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铜金属

第4章 铜及铜合金 4.1 概述 4.2 纯铜 4.3 铜合金 4.4 铜合金的应用 从铜矿中开采出来的铜矿石,经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂,铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品. 目前,世界上铜的冶炼方式主要有两种:火法冶炼与湿法冶炼) 1.火法: 通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜,也即电解铜,一般适于高品位的硫化铜矿。除了铜精矿之外,废铜做为精炼铜的主要原料之一,包括旧废铜和新废铜,旧废铜来自旧设备和旧机器,废弃的楼房和地下管道;新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50%左右),一般废铜供应较稳定,废铜可以分为:裸杂铜:品位在90%以上;黄杂铜(电线):含铜物料(旧马达、电路板);由废铜和其他类似材料生产出的铜,也称为再生铜。 2.湿法:  一船适于低品位的氧化铜,生产出的精铜称为电积铜。 加工黄铜和铸造黄铜 单相黄铜塑性好:H80、H70、H 68 。适于制造冷变形零件,如弹壳、冷凝器管等。 两相黄铜热塑性好, 强度高:H59、H62。适于制造受力件,如垫圈、弹簧、导管、散热器等。 HPb63-3、 HAl60-1-1、 HSn62-1、 HFe59-1-1、ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4等。 主要用于船舶及化工零件,如冷凝管、齿轮、螺旋桨、轴承、衬套及阀体等。 QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等。 耐蚀承载件,如弹簧、轴承、齿轮轴、蜗轮、垫圈等。 以铝为主加元素的铜合金,铝含量为5~11%。 强度、硬度、耐磨性、耐热性及耐蚀性高于黄铜和锡青铜,铸造性能好,但焊接性能差。 铍青铜 以铍为主加元素的铜合金,铍含量为1.7~2.5%。 具有高的强度、弹性极限、耐磨性、耐蚀性,良好的导电性、导热性、冷热加工及铸造性能,但价格较贵. 普通白铜具有较高的耐蚀性和抗腐蚀疲劳性能及优良的冷热加工性能。 B5、B19等 。用于在蒸汽和海水环境下工作的精密机械,仪表零件及冷凝器,蒸馏器,热交换器等. BMn40-1.5(康铜)、BMn43-0.5(考铜)。用于制造精密机械、仪表零件及医疗器械等。 组 别 代 号 主要化学成分, % 机械性能(变形) Cu 其它 ?b MPa ? % HB Pb黄铜 HPb 63-3 HPb 60-1 62.0~65.0 59.0~61.0 Pb 2.4~3.0 Pb 0.6~1.0 600 610 5 4 - - Sn黄铜 HSn 90-1 HSn 62-1 88.0~91.0 61.0~63.0 Sn 0.25~0.75 Sn 0.7~1.1 520 700 5 4 148 - Al黄铜 HAl 77-2 76.0~79.0 Al 1.8~2.6 650 12 170 Si黄铜 HSi 65-1.5-3 63.5~66.5 Si 1.0~2.0 Pb 2.5~3.5 600 8 160 Mn黄铜 Fe黄铜 HMn 58-2 HFe 59-1-1 57.0~60.0 57.0~60.0 Mn 1.0~1.2 Fe 0.6~1.2 700 700 10 10 175 160 Ni黄铜 HNi 65-5 64.0~67.0 Ni 5.0~6.5 700 4 - 4.3.2 青铜 除黄铜、白铜之外的铜合金统称青铜,它是Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr、Ti等与铜组成的铜合金。 青铜分为锡青铜——其主要合金成分是锡,和无锡青铜(特殊青铜)——其主要合金成分没有锡,而是铝、铍等其它元素。 锡是少而贵的金属,采用价格便宜、性能更好的特殊青铜或特殊黄铜来代替它。 青铜按主添元素(如Sn、Al、Be等)分别命名为锡青铜、铝青铜、铍青铜等。并以“Q+主加元素符号+除铜外的成分数字组”表示。 QSn6.5-0.l: 6.5%Sn、0.1%P,余为铜的锡青铜 QAl10-3-1.5:10%A1、3%Fe、1.5%Mn,余为铜的铝青铜。 4.3 铜合金——青铜 锡青铜:最古老的铜合金。用于鼎、钟、武器、铜镜等。耐蚀、耐磨、弹性好和铸件体积收缩率小等。锡青铜有三大用途: ⑴用作高强、弹性材料,如作弹簧、弹片、弹性元件。 ⑵用作耐磨材料。如作滑动轴承的轴套、齿轮等耐磨零件。 ⑶铸件体积收缩小、耐蚀,用来制作艺术铸件,如铜像等。 二元锡青铜的组织 铜锡相图中有两个包晶反应和三个共析反应 δ相是γ相在520℃时的共析分解产物,这个相在350℃时分解成α+ε相。β相和γ相只在高温时才稳定。温度一降低,它们就立即分解,因此,在一般条件下它们实际上不可能出现。 δ相的分解进行得极慢,以致在含锡2

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