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铜合金化学成分

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1 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

2 的铅黄铜合金牌号为23个，可见本标准草案铅黄铜的合金系列化程度已接近美国。

我国原国标中铅黄铜牌号的细化程度远远落后于国外同类标准，造成对外贸易几乎全部采用国外的标准，给企业采标工作带来很大不便，本标准的修订对于消除贸易壁垒意义重大。

2. 本标准草案与国际先进标准的接轨情况

2.1 等同采用ASTM标准的牌号

本次标准修订特别注重提高标准的整体水平，主要宗旨是实现与国际先进标准的接轨。标准中的部分牌号等同采用了美国ASTM标准，以促进市场的应用及国际间的交流，消除贸易壁垒。对标准中部分原牌号所作的改进，也主要参照国外先进标准，在各牌号成分的确定上基本与国外先进标准保持一致。等同采用美国标准的合金牌号列于下表1：

表1 等同采用ASTM标准的牌号

2.2本标准与国际同类标准对照

考虑到各个国家的不同情况，所以一般国内的牌号也不会原封不动直接照搬国外牌号，都会有些变动。在国外牌号的基础上加严限制某些合金元素形成的一些合金牌号也很多，有些牌号与美标主成分相同，仅本标准牌号 ASTM牌号 本标准牌号 ASTM牌号 本标准牌号 ASTM牌号

TP1 C12000 TMg0.4 C18661 QSi1-2 C64700

TP2 C12200 TCd1 C16200 TCr0.3-0.3 C18135

TU0 C10100 TNi2.4-0.6-0.5 C18000 TCr1 C18200

TTe0.5 C14500 TPb1 C18700 TCr1-0.15 C18150

TTe0.5-0.02 C14510 TFe1.0 C19200 TTi3.0-0.2 C19910

TS0.4 C14700 TFe0.1 C19210 QAl7 C61000

TZr0.15 C15000 TFe2.5 C19400 BFe5-1.5-0.5 C70400

H70A C26130 QSn1.5-0.2 C50500 BFe10-1.5-1 C70610

HPb89-2 C31400 QSn1.8 C50700 B23 C71100

HPb66-0.5 C33000 QSn4-0.3 C51100 TBe0.4-1.8 C17510

HPb62-3 C36000 QSn5-0.2 C51000 HBi60-1.0-0.05 C49260

HPb62-2 C35300 QSn8-0.3 C52100 BZn47-41 C79800

HPb61-1 C37100 TBe0.6-2.5 C17500 BZn43-37 C79860

HPb60-2 C37700 BZn18-18 C75200 BZn18-26 C77000

HAl77-2 C68700 H85 C23000 H66 C26800

3 杂质成分的控制稍有不同。下表所列合金牌号部分与美国合金牌号近似，另一部分是在美国合金牌号基础上改进的合金，还有一些牌号在ISO国际标准或DIN德国标准中有对应的合金牌号。详见表2 。

表2 与国际同类标准对照表

国标牌号GB 美国牌号ASTM 国标牌号

GB 美国牌号

ASTM 国标牌号

GB 美国牌号

ASTM

T2 C11000 HSn70-1 C44300 TCr0.6-0.4-0.05 C18100

TU2 C10200 HSn62-1 C46400 TCr0.5 C18400

TP3 C12210 HSn90-1 C41100 TBe2 C17200

TP4 C12220 HPb63-3 C35600 TBe1.7 C17000

TMg0.5 C18665 HPb62-0.8 C35000 QSi3-1 C65500

TSn0.4 C18835 HPb59-3 C38500 B19 C71000

H96 C21000 HPb59-1 C37710 B25 C71300

H90-0.1 C22000 HSi80-3 C69400 BFe10-1-1 C70600

H90 C22000 HSi75-3 C69300 BFe30-1-1 C71500

H85 C23000 HSi62-0.6 C68350 BFe30-2-2 C71640

H80 C24000 HSi80-3 C69400 BFe16-1-1-0.5 C72200

H70 C26000 HSi75-3 C69300 BZn15-20 C75400

H68 C26200 HSi62-0.6 C68350 QSn6.5-0.1 C51900

H66 C26800 QAl5 C60800 QAl10-5-5 C63280

H65 C27000 QAl9-4 C62300 QAl10-4-4 C63020

H63 C27200 H62 C27400 QSn4-4-4 C54400

国标牌GB ISO 国标牌GB ISO 国标牌GB DIN

BMn43-0.5 CuNi44Mn1 QAl9-2 CuAl9 Mn2 HPb63-0.1 CuZn37Pb0.5

TBe1.9 CuBe2 HAl60-1-1 Cu39-AlFeMn QAl11-6-6 CuAl11Ni6Fe5

QSn7-0.2 CuSn8 HSn60-1 CuZn38Sn1 TMg0.8 CuMg0.7

QSi1-3 CuNi2Si H68A CuZn30As QAl10-3-1.5 CuAl10 Fe3 Mn2

QSn4-3 CuSn4Zn2

3. 标准的具体修订情况：

3.1 标准名称的确定：

本标准草案删掉了有关产品形状部分的内容，因此标准名称修订为《加工铜及铜合金牌号和

4 化学成分》。

3.2 牌号和化学成分的变化

本标准草案对合金体系做了较大调整，新增高铜合金概念，参照美国ASTM标准，定义铜含量在99.3～96.0%之间的合金为高铜合金。原国标中的铬青铜、铍青铜及部分新增加的低合金化的锡青铜，本标准纳入高铜系列，牌号编号方法为：字母T +合金元素+元素含量。

我国的纯铜牌号和成分，一直存在着与国外标准的差异，部分合金牌号的命名比较混乱，为使合金编排更加有序化和与国际先进标准的接轨，本次修订参照美国ASTM标准将铜含量大于等于99.3%的合金定义为纯铜（国内许多材料称之为微合金化合金），原国标中的锆青铜，碲青铜及新增加的多个银铜合金、硫铜合金及镁铜等合金统一编排到纯铜的合金系列。牌号编号方法为：字母T +合金元素+元素含量。

其它合金名称和代号的表示方法符合GB/TXXXX-XXXX《铜及铜合金牌号表示方法》的规定。

3.3 表示方法的变化：本标准对等同采用美国标准的部分合金牌号金属纯度的表示方法进行了调整。

标准中高铜合金、黄铜合金、青铜合金、白铜合金均有成分不作具体规定的余量元素，按照我国铜加工业的生产实际，余量元素均不检测，其成分由铜含量和杂质总和控制。

原国标中有一部分等同采用美国标准的合金采用“铜加所列元素总和大于某极限值”这种表示方式，不列杂质总和。这种表示形式黄铜必须测锌含量，白铜必须测铜含量才能计算所列元素总和，这与我国铜加工业的国情相悖，增加检测任务量，因此，本次修订将原国标中等同采用美国标准的有余量元素的铜合金重新作出规定，采用杂质总和的形式表示，计算方法为：杂质总和＝（1-铜加所列元素总和）+所列杂质元素，其余内容不变。

对于原国标中等同采用美国标准的纯铜和高铜合金仍采用原表示方式不变。

3.4关于无氧铜含氧量的问题

目前，我国无氧铜含氧量规定为0.002%，含氧0.001%以下的无氧铜已经具备规模化生产能力，广泛应用在电力、电器、电子、通讯等行业中制做高端产品组件，例如：光缆、同轴射频电缆、计算机微型散热器，柔性印刷电路板，真空电子管等，上述应用领域均对无氧铜含氧量提出了更高的要求。根据国内生产实际情况及应用领域的实际需求，本标准将无氧铜牌号TU1修订为两个合金牌号：TU1、TU2其氧含量分别调整为0.001%、0.002%，原TU2牌号改为TU3。

3.5 关于黄铜、青铜合金中杂质镍的问题

原国标规定，无对应外国牌号的黄铜、铝青铜、锡青铜（镍为主成分者除外），其镍含量计入铜含量中。由于镍元素在这些合金中不做为杂质元素控制，本标准修订后删掉了关于元素镍的相关规定。

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铜基合金

铜基合金

项目密级:秘密

铜基多元合金的研制与生产

试 验 报 告

KY-KC304-10SB-2003

课题承担单位：冶金新材料研究室

课题结题时间：2003年9月

2

院 长：雷思维（高级工程师）

主 管 院长：刘厚明（高级工程师）

所 长：王开群（高级工程师）

项目负责人：王开群（高级工程师）

项目承担单位主要试验参加人员：

邵传兵：（冶炼助工）

李永琦：（冶炼实验工）

魏建平：（冶炼实验工）

分析 人员： 方彦霞：（分析助工）

王 丽：（分析化验师）

报 告执 笔：邵传兵：（冶炼助工）

审 核：许素敏（高级工程师）

审 定：李宗白（高级工程师）

校 对：李 霞（冶炼工程师）

3 目录

1. 前言…………………………………………………………4

2. 黄铜的基本性能……………………………………………4

3.试验…………………………………………………………5

3.1主要试验设备、原料及添加剂…………………………5

3.2试验要求及指标…………………………………………6

3.3试验过程…………………………………………………6

3.3.1 试验前准备……………………………………………6

3.3.2 试验内容………………………………………………6

3.3.3铸件轧制及初步工业试用结果………………………9

4.存在问题及对策 …………………………………………11

附:铜基多元合金批量生产可行性分析 …………………12

4 1.前言

焊接是现代工业中不可缺少的先进制造技术，现代新技术的发展离不开焊接，焊接技术又得到其他高新技术的支持。随着现代先进制造技术的发展，特别是我国改革开放以来，焊接材料、工艺及焊接设备的研究与应用都有较大的发展。

白银地区是有色金属矿产资源丰富的工矿型城市，有着比较雄厚的产业基础。为了跟上社会发展的步伐，顺应市场需求，西北矿冶研究院决定斥资自筹项目≤铜基多元合金的研制与生产≥，决定利用本地先天优势，开发、研制广泛用于矿山硬岩钻孔用钻头的焊接材料－无铅镉毒害的铜基四元合金焊料。这种焊料具有较高的抗疲劳性能、剪切性能和抗冲击性能，并且制造成本低，可创造较高的经济效益。

铜及其化合物 金属材料

铜及其化合物 金属材料

1 第四节 铜及其化合物 金属材料

一、铜及其重要化合物

1．铜

(1)在自然界中的存在形态。游离态：天然铜。化合态：黄铜矿(CuFeS2)和孔雀石[Cu2(OH)2CO3]。

(2)物理性质：________色，具有金属光泽，具有________性、________性、________性，被广泛应用于电器元件、导线等的制造。

(3)化学性质。

反应物质 化学方程式

非金属 O2 (____色固体)

Cl2 (____色烟)

S (黑色固体)

氧化性酸 浓H2SO4

浓HNO3

稀HNO3

盐 AgNO3

FeCl3

2.氧化铜和氢氧化铜。

物质 氧化铜 氢氧化铜

化学式

状态 ____溶于水的____色固体(粉末) ____溶于水的蓝色固体

化学性质 CuO＋2H＋===__________

CuO＋H2________

CuO＋CO________ Cu(OH)2＋2H＋===_________

Cu(OH)2____________

3.硫酸铜:CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)可作为水的检验依据。

二、合金与金属材料

1．合金

(1)概念:________与其他____________或________形成的具有____________的物质。

(2)特性

①熔点较各成分的熔点____。

②合金比各成分金属具有更好的______、______以及物理、化学和机械加工性能，如耐腐蚀性强、强 2 度大等。

2．金属材料。

(1)黑色金属材料:包括______________及它们的合金。

铜合金分类与化学成分汇总

铜合金分类与化学成分汇总

铜合金分类与化学成分汇总

铜合金是由铜和其他元素混合而成的合金。它们具有良好的物理性能和化学性能，广泛应用于航空、航天、军工、汽车、电子、建筑和制造行业等许多领域。根据其化学成分和性质，铜合金可以分为几个主要类别。以下是一些常见的铜合金分类与其化学成分的汇总。

1.铜-锌合金（黄铜）：黄铜是最常见的铜合金之一，其成分主要是铜和锌。黄铜具有良好的可锻性、良好的导热性和良好的耐腐蚀性。根据黄铜中锌的含量不同，黄铜可以分为多个类别，如α-黄铜（含锌37-45%）、α+β-黄铜（含锌20-36%）和β-黄铜（含锌10-20%）等。

2.铜-锡合金（青铜）：青铜是铜和锡混合而成的合金。它具有高强度、良好的抗腐蚀性和良好的可铸性。青铜常用于制造雕塑、钟表等工艺品。根据青铜中锡的含量不同，青铜可以分为多个类别，如锡青铜（包含锡5-20%）和高锡青铜（包含锡20-40%）等。

3.铜-铝合金：铜-铝合金是铜和铝混合而成的合金。它具有良好的耐热性和强度，能够承受高温和高压环境。铜-铝合金常用于制造发动机零部件、航空部件和汽车零部件等高温应用。

4.铜-镍合金：铜-镍合金是铜和镍混合而成的合金。它具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，广泛应用于制造电子器件、化工设备和海洋工程设备等。根据铜和镍的比例不同，铜-镍合金可以分为多个类别，如70-30铜镍合金和90-10铜镍合金等。

5.铜-铬合金：铜-铬合金是铜和铬混合而成的合金。它具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能，常用于制造电线、电缆和高温设备。铜-铬合金可以细分为多个类别，如铜合金码60和铜合金码132等。 6.铜-硅合金：铜-硅合金是铜和硅混合而成的合金。它具有良好的耐腐蚀性和高温强度，广泛应用于制造涡轮发动机叶片、导航仪器和航空航天部件等高温应用。

除了以上列举的铜合金，还有其他许多不同成分的铜合金，如铜-锶合金、铜-锶-钡合金、铜-锆合金等。这些铜合金根据其成分的不同，在物理性能和化学性能方面具有独特的特点和应用。

高铜合金加工牌号和化学成分

高铜合金加工牌号和化学成分

高铜合金加工牌号和化学成分

高铜合金是一类含有较高铜含量的合金材料。高铜合金具有优异的电导率、导热性能和耐腐蚀性能，在航空航天、电子、电力、医疗等领域具有广泛的应用。下面将介绍几种常见的高铜合金牌号及其化学成分。

1. C17200铬铜合金

C17200合金是一种高强度的高铜合金，含有铜铬镍和其他合金元素。其化学成分为：铜（Cu）98.3%、铬（Cr）1.7%。C17200合金具有优异的耐磨性、电导率和导热性能，广泛应用于电气接触器、电缆接头、弹簧等高要求的电气设备。

2. C17500锰铝青铜

C17500合金是一种富锰铝青铜合金，含有铜、锰、铝和其他少量合金元素。其化学成分为：铜（Cu）96.6%、锰（Mn）3.3%、铝（Al）0.1%。C17500合金具有良好的导电性能、高抗磨性和高耐蚀性，常用于制造高速转子、轴承套和电接触器。 3. C18000镍铝青铜

C18000合金是一种富镍铝青铜合金，含有铜、镍、铝和其他合金元素。其化学成分为：铜（Cu）88%、镍（Ni）9%、铝（Al）3%。C18000合金具有优异的抗热膨胀性、耐蚀性和高耐磨性，常用于航空发动机零部件、火箭发动机喷嘴、汽车零部件等高温、高压和腐蚀环境下的工作部件。

4. C18200锌镍铝青铜

C18200合金是一种富锌镍铝青铜合金，含有铜、锌、镍、铝和其他合金元素。其化学成分为：铜（Cu）97.3%、锌（Zn）2%、镍（Ni）0.7%、铝（Al）0.25%。C18200合金具有良好的机械性能、耐溶剂腐蚀性和高热导性，并且易于加工和焊接。常用于制造海水处理设备、化学工业设备和电子设备中的接地线等。

以上所述的高铜合金只是其中的几种常见牌号，市场上还存在着其他种类的高铜合金。这些高铜合金具有不同的化学成分和性能特点，适用于不同的工业领域。无论是航空航天领域的高温合金，还是电子领域的高导电合金，高铜合金在这些行业都扮演着重要的角色。然而，要有效利用这些高铜合金的性能，对其加工工艺要求较高。在设计和加工过程中，需要考虑到合金的可塑性、热传导性、硬度和耐腐蚀性等因素，以确保最终产品的质量和性能。