的增加而上升。 传导性在α区随锌含量的增加而下降，但锌含量在39 ％以上，合金出现β时，电导率 又上升，锌含量达50 ％时达峰值。 力学性能： WZn30 ％时，随锌含量的增加，σ和δ同时增大，锌含量在30～32%范围时，δ达 最大值。之后，随β´相的出现和增多，塑性急剧下降。而σb则一直增长到锌含量45 ％附近，σb值最大。锌含量超过45 ％，由于α相全部消失，而为硬脆的β´相所取 代，导致σb急剧下降。 变形和退火后的性能： α相随锌含量的增加其强度、塑性均增加。当锌含量为30 ％时，塑性最好，适于深冲 压和冷拉，大量用于制造炮弹壳，所以H70黄铜有“炮弹黄铜”之称。 β相强度更高，但室温下呈有序状态，塑性很低。γ相在室温下则更硬而脆。 典型牌号 H96、H90、H85 良好的电导率、热导率和耐蚀性，有足够的强度和良好的冷、热加 工性能，被大量采用来制作冷凝管、散热管、散热片、冷却设备及 导电零件等。 H70、H68 高的塑性和较高的强度，冷成型性能特别好，适于用冷冲压或深拉 法制造各种形状复杂的零件。 H62 α+ β黄铜，高的强度，在热态下塑性良好；冷态下塑性也比较好， 切削加工性好，耐蚀，易焊接，以板材，棒材、管材、线材等供工 业