关于铜合金的凝固技术 初见，发现生活之美https://www.doczj.com/doc/5812075836.html,/ 1、前言 铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大，占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线，电机和变压器的绕阻，开关以及印刷线路板等；在机械和运输车辆制造中，用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等；在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等；在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等，每生产100万发子弹，需用铜13--14吨；在建筑工业中，用做各种管道、管道配件、装饰器件等。铜的这种广泛应用使得研究开发高性能的铜合金来满足日益发展的要求显得很有必要。 随着研究的进展，制备高性能铜合金的工艺方法越来越多，并向实用化工业化生产进行，总的来说有合金化法、复合材料法。合金化法就是传统的固溶强化和析出强化，这种方法虽然在一定程度上提高了铜合金的强度，最高抗拉强度可以达到650Mpa，但由于固溶于铜基体中的原子引起铜原子点阵畸变对电子的散射作用增强，使铜合金电阻增大，因而降低了Cu合金的导电性。复合材料法包括粉末冶金法、塑性变形法、定向凝固法等。其中有一些方法还只是停留在实验室阶段，离投入生产有一段距离。虽然一些新工艺也在高性能铜合金的生产制备方面有所突破，如70年代就有美国SCM公司生产氧化物弥散强化铜合金，确立了此种合金的地位，而且粉末冶金技术也越来越多的应用到制备高性能的铜合金，但一种新的方法由研究到使用毕竟有一段很长的路要走，而以传统的熔炼和铸造技术在制备生产铜合金方面还是占有很大的地位，问题是如何改进这些工艺发展适合我国资源国情和市场需求的铜及合金产品。尤其是随着电子工业的急速发展，带来了工程中各种机械向着小型化发展的倾向，因而也就强烈的需要我们去开发新的铸造方法以生产那些没有铸造缺陷的优质材料。 现在很多研究都致力于在合金中加入什么样的元素对其机械性能产生怎么样的影响，而且也取得一系列的进展，并且一些还没有应用到实际当中去，说明还是有继续研究的必要，由于这文章是关于凝固技术这门课的，所以将主要关注的在熔炼铸造方面，如何能够制得好的凝固铸件，结合自己的专业，将介绍放在铜合金方面。 2、凝固理论进展 在近几十年中，凝固技术的重要进展有：连续铸造的扩大应用；定向凝固与单晶生长技术的完善；半固态（流变)铸造从研究走向了实际应用；通过凝固过程制备重要的新型材料，如复合材料、自生复合材料、梯度材料等；快速凝固技术的出现与应用。快速凝固是通过合金熔体的快速冷却或非均质形核的被遏制，使合金在很大的过冷度下发生高生长速率(≥l—100cm/s)的凝固，可制备非晶、准晶、微晶和纳米晶合金，此类新型功能或结构材料正在逐步进入工业应用。可见，现代凝固技术的发展不仅致力于获得外形完美、内无宏观缺陷的零件，而且追求在材料中形成常规工艺条件下不可能出现的结构与显微组织特征，使其具备一系列特殊优异的使用性能。从这个意义上说，新凝固技术与新材料的研究和发展已融为一体，最具代表性的例子是快速凝固技术，它的出现和发展直接促进了
铜合金生产工艺流程：
经过分选后的铜、锌原料运送到铜合金熔炼铸造车间的对应料仓暂存。 根据不同的产品的要求，技术部下达配料单至生产车间，生产车间根据营销部下达的生产任务单组织生产。 熔化炉按炉次及配料单进行投料。 在熔化设备方面，采用工频感应电炉，在型式上选用潜流式熔化+调质+保温一体炉，炉子的个熔化、调质过程在一个完全密闭的环境内进行。不仅使整个生产过程中各种合金元素的损耗降到最低，而且熔炼过程中的烟气全部进入高效脉冲袋式除尘器得到净化后达标排放。 合金成分检测合格后，开始进行水平连续浇铸。浇铸设备选用连铸切割一体机，只需设定所需的规格尺寸，设备即按设定自动控制浇铸速度、并进行定尺切割。切割方式采用热切割方式，免去了一般金属切割过程中必须的切削油冷却和润滑。 连铸后的坯棒（锭）按最终产品要求进入二个流程： 普通的高纯度铜合金材通过免做头自动拉丝机进行去除氧化皮的处理，然后根据需要决定是否进行矫直和压光。经检验尺寸和外观合格后，这部产品已经完成。 高精度高精密合合金材还需要经过热挤压成型和后处理加工。 首先将铜锭加热后按产品要求进行棒/线坯的挤压生产，挤压机控制压余在4%以下，铜锭均匀脱壳（去除熔铸铜锭表面部分）。配合全自动的收线及牵引设备，实现从上料、挤制到下料的全过程自动化。 挤压坯根据产品要求采用盘拉机进行冷拉作业，在盘拉的过程中还需要有退火工序配合进行，以获得最佳的产品金相组织及加工性能。退火设备采用井式炉,实现三区独立温控，使得炉内的温差控制不超过3℃，既大大降低了能耗，又保证了热处理效果的同时克服了铜材表面的深度氧化，使得铜材的结晶组织更为致密。该炉子可以同时满足盘圆和直条的退火需求。 退火后的铜材表面会氧化，在进行下道工序作业前，必须把表面的氧化皮去除，去除氧化皮的方法有二种： 常规采用酸洗的方法进行处理。酸洗场地全部采用防渗防漏处理，酸洗和清洗废液设置专门的废水处理设施，中和后回用，沉淀下来的污泥集中贮存后由废杂铜综合回收生产工序进行处理。
铜合金的分类及用途 铜合金主要包括铍铜合金、银铜合金、镍铜合金、钨铜合金、磷铜合金。 、铍铜合金 铍铜合金是一种可锻和可铸合金，属时效析出强化的铜基合金，经淬火时效处理后具有高的强度、硬度、弹性极限，并且稳定性好，具有耐蚀、耐磨、耐疲劳、耐低温、无磁性、导电导热性好、冲击时不会产生火花等一系列优点。铍铜材基本上分为高强高弹性铍铜合金（含铍量为．％－．％）和高导电铜铍合金（含铍量为．％－．％）。 铍铜合金用途 铍铜合金常被用作高级精密的弹性元件，如插接件、换向开关、弹簧构件、电接触片、弹性波纹，还有耐磨零器材、模具及矿山和石油业用于冲击不产生火花的工具。现在铍铜材料已被广泛应用于航空航天、电器、大型电站、家电、通信、计算机、汽车、仪表、石油、矿山等行业，享有有色金属弹性王的美誉。 、银铜合金 银铜合金是通过将纯铜和纯银加入电熔炉进行熔炼，经铸造得到坯料，再加工成各种规格的成品。银铜合金的主要应用为电接触材料、焊接材料、银铜合金排及铜银合金接触线。 银铜合金种类 银铜合金：银和铜的二元合金，铜具有强化作用。 类型：有，，，和等合金。 用途：有良好的导电性、流动性和浸润性、较好的机械性能、硬度高，耐磨性和抗熔焊性。有偏析倾向。用真空中频炉熔炼，铸锭经均匀化退火后可冷加工成板材、片材和丝材。作空气断路器、电压控制器、电话继电器、接触器、起动器等器件的接点，导电环和定触片。真空钎料，整流子器，还可制造硬币、装饰品和餐具等。 、镍铜合金 镍铜合金通常被称为白铜。纯铜加镍能显著提高强度、耐蚀性、电阻和热电性，主要应用在海水淡化及海水热交换系统、汽车制造、船舶工业、硬币、电阻线、热电偶。工业用白铜根据性能特点和用途不同分为结构用白铜和电工用白铜两种，分别满足各种耐蚀和特殊的电、热性能。
铜及铜合金的发展与应用 摘要：本文叙述了铜加工工业概况、铜材品种和质量现状及铜加工工艺与装备现状。同时, 阐述了高强高导铜合金的发展方向及应用前景。高强高导铜合金是一类很有应用潜力的功能材料, 近年来研究和开发应用高强高导铜基合金取得了显著成效，本文阐释了开发和研究高强高导铜合金的及制备方法与强化原理。 关键词：技术；发展；高强高导；强化机理；制备方法 正文：人类使用铜及其合金已有数千年历史。古罗马时期铜的主要开采地是塞浦路斯，因此最初得名cyprium（意为塞浦路斯的金属），后来变为cuprum，这是英语：copper、法语：cuivre和德语：Kupfer的来源。二价铜盐是常见的铜化合物，常呈蓝色或绿色，是蓝铜矿和绿松石等矿物颜色的来源，历史上曾广泛用作颜料。铜质建筑结构受腐蚀后会产生铜绿（碱式碳酸铜）。装饰艺术主要使用金属铜和含铜的颜料[1]。 铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。铜是一种红色金属，同时也是一种绿色金属。说它是绿色金属，主要是因为它熔点较低，容易再熔化、再冶炼，因而回收利用相当地便宜。[2]。 纯铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色带金属光泽、延展性好、导热性和导电性高，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料，也可用作建筑材料，以及组成众多种合金。铜合金机械性能优异，电阻率很低，其中最重要的数青铜和黄铜。此外，铜也是耐用的金属，可以多次回收而无损其机械性能。 矿石的冶炼过程通常有两种方式：1.火法炼铜。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。火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20～30%，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍（冰铜）接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达99.9%的电解铜。该流程简短、适应性强，铜的回收率可达95%，但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。90年代出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。2.湿法炼铜。一船适于低品位的氧化铜，生产出的精铜称为电积铜。现代湿法冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积，浸出－萃取－电积，细菌浸出等法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广，预计本世纪末可达总产量的20%，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。 铜合金（copper alloy ）以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。主要用于制作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。铜的重要合金有以下几种：1.黄铜。黄铜是铜与锌的合金，因色黄而得名。黄铜的机械性能和耐磨性能都很好，可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。黄铜敲起来声音好听，因此锣、钹、铃、号等乐器都是用黄铜制做的。2.青铜。铜与锡的合金叫青铜，因色青而得名。在古代为常用合金(如中国的青铜时代)。青铜一般具有较好的耐腐蚀性、耐磨性、铸造性和优良的机械性能。用于制造精密轴承、高压轴承、船舶上抗海水腐蚀的机械零件以及各种板材、管材、棒材等。青铜还有一个反常的特性——“热缩冷胀”，用来铸造塑像，冷却后膨胀，可以使眉目更清楚。3.磷青铜。铜与锡、磷的合金，坚硬，可制弹簧。4.白铜。白铜是铜与镍的合金，其色泽和银一样，银光闪闪，不易生銹。常用于制造硬币、电器、仪表和装饰品。[3]。
第6期 2010年12月 矿产综合利用 M u lt i purpose U tilizati on ofM i neral Resources No.6 D ec.2010铜铅锌多金属共生矿湿法冶金研究进展 李博,刘述平,唐湘平 (中国地质科学院矿产综合利用研究所,四川 成都 610041) 摘要:介绍了铜铅锌多金属矿的开发利用现状,对铜铅锌多金属矿的处理工艺进行了综述。着重介绍了湿法处理工艺的氯化浸出工艺、碱性浸出工艺、直接加压酸浸工艺、生物浸出工艺,并展望了铜铅锌多金属共生矿分离技术发展前景。 关键词:铜铅锌多金属矿;湿法冶金分离;加压酸浸 中图分类号:TF111.3 文献标识码:A 文章编号:1000 6532(2010)06 0033 04 1 铜铅锌多金属共生矿分离技术发展 现状及趋势 矿产资源是国民经济建设的重要物资基础,尽管我国主要金属矿产资源储量较丰富,但由于不断开发,保有储量迅速减少,优质矿床濒于耗尽。近年来,我国相继发现、探明了储量大、分布广的铜、铅、锌、银多金属复杂硫化矿床(如四川白玉呷村铜、铅、锌、银多金属硫化矿金属总储量上百万吨;云南兰坪三江地区铜、铅、锌、银多金属复杂硫化矿,铅锌总储量100万,t铜总储量50万,t银总储量5kt)。由于该种类型多金属复杂矿矿床类型新颖,矿石成分、结构、构造复杂,各矿物互相紧密镶嵌,且粒度分布细,矿石中主元素铜、铅、锌均以硫化物形式存在,可浮性相近,分离困难,因此难以在较佳的经济条件下采用选矿的方法选出单一金属的合格精矿。目前,此类多金属复杂矿床的综合利用有两种工艺路线,一种是分选分炼,即通过选矿分别选出铅精矿、锌精矿、铜精矿,再分别处理以提取铅、锌、铜。这种工艺的难点是选矿,由于分选困难,不仅选矿回收率低,而且铅、锌、铜互含高,精矿质量差。国内许多矿山做过的选矿研究均证明了这一点。另一种工艺路线是选冶联合工艺,选出混合精矿,然后用冶金手段处理混合精矿,其优点是选矿回收率大幅度提高,选矿作业简单。此种工艺路线问题在于铜、铅、锌混合精矿的冶炼。采用密闭鼓风炉炼锌(I SP法),基建投资大,能耗高,铅、锌及贵金属直收率低,对精矿含铜要求高(不大于2%),而且环境污染严重。因此,开发高效的混合精矿清洁冶金技术是处理多金属复杂硫化矿的突破口[1~2],也是我国矿产资源综合利用面临的重要课题。 2 铜铅锌多金属共生矿湿法冶金分离 方法 2.1 湿法工艺 2.1.1 氯化浸出 一些难溶性金属硫化物在酸性氯盐溶液条件下浸出,可以以氯的络合离子形态溶出,如[PbC l-4]2-、[ZnC l-4]2-等。这为酸性氯盐溶液选择性浸出金属硫化物提供了热力学基础。常用的氯化浸出剂为盐酸、氯盐和氯气等。 曾青云[3]等研究了用三氯化铁直接浸出赣南荡坪铜铅锌复合硫化矿,在温度105 、液固比4、Fe3+浓度192g/L的条件下浸出3h,铜、铅、锌浸出率分别为99.5%、98.6%和99.6%,96%的硫呈元素硫或黄铁矿形态富集于渣中。重庆钢铁研究所[4]采用N a C l O3作添加剂,在硫酸介质中浸出硫化铜矿,使铜的浸出率达到90%以上。钟晨[5]研究了低品位硫化铅锌的氯气浸出,在矿物粒度<0. 076mm占93%左右、氯化浸出温度80~90 、氯/矿=(0.65~0.7)1、N a C l浓度300g/L、浸出时间2h 的条件下,锌、铅浸出率可分别达到96.4%和99.3%。粗PbC l2碳化、煅烧后制备红丹,ZnC l2溶液经除铁、碳化、焙烧后制备ZnO。张元福[6]等针对 收稿日期:2010 06 09; 改回日期:2010 07 01 作者简介:李博(1977-),男,工程师,硕士,主要从事有色金属湿法冶金工作。
四川省巴塘县纳希铅锌多金属矿调查工作报告 xxxxx化探队 二○一○年七月
四川省巴塘县纳希铅锌多金属矿 调查工作报告 委托单位四川省巴塘县国土资源局编写单位：xxxxxx地质矿产调查所 所长：xx 主任工程师：xxxx 项目负责：xxxx 工作人员：xxxx xx xxxx xxxx 编写人：xxxx xxx xx 审查人：xxxx 队总工程师：xxx 队长：xxxx 提交报告单位：xxxxx化探队 提交报告时间：xxx年xxx月xxx日
《四川省巴塘县纳希铅锌多金属矿调查项目》简介 四川省巴塘县纳希铅锌多金属矿区行政区划隶属于巴塘县夏邛镇，地理坐标：东经99°07′00″～99°10′00″；北纬29°55′00″～29°58′00″。拟设探矿权由四个拐点圈闭：①99°07′00″、29°58′00″；②99°10′00″、29°58′00″；③99°10′00″、29°55′00″；④99°07′00″、29°55′00″。面积26.76km2。 工作区地处金沙江缝合带的东侧，中咱微地块北东缘、义敦岛弧成矿带南侧。频繁的构造运动和岩浆活动，为矿床形成创造了优越的条件。测区1:5万水系沉积物测量圈定出的Au、As、Sb、Ag、 Pb、Zn等元素异常，最高含量分别为54.2×10-9、940.58×10-6、580.31×10-6、2.91×10-6、160×10-6、280×10-6。还有Cu、Hg、Mo等元素异常组合，各元素异常有一定套合。异常面积大，浓集中心突出,表明成矿物质来源极其丰富，具明显的金、锑、铅锌矿致异常特征。 通过初步调查工作，发现了两条锑金、铅锌矿化体。 Ⅰ号锑矿体地表出露长80m，厚约0.5—3m，产状90°∠82°。钢灰色（表面氧化后呈浅黄色）辉锑矿呈放射状聚合体顺层分布形成矿体，锑品位0.5—10.9×10-2。从区内Sb元素异常特征分析推测，区内锑矿化破碎带向北有2—3km左右的延伸，找矿意义巨大。同时还有金矿化相伴生。 Ⅱ铅锌矿体地表露头赋存于岩体与围岩的接触带，矿体地表出露长50m，厚1—3m，矿体与围岩界线较清晰，共分两层，靠近岩脉一侧为纯白色石英脉，铅锌矿呈不均匀团块状分布其中，矿体呈岩脉产出；靠近围岩（二叠系下统上段第一组）一侧为层状石英岩。孔雀石、铅锌矿及少量黄铜矿呈细脉状、条纹状顺层分布于石英岩中，矿体呈层状产出。矿体产状与接触面产状一致，产状105°∠35°。铅品位1.86—3.5×10-2。 从水系化探异常的强度和展示规模来看，具有极大的找矿价值。初步推测纳希具有构成工业价值的锑铅锌多金属矿床规模的潜力。
铜合金 材质有：H96（C2100）、H90（C2200）、H80（C2400）、H70（C2600）、H68（C2680）、H65（2700）、H63（C2720）、H62（C2800）、HP59-1黄铜棒、H62黄铜板，C1100紫铜板，T3紫铜板……T8紫铜板、磷青铜C5102、C5210、C5191、C1220、C1040、C111，黄铜带 C2680、C2200、C2720、C2600、C2620，纯紫铜C1020、C1100、黄铜带、C1201、C1220，紫铜箔、黄铜箔，GB状态有O、1/2H、1/4H、3/4H、H、EH、SH，高精密黄铜带、紫铜、磷铜。同时经营日本NGK、韩国、美国复银铜带、铍青铜带、锡磷青铜带、国产高精度和普通度的黄铜带、锡磷青铜带、锌白铜、双金属带等. 材质：H62、H65、H68、H70、H80、H90、T2紫铜板，C2600、C2680、C2700、C5210、C5191、C51000、QBe2.0、C1100、T2等。 规格：厚度：0.2-100mm，宽度：305-1000mm、长度：1200-2000mm。 产品H68（C2680）、H65（2700）、H63（C2720）、H62（C2800）、HP59-1黄铜棒、H62黄铜板,C1100紫铜板,T3紫铜板 黄铜以锌作主要添加元素的铜合金﹐具有美观的黄色﹐统称黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低於36%的黄铜合金由固溶体组成﹐具有良好的冷加工性能﹐如含锌30%的黄铜常用来制作弹壳﹐俗称弹壳黄铜或七三黄铜。含锌在36～42%之间的黄铜合金由和固溶体组成﹐其中最常用的是含锌40%的六四黄铜。为了改善普通黄铜的性能﹐常添加其他元素﹐如铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑硅﹑铅等。铝能提高黄铜的强度﹑硬度和耐蚀性﹐但使塑性降低﹐适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性﹐故称海军黄铜﹐用作船舶热工设备和螺旋桨等。铅能改善黄铜的切削性能﹔这种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。 力学性能 黄铜中由于含锌量不同，机械性能也不一样，图7是黄铜的机械性能随含锌量不同而变化的曲线。对于α黄铜，随着含锌量的增多，σb和δ均不断增高。对于（α+β）黄铜，当含锌量增加到约为45%之前，室温强度不断提高。若再进一步增加含锌量，则由于合金组织中出现了脆性更大的r相（以Cu5Zn8化合
铜合金化学成分 编制说明 根据中国有色金属工业协会文件《关于下达2009年第一批有色金属国家、行业标准制（修）订项目计划的通知》（中色协综字[2009]165号）的要求，我公司承担了GB/T5231-2001《加工铜及铜合金化学成分和产品形状》的修订工作。该标准主管部门为中国有色金属工业协会，由全国有色金属标准化技术委员会技术归口，计划要求2011年完成修订任务，标准计划编号20091080-T-610。 为保证标准的编制水平，中铝沈阳有色金属加工有限公司成立了标准编制小组，进行了全面的市场调研，并以函件的形式向同行业广泛征询修订意见及相关技术数据，全面准确地了解铜加工行业近几年的发展动态。标准修订过程中经过多次征询意见，2010年2月形成了该标准讨论稿，四月武夷山会议及八月呼和浩特会议两次讨论后，标准稿经过较大调整，于2011年3月形成标准送审稿。 1.我国加工铜及铜合金化学成分标准修订历程及牌号的发展概况。 我国的《铜及铜合金化学成分和产品形状》标准最早是仿效前苏联“ΓΟＣΤ”标准形式，制订了YB145～148—65，1971年进行第一次修订为YB145～148-71、1985年第二次修订为GB5231～5235—85，2001年修订为GB/T5231-2001。几次修订后其中元素控制范围水平不低于发达国家水平，但其模式和系列化程度都没有突破性提高。 纳入原国家标准GB/T 5231－2001的变形铜及铜合金牌号一共有111个，其中紫铜9个，黄铜43个，青铜41个，白铜18个。但是各加工企业实际生产的牌号远不止这些，据不完全统计，近10年来申请专利的新型合金就达70余个，而各个公司、院所研究开发的新型铜合金更数倍于此，达1000个以上。随着专业化生产趋势的不断发展，合金系列化程度在迅速提高，铜合金材料的成份细化分类已成必然趋势，为适应下游用户不同生产线工艺条件的要求，个性化，精密化产品越来越多，相比10年前有了很大的变化。 本标准合金牌号达到201个（美国2009年11月18日最新公布合金牌号为397个），基本上纳入了近10年来新开发研制的热点新合金牌号，新增电子铜银合金、引线框架材料、弥散强化铜合金、高强高导铜铬、铜铬锆合金、高速轨道交通接触线及受电弓用铜合金、无铅易切削铜合金系列、海水淡化用铜合金、高耐磨铜合金等。 而且合金系列化程度显著提高，尤其是铜银系合金，铜铬系合金，铜锡系合金、铅黄铜，锌白铜，系列化程度较原国标有大幅度的提高，部分合金系的系列化程度已接近美国ASTM标准。 例如，铅黄铜，为了适应不同用户的车削条件（车速和润滑方法），将铅含量的范围细分，从而衍生出多个新合金牌号。本标准草案新增8个铅黄铜合金牌号，加上原国标中已经纳入的合金牌号11个，共19个合金牌号，含铅量上限最高值4.5，最低下限值0.05,细化程度极高。美国2009年11月18日最新公布
铜和铜合金的基础知识 铜合金（copper alloy ）以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。纯铜呈紫红色﹐又称紫铜。纯铜密度为8.96﹐熔点为1083℃﹐具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性。主要用于制作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。常用的铜合金分为黄铜﹑青铜﹑白铜3大类。 黄铜以锌作主要添加元素的铜合金﹐具有美观的黄色﹐统称黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低於36％的黄铜合金由固溶体组成﹐具有良好的冷加工性能﹐如含锌30％的黄铜常用来制作弹壳﹐俗称弹壳黄铜或七三黄铜。含锌在36～42％之间的黄铜合金由和固溶体组成﹐其中最常用的是含锌40％的六四黄铜。为了改善普通黄铜的性能﹐常添加其他元素﹐如铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑硅﹑铅等。铝能提高黄铜的强度﹑硬度和耐蚀性﹐但使塑性降低﹐适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性﹐故称海军黄铜﹐用作船舶热工设备和螺旋桨等。铅能改善黄铜的切削性能﹔这种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。 青铜原指铜锡合金﹐后除黄铜﹑白铜以外的铜合金均称青铜﹐并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。锡青铜的铸造性能﹑减摩性能好和机械性能好﹐适合於制造轴承﹑蜗轮﹑齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。铝青铜强度高﹐耐磨性和耐蚀性好﹐用於铸造高载荷的齿轮﹑轴套﹑船用螺旋桨等。铍青铜和磷青铜的弹性极限高﹐导电性好﹐适於制造精密弹簧和电接触元件﹐铍青铜还用来制造煤矿﹑油库等使用的无火花工具。 白铜以镍为主要添加元素的铜合金。铜镍二元合金称普通白铜﹔加有锰﹑铁﹑锌﹑铝等元素的白铜合金称复杂白铜。工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好﹐色泽美观。这种白铜广泛用於制造精密机械﹑化工机械和船舶构件。电工白铜一般有良好的热电性能。锰铜﹑康铜﹑考铜是含锰量不同的锰白铜﹐是制造精密电工仪器﹑变阻器﹑精密电阻﹑应变片﹑热电偶等用的材料。 [编辑本段] 铜合金的分类 铜合金的分类方法有三种: ①按合金系划分
铜及铜合金板带材的生产工艺 铜及铜合金板带材是重有色金属中应用最广的一类，其生产方法，根据合金的具体特性、产品规格范围、产品性能要求与技术设备条件的不同而不同。目前根据国内外实际的生产情况，生产方法大致有以下几种； (1)半连续铸锭加热-热轧-冷轧法。此法是最成熟的传统生产方法，应用最广。它适宜于大规模生产，且不受合金牌号限制，除生产带材和成卷轧制横切薄板之外，还适宜于生产不同厚度与宽度的中厚板材。 (2)水平连续铸造卷坯-成卷冷轧法。此法也属于现代化铜板带材生产方法，但在生产规模、合金牌号、产品宽度上都有一定的局限性，在产品厚度上仅适宜于生产带材与宽度不大的薄板材。 (3)块状铸坯-冷轧与挤压坯料-冷轧法。此种方法已在工业发达国家有所见，但由于其适用品种有限，因此使用还不广。 前两种进行比较，主要差异在于后一种方法省去了铸锭加热与热轧工序，因而生产周期短、生产效率高以及节约能耗等优点，但该方法由于生产规模、合金品种以及产品规格上的限制，其适用性远不如第一种方法。半连续铸锭加热-热轧-冷轧工艺被广泛应用在铜及铜合
金板带材生产，其最先进的生产过程是：大容量电炉熔炼和立式半连续铸造方法铸锭，在轧机允许的情况下，采用单重几吨到几十吨的锭坯进行热轧开坯，热轧后进行坯料
铜及铜合金的熔炼工艺特性及操作要点 铜及铜合金的熔炼是什么？铜及铜合金的熔炼工艺特性是什么？操作要点又有哪些呢？首先来看熔炼定义：熔炼是铸造生产工艺之一。将金属材料及其它辅助材料投入加热炉溶化并调质，炉料在高温(1300～1600K)炉内物料发生一定的物理、化学变化，产出粗金属或金属富集物和炉渣的火法冶金过程。炉料除精矿、焙砂、烧结矿等外，有时还需添加为使炉料易于熔融的熔剂，以及为进行某种反应而加入还原剂。此外，为提供必须的温度，往往需加入燃料燃烧，并送入空气或富氧空气。粗金属或金属富集物由于与熔融炉渣互溶度很小和密度差分为两层而得以分离。富集物有锍、黄渣等，它们尚须经过吹炼或其他方法处理才能得到金属。 铜及铜合金的熔炼图1 常见铜及铜合金的熔炼工艺特性及操作要点： 黄铜熔炼工艺特性及操作要点： 1）锌的除气和脱氧性能很好，操作中加入脱氧剂铜-磷的目的，主要是改善合金的流动性； 2）含锌大于20％的黄铜，一般可按喷火次数作为实际出炉依据； 3）尽量低温加锌，高温捞渣，以减少熔炼损耗； 4）以冰晶石作熔剂的合金，冰晶石加入量约为炉料重量的0.1％； 5）铁以Cu-Fe或Al-Fe中间合金加入，易氧化元素如砷、铍等与铜制成中间合金加入。
青铜熔炼工艺特性及操作要点： 1）青铜宜采用中频感应电炉熔炼，硅砂或镁砂炉衬，但用有芯感应炉熔炼铝青铜时，最好使用中性或碱性炉衬； 2）硅青铜、锡锌铅青铜吸气性强，应使用煅烧木炭作覆盖剂，装料后立即加入足够木炭，直到浇铸完毕不再向炉内添加木炭。 铜及铜合金的熔炼图2 白铜熔炼工艺特性及操作要点： 1）白铜宜采用工频或中频感应电炉熔炼，硅砂或镁砂炉衬； 2）为提高普通白铜的热塑性，可加入钛、锆作变质剂。 3）装料时如炉内残留铜水过少，镍、铁不易熔化时，允许先加入少量紫铜以加速熔化。 镍和镍合金熔炼工艺特性及操作要点： 1）镍和镍合金采用中频或高频感应电炉熔炼，高铝砂或镁砂炉衬； 2）为提高纯镍和镍合金的热塑性，细化晶粒，可加入少量钛作变质剂，在炉料全部熔化后加入； 3）加炭脱氧时，可用小块木炭慢慢加于液面，一次加入过多或过快易造成金属液上涨，甚至外溢。木炭加入量视木炭与金属液反应情况而增减； 4）加镁脱氧时，镁用镍片包住，迅速插入金属液中。也可采用镍镁中间合金作脱氧剂。
表3铜及铜合金数字代号编号范围
S----砂型铸造; J----金属型铸造; R----熔模铸造; K----壳型铸造; Y----压力铸造; L1----离心铸造; La----连续铸造; B----变质处理; F---铸态; T1----人工时效; T2----退火; T4---淬火+自然时效; T5----淬火和不完全时效; T6----淬火和完全时效; T7----淬火和稳定回火; T8----淬火和软化回火; 4. 铸造铜合金的主要化学成分及机械性能(表4, 表5 ,表6),
5.4. 炉料计算程序;(铝合金和铜合金); 5.4.1.明确熔炼任务. 5.4.1.1根据所需合金要求选定配料成分. 5.4.1.2所需合金液的重量,(每坩锅熔炼合金重量) 5.4.1.3所用炉料的成分和回炉料用量,(包括中间合金) 5.4.2明确元素的烧损E,即各元素的烧损量%. 5.4.3计算(包括烧损)100公斤炉料各元素的需要量Q, Q=a/(1-E) (公斤) α-合金中计算元素成分的百分含量(%), E—元素的烧损量(%) 5.4.4根据熔制合金的实际重量W, 计算各元素的需要量A, A=Q×W/100 (公斤) 5.4.5计算在回炉料中各元素的含量B(公斤), B=G×a (公斤) G—回炉料加入量(公斤), a—回炉料中各元素的含量(%) 5.4.6计算应补加的新元素重量C; C=A-B (公斤) 5.4.7计算中间合金的需要量D; D=C/F (公斤), F—中问合金中元素的百分含量. 5.4.8中间合金中所带入的主要元素计算, (铜合金中的铜,铝合金中的铝) Cu(Al)=D-C
一、铜和加工铜合金的热处理 字体[大][中][小] (一)铜和加工铜合金的退火 1. 再结晶退火 加工硬化可以提高铜和铜合金的强度和硬度，但也降低了材料的塑性和韧性。 冷加工(冷轧、冷冲或冷拔)后的型材(线材、棒材、板材)再作进一步冷变形时将 成为困难。所以，材料冷轧或冷拔的过程中，一道与一道之间须进行再结晶退火，恢复其塑性，以便于冷加工，此类再结晶退火为中间(再结晶)退火。 为了改善材料的组织，且使材料均匀化，以满足使用条件的要求，成品最终要进行一次再结晶退火，即为最终再结晶退火。 通常中间退火时，采取快速升温，装炉量大，温度取上限.从而提高再结晶温度，细化晶粒，缩短加热时间，减少氧化，提高生产率;最终退火，缓慢升温，控 制装炉量，温度取下限，特别是薄壁零件，以保证产品性能均匀。温度控制在±5℃ 之内，退火保温时黄铜为1.5～3h，锡青铜、铝青铜、铍青铜为1～3h。纯铜的 再结晶退火工艺见表9.2-1，加工铜合金再结晶退火工艺见表9.2-2，对于能热处 理强化的铜合金，中间退火后必须缓冷，其他铜合金冷却速度对性能影响不大。 中间退火的温度与预先的冷变形程度、金属的成分、加热速度、原始晶粒尺寸等 有关。加热温度且在再结晶温度以上，温度太低再结晶不完全，但太高又会使晶 粒粗大，使下一道冷加工时，材料表面出现“桔皮”状，这是十分有害的，尤其 在单相材料中。在成形加工量小时，宜采用晶粒细小的坯料，当成形加工量大时，宜采用晶粒粗大的坯料。铜合金再结晶后的力学性能不仅与其成分有关，还与退 火温度及退火前的冷加工量有关，表9.2-3显示了黄铜带材的制造过程与力学性能 的关系。 2. 去应力退火 其作用是去除铸件、焊接件及冷成形件的内应力，以防止零件变形与开裂，也能提高抗蚀性(因零件存在拉应力时，在腐蚀介质中，极易产生应力腐蚀)。去 应力退火也能提高冷成形黄铜、锌白铜、磷青铜的弹性和强度。一般合金去应力 退火保温时间为1～3 h，铍青铜为15～20 min，去应力退火温度见表9.2-2。 3. 一般铜合金弹性材料的强化和热处理 有些铜合金通过冷塑性变形加低温退火来提高其弹性极限，制作弹性元件。 冷塑性变形度愈大，低温退火后的弹性极限提高愈多。一般铜合金弹性材料获得 最好的弹性极限及其应力松弛的低温退火规范见表9.2-4。 表9.2-1 纯铜再结晶的退火温度及保温时间
常用铜合金材料分类及特性 铜合金（copper alloy ）以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。纯铜呈紫红色 ﹐又称紫铜。纯铜密度为8.96﹐熔点为1083℃﹐具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性。 主要用于制作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能 加热装置的平板集热器等导热器材。常用的铜合金分为黄铜﹑青铜﹑白铜3大类。 黄铜以锌作主要添加元素的铜合金﹐具有美观的黄色﹐统称黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低於36％的黄铜合金由固溶 体组成﹐具有良好的冷加工性能﹐如含锌30％的黄铜常用来制作弹壳﹐俗称弹壳黄铜或七三黄 铜。含锌在36～42％之间的黄铜合金由和固溶体组成﹐其中最常用的是含锌40％的六四黄铜。 为了改善普通黄铜的性能﹐常添加其他元素﹐如铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑硅﹑铅等。铝能提高黄铜的强 度﹑硬度和耐蚀性﹐但使塑性降低﹐适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。锡能提高黄铜的强度和 对海水的耐腐性﹐故称海军黄铜﹐用作船舶热工设备和螺旋桨等。铅能改善黄铜的切削性能﹔这 种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。 青铜原指铜锡合金﹐后除黄铜﹑白铜以外的铜合金均称青铜﹐并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。锡青铜的铸造性能﹑减摩性能好和机械性能好﹐适合於制造轴承﹑蜗轮﹑齿 轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。铝青铜强度高﹐耐磨性和耐蚀性好﹐用 於铸造高载荷的齿轮﹑轴套﹑船用螺旋桨等。铍青铜和磷青铜的弹性极限高﹐导电性好﹐适於制 造精密弹簧和电接触元件﹐铍青铜还用来制造煤矿﹑油库等使用的无火花工具。 白铜以镍为主要添加元素的铜合金。铜镍二元合金称普通白铜﹔加有锰﹑铁﹑锌﹑铝等元素的白铜合金称复杂白铜。工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。结构白铜的特点是机械性 能和耐蚀性好﹐色泽美观。这种白铜广泛用於制造精密机械﹑化工机械和船舶构件。电工白铜一 般有良好的热电性能。锰铜﹑康铜﹑考铜是含锰量不同的锰白铜﹐是制造精密电工仪器﹑变阻器 ﹑精密电阻﹑应变片﹑热电偶等用的材料。 铜及铜合金牌号对照表 CONVERSION TABLE OF GRADES FOR COPPER & ITS ALLOYS
铜及铜合金 铜合金的制造 铜合金材料在运用于连接器的加工过程中，先是被加工成为薄片状的板材，然后切成条带形状以适应后面的冲压过程的需要。线材同样应用于连接器中，但是在端子组件和其他类型的连接器中这样的材料应用得很少。 图4.1描述了一个典型的薄板和条带铜合金的制造流程。此外在参考书目3中可以得到更详细的描述。合金线材以同样的方式制造但具有几个显著的特点：热挤压，轧制，和通过冲模的拉拔以改变热轧制和冷轧制在板材中的应用，以及退火处理过程经常用于这种产品。 连接器技术之4.1.1 铜合金的制造 溶炼和铸造铜合金是最先用于可回收的商业应用的金属之一，这是因为工业上能用经济的办法将铜合金中的杂质维持在一个较低的水平。溶炼常用于电溶炉之中而少见于铜合金在真空和惰性气体下的溶炼和铸造过程中。碳层能提供一足够的保护。此外，利用真空或特殊的空气环境将会很大的增加合金制造的成本。 氢、氧和碳的污染影响由溶炼过程和热力学方法来平衡其溶炼层进行控制，其中氢能溶解于铜，氧能与铜和一些合金元素形成氧化物，而碳能与有碳化物组分的合金起反应。溶炼控制包括纯电解阴极铜和有选择的兼容合金碎屑。当一些纯组分如镍、锡、硅或起支配作用的合金如磷、铍、和铬合金组分增加时，都会引起合金成份改变。 板材锻造的制造过程是从不连续的铸造成大矩形横截面金属锭或薄铸片开始的。前述大金属锭的典型尺寸为约150 毫米厚，300 到900 毫米宽，并且经过热轧制处理以有效的减少其厚度并消除在铸造过程中残余的铸造微片。另一种铸造方法是薄铸片(常用于窄条状铸造材料)，其典型的尺寸是约15 毫米厚，150 到450 毫米宽，这些薄铸片将直接转到冷轧过程之中。选择条形铸造是基于经济上的考虑因素(热研磨需要较高的资金成本)以及合金的特性(一些铜合金不容易在热条件下工作)。 前述半连续且大的金属锭在铸造过程中垂直利用一个中空水冷的铜模，在开始时此铜模的下底部被封住。溶化的金属实际上并未象图4.1中所示的直接进入溶模。此溶化的金属通过一流槽及分配系统进入溶模，分配系统能通过一陶制阀系统控制金属的流量。底关闭部从溶模中降低，此时形成一稳定的固体外壳以容纳溶化的金属。铸造将继续进行直到一直冷(DC)金属锭形成以足够热轧制的长度。直冷(DC)金属锭处理的经济上的优点是几个金属锭可当溶炉中的溶化金属加入相邻的溶模时同时形成。此外接着通过热轧制在厚度方面的分离是一个快速有效的方法，尽管在轧制以前要经过重新加热。 水平方向进行的条状铸造将会产生呈盘旋状的薄片，此薄片的厚度是与冷轧中第一次分离的轧磨容易相配合的。薄片在制造中被切成盘旋状而不影响其铸造过程。铸造后的表面将会重新研磨加工以形成高的表面精度。锡青铜大多数情况下用于条状加工是因为其较差热环境下
银铜合金标准编制说明 一、工作简况 1、计划来源及要求 该规范是根据中色协综字[2007]237号《关于下达2007年第二批有色金属国家标准制（修）订项目计划的通知》进行制订，计划编号：20079158-T-610，由中国振华（集团）新云电子元器件有限责任公司（国营第四三二六场）负责制订，要求在2009年4月完成标准审定。 本标准主要起草人：王安玖、蒋春强、梁正书、朱强、马强、肖毅等。 2、编制过程 标准编制组对钽电容器外壳用银铜合金的使用情况、要求进行调研后，编写了银铜合金标准（项目名称原为《银材》，经初审后标准名称确定为《银铜合金》）征求意见稿。标准征求意见稿发送与贵研铂业、北京有研亿金等等单位征求意见，经过多次讨论，形成一致意见，于2008年9月初完成标准初审稿。标准初审稿于9月中旬完成初审，目前标准组根据初审意见或建议，正在进一步完善中。 二、制定原则 1、银铜合金材料主要应用于制造钽电容器的外壳。一直以来银铜合金材料的技术要求都是由钽电容器厂家提出，由指定厂家生产。不同的钽电容器厂家对银铜合金材料的技术要求差别较大，因而给银铜合金材料的生产造成不便。为了方便银铜合金材料厂的生产，钽电容器用外壳质量的稳定，将钽电容器外壳用银铜合金材料的技术要求、检验项目、试验方法、标志及包装等制定统一标准。 2、目前国际上还没有钽电容器外壳用银铜合金材料专用标准，因此该国家标准的制订对银铜合金材料技术水平的提高将起到推动作用。本标准对用户的各种要求进行了分析评价，充分考虑了标准的先进性、适用性和可操作性。 3、本标准严格按照GB/1.1-2000《标准化工作导则》进行编制，按照范围、规范性引用文件、要求等内容的顺序进行编写，内容规范。通过该标准的制订，既能体现生产方的技术水平，又能满足使用方的技术要求。 三、主要技术内容说明 1、规定了合金材料的两种主体金属和四种微量金属的含量要求。
安博科铜合金加工建议 概述 安博科铜合金加工建议是来源于安博科公司的金属加工厂的大量试验，它符合大多数客户的加工要求。 基本上安博科铜合金是容易加工的。而对于 Ampco 21、22、25和26，它们具有工具钢般的高的硬度但延展性较低，加工时需要特别注意，不当的处理会导致材料破裂。 由于切削速度大小很大程度上受使用的刀具、机床的刚性和稳定性以及冷却液、润滑液的影响，为此，这里推荐的用于安博科合金的加工速度是参照加工1.7225钢（DIN 42Cr Mo4）使用的加工速度的相对值，请参考下面表格。 德国 英国 美国 意大利 日本 法国 西班牙 W-Nr DIN BS970 AISI/SAE UNI JIS AFNOR UNE 1.7225 42CrMo4 709M40 708M40 4140 4142 42CrMo4 G40CrMo4 SCM440(H) SNB7 42CD4 42CrMo40 F.8332 F.8232 例如，Ampco 18的切削速度为130 %，指的是，在相同的切削深度和进给量的情况下，可以以高出切削1.7225钢30%的速度加工Ampco18。这同时适用于传统的机床，数控机床和高速加工中心。 足够的机床刚性，理想的散热系统，合适的加工刀具配置等条件对合金的加工起重要作用，尤其对于具有较高硬度的Ampco 合金。 请注意，用于较高硬度的合金加工的刀具的使用寿命会有一定的缩短。 通常，对于Ampco 21以上的硬度较高的合金，车削加工方向应从材料的边缘往里进行或者预先在边上加工大的45o倒角。否则，会造成材料边角崩裂。 加工刀具 对于所有的安博科铜合金，切削后角应当为6°。加工Ampco 系列铜合金的过程中，尤其对于硬度较高的Ampco M4，21，22，25，26，冷却比润滑更为重要。建议使用水溶性的润滑冷却液，其中通常包含5%到10%的冷却润滑剂 。对于有高精度要求的零件，建议安排粗加工，并且保证粗加工后放置48小时以上再进行精加工。当零件的公差要求小或者零件是薄板的情况下，应当安排去应力退火，退火安排在粗加工 材料 布氏硬度 HB 30/10 切削速度 1.7225 (DIN 42 Cr Mo 4) 最大值 250 100 % Ampco 8 109 - 124 125 % Ampco 18 159 - 183 130 % Ampco M4 270 - 305 120 % Ampco 21 285 - 311 115 % Ampco 22 321 - 352 110 % Ampco 25 356 - 394 100 % Ampco 26 395 - 450 75 % Ampcoloy 940,95,972 180 - 255 125 % Ampcoloy 83 340 - 390 100 % Ampcoloy 88 260 - 280 120 %