【銅的種類】銅的種類及用(yong)途 純(chun)銅和(he)黃銅的區別
銅的的分類,特性和一般用途
一、常見分類:
黃(huang)銅(tong)是由銅(tong)和鋅所組成(cheng)的(de)合金(jin)
白(bai)銅是銅和鎳(nie)的合金
青銅是銅和除了鋅和鎳以外的元素形成的合金,主要有錫青銅,鋁青銅等
紫銅是銅含量很高的銅,其它雜質總含量在1%以下。
1、紫銅
紅銅即純銅,又名紫銅,純銅密度為8.96,熔(rong)點為1083℃。具有(you)很(hen)好的(de)導(dao)電(dian)性(xing)和導(dao)熱性(xing),塑性(xing)極好,易(yi)于熱壓和冷壓力加(jia)工,大量(liang)用于制造電(dian)線、電(dian)纜、電(dian)刷、電(dian)火花(hua)專用電(dian)蝕銅等要求導(dao)電(dian)性(xing)良好的(de)產(chan)品。
因呈紫紅色而得名。它不一定是純銅,有時還加入少量脫氧元素或其他元素,以改善材質和性(xing)能(neng),因(yin)此也(ye)歸(gui)入銅(tong)(tong)合金。中國紫(zi)銅(tong)(tong)加工材按(an)成(cheng)分(fen)可分(fen)為:普通(tong)紫(zi)銅(tong)(tong)(T1、T2、T3、T4)、無氧銅(TU1、TU2和高純、真(zhen)空無氧銅(tong)(tong))、脫氧銅(tong)(tong)(TUP、TUMn)、添加少量合金元素的特(te)種銅(tong)(砷銅(tong)、碲(di)銅(tong)、銀銅(tong))四類(lei)。
紫銅的電導率和熱導率僅次于銀,廣泛用于制作導電、導熱器材。紫銅在大氣、海水和某些非氧化性酸(鹽酸、稀硫酸)、堿、鹽溶液及多種有機酸(醋酸、檸檬酸)中,有良好的耐蝕性,用于化學工業。另外,紫銅有良好的焊接性,可經冷、熱塑性加工制成(cheng)各(ge)種半成(cheng)品和成(cheng)品。20世紀(ji)70年代,紫銅的產量(liang)(liang)超過(guo)了其他各類(lei)銅合金的總產量(liang)(liang)。
紫銅中的微量雜質對銅的導電、導熱性能有嚴重影響。其中鈦、磷、鐵、硅等顯著降低電導率,而鎘、鋅等(deng)則(ze)影響很(hen)小。氧、硫、硒、碲等(deng)在(zai)銅(tong)中(zhong)的固溶度很(hen)小,可(ke)與銅生成脆性(xing)化合物,對導電性影響不大,但能降低加工塑性。普(pu)通紫(zi)銅(tong)在含氫或一氧(yang)(yang)化碳的(de)還原性氣氛中加熱時,氫或一氧(yang)(yang)化碳易與晶(jing)界(jie)的(de)氧(yang)(yang)化亞銅(tong)(Cu2O)作用,產(chan)生高壓水蒸(zheng)氣或二氧化碳(tan)氣體,可使銅破裂。這(zhe)種現象常稱為(wei)銅的(de)"氫病"。氧對銅的焊接(jie)性(xing)有害。鉍或鉛與銅生(sheng)成(cheng)低熔點共晶,使銅產生(sheng)熱(re)脆;而脆性(xing)的鉍呈薄(bo)膜(mo)狀(zhuang)分布在晶界時,又使銅產生冷(leng)脆。磷能顯著(zhu)降低銅的導(dao)電性,但可提高(gao)銅液(ye)的流動性,改善(shan)焊接(jie)性。適量(liang)的鉛、碲、硫等(deng)能(neng)改善(shan)可切削(xue)性。
2、黃銅
以鋅作主要添加元素的銅合金,具有美觀的黃色,統稱黃銅。銅鋅二元合金稱普通黃銅或稱簡單黃銅。三元以上的黃銅稱特殊黃銅或稱復雜黃銅。含鋅低於36%的(de)黃銅合金由(you)固溶體組成,具有良好的(de)冷加工(gong)性能,如含(han)鋅30%的(de)黃(huang)銅常用來制作彈殼,俗稱彈殼黃(huang)銅或七三黃(huang)銅。含鋅(xin)在36~42%之間的黃(huang)銅(tong)合(he)金(jin)由(you)和固溶體組成,其中最常用的是含鋅40%的六四黃(huang)銅。為了改(gai)善普通黃(huang)銅的性(xing)能,常添(tian)加其他(ta)元素,如鋁、鎳、錳、錫、硅、鉛等。鋁能提高黃(huang)銅的強度、硬(ying)度和耐蝕性(xing),但使(shi)塑性(xing)降低,適合作海輪冷凝管及其他(ta)耐蝕零件(jian)。錫能提高黃(huang)銅的強(qiang)度和(he)(he)對海(hai)水的耐腐性(xing),故稱海(hai)軍黃(huang)(huang)銅,用(yong)作船舶熱工設備(bei)和(he)(he)螺旋槳(jiang)等。鉛能改善(shan)黃(huang)(huang)銅的切削(xue)性(xing)能;這種(zhong)易切削(xue)黃(huang)(huang)銅常用(yong)作鐘(zhong)表零件。黃(huang)(huang)銅鑄(zhu)件常用(yong)來制作閥門和(he)(he)管道(dao)配件等。
最簡單的黃銅是銅-鋅二(er)元合金(jin),稱(cheng)為(wei)簡單黃銅或普通黃銅,改變黃銅中鋅的含(han)量可(ke)以(yi)得到(dao)不同機(ji)械性(xing)能的黃銅。黃銅中(zhong)鋅的含量越(yue)高,其強度也較高,塑(su)性(xing)稍低。工業(ye)中(zhong)采(cai)用的黃銅含鋅量不超(chao)過45%,含鋅量再高將會產生脆性,使(shi)合金性能變壞。在(zai)黃銅中加1%的錫能(neng)顯(xian)著改善黃(huang)銅的抗海(hai)水(shui)和海(hai)洋大氣腐蝕的能(neng)力,因(yin)此稱為"海軍黃銅"。錫能改(gai)善(shan)黃(huang)(huang)銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)切削加(jia)工性能。鉛黃(huang)(huang)銅(tong)(tong)(tong)即我們通常所說的(de)(de)易削國標銅(tong)(tong)(tong)。加(jia)鉛的(de)(de)主要目的(de)(de)是(shi)改(gai)善(shan)切削加(jia)工性和提高耐磨性,鉛對黃(huang)(huang)銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)強度影響不大。雕刻銅(tong)(tong)(tong)也是(shi)鉛黃(huang)(huang)銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)一種。多(duo)數黃(huang)(huang)銅(tong)(tong)(tong)具有良好色澤、加(jia)工性、延展性,易于電鍍或涂(tu)裝(zhuang)。
黃銅又分:
1)普通黃銅
它是由(you)銅和鋅組成(cheng)的合金。
當含鋅量小于39%時,鋅能溶于銅內(nei)形(xing)成單(dan)相a,稱單(dan)相黃銅,塑性好,適于冷熱加(jia)壓加(jia)工。當(dang)含鋅量(liang)大(da)于39%時,有a單相(xiang)還有以銅(tong)鋅為基的b固溶體(ti),稱雙相(xiang)黃銅,b使(shi)塑性小(xiao)而抗拉(la)強度上升,只適于熱壓(ya)力加工(gong)。
代號用"H+數字"表示,H表示黃銅,數字表示銅的質量分數。如H68表示含銅量為68%,含鋅量為32%,的黃銅,鑄造黃銅則在(zai)代號前(qian)"Z"字,如ZH62。
H90、H80單相(xiang),金黃(huang)色,故有金色共稱(cheng)之(zhi),稱(cheng)為鍍層,裝飾(shi)品(pin),獎章(zhang)等(deng)。
H68、H59屬于雙相(xiang)黃銅,廣泛(fan)用于電器上(shang)的(de)結構件,如螺(luo)栓,螺(luo)母,墊圈、彈(dan)簧等。
一般情(qing)況下,冷變形加工(gong)用單相黃(huang)銅熱變形加工(gong)用雙相黃(huang)銅。
2)特殊黃銅
在普通黃銅中加入其它合金元素所組成的多元合金稱為黃銅。常加入的元素有鉛、錫、鋁等,相應地可稱為鉛黃銅、錫黃銅、鋁黃銅。加合金元素的目的。主要是提高抗拉強度改善工(gong)藝性。
代號:為"H+主(zhu)加元素(su)符號(除鋅外)+銅的(de)質量分數+主(zhu)加元素(su)質量分數+其它元素(su)質量分數"表示。
如:HPb59-1表示銅的(de)質量分數為59%,含主加元素鉛的質量分數為(wei)1%,余(yu)量為鋅的(de)鉛黃銅。
3、白銅
以鎳為主要添加元素的銅合金。銅鎳二元合金稱普通白銅;加有錳、鐵、鋅、鋁等元素的白銅合金稱復雜白銅。工業用白銅分為結構白銅和電工白銅兩大類。結構白銅的特點是機械性能和耐蝕性好,色澤美觀。這種白銅廣泛用於制造精密機械、化工(gong)(gong)機械和船舶(bo)構件。電(dian)工(gong)(gong)白(bai)銅(tong)一般有良(liang)好(hao)的熱電(dian)性能(neng)。錳銅(tong)、康銅(tong)、考銅(tong)是(shi)(shi)含(han)錳量(liang)不(bu)同(tong)的錳白(bai)銅(tong),是(shi)(shi)制造(zao)精(jing)密電(dian)工(gong)(gong)儀器(qi)、變(bian)阻(zu)器(qi)、精(jing)密電(dian)阻(zu)、應(ying)變(bian)片(pian)、熱電(dian)偶等用的材(cai)料。
4、青銅
原指銅錫合金,后除黃銅、白銅以外的銅合金均稱青銅,并常在青銅名字前冠以第一主要添加元素的名。錫青銅的鑄造性能、減摩性能好和機械性能好,適合於制造軸承、蝸輪、齒輪等。鉛青銅是現代發動機和磨床廣泛使用的軸承材料。鋁青銅強度高,耐磨性和耐蝕性好,用於鑄造高載荷的齒(chi)輪、軸套(tao)、船用螺旋槳等。鈹(pi)青銅(tong)和磷青銅(tong)的彈(dan)性(xing)極限高,導電性(xing)好,適於制(zhi)造精密彈(dan)簧和電接觸元件,鈹(pi)青銅(tong)還(huan)用來制(zhi)造煤礦、油(you)庫(ku)等使用的無火花工(gong)具(ju)。
代號:表示方法為"Q+主加元素符(fu)號及質量分(fen)數+其它元素的質量分(fen)數"所組成。鑄造產品則在代號前加"Z"字,
如:Qal7表示(shi)含鋁為5%,其余(yu)為銅(tong)的鋁青銅(tong)ZQsn10-1表示含錫量為10%,其它合金(jin)元(yuan)素(su)含量為(wei)1%,余(yu)量為(wei)銅的的鑄造錫青銅。
青銅又可分為錫青銅和特殊青銅(即無錫青銅)兩類。
(1)是由錫為主加元素的銅錫合金,也稱為錫青銅
當含錫量小于5~6%,錫溶于(yu)銅中形成a固溶體(ti),塑(su)性(xing)上(shang)升(sheng),當含錫量(liang)大于(yu)5~6%時(shi),由于出現了(le)Cu31sb8為基(ji)的固(gu)溶(rong)體,抗拉強(qiang)度下降(jiang),所以秤的錫(xi)(xi)青(qing)銅(tong)含(han)錫(xi)(xi)量大多在3~14%之間(jian),當含錫量小于5%,適用(yong)于冷變形加(jia)工,當含錫量(liang)為5~7%時的(de)適用于熱變(bian)形加工。當含錫(xi)量大于10%時(shi),適用于鑄(zhu)造。
由于a與&電極電位(wei)相近,且成分中的錫氮化后(hou)生(sheng)成致密的二氧化錫薄膜,耐(nai)(nai)(nai)大氣、耐(nai)(nai)(nai)海水等的耐(nai)(nai)(nai)蝕性(xing)上升,只是耐(nai)(nai)(nai)酸性(xing)較差。
因為(wei)錫青銅結晶(jing)溫(wen)度范圍較寬,流(liu)動性差(cha),不(bu)易形成(cheng)集中縮(suo)孔,而(er)易形成(cheng)枝晶(jing)偏析和分散縮(suo)孔,鑄造收(shou)縮(suo)率(lv)小,有利(li)于(yu)得尺寸極接近于(yu)鑄型的
鑄(zhu)件,所以適(shi)于鑄(zhu)造(zao)形狀復雜。壁厚較大的(de)條件,而不(bu)適(shi)宜鑄(zhu)造(zao)要求致密度高(gao)和密封性好(hao)的(de)鑄(zhu)件。
錫青銅有(you)良好的(de)減摩性(xing)(xing)(xing),抗磁(ci)性(xing)(xing)(xing)及低溫韌性(xing)(xing)(xing)。
錫青銅按生(sheng)產方(fang)法可分為壓(ya)力加工錫青銅與鑄(zhu)造(zao)錫青銅兩(liang)大類(lei)。
A、壓力加工錫青銅
含錫量一般小于8%,宜冷熱(re)壓力加(jia)工成板(ban)|、帶、棒、管等型材供應,經加工硬化(hua)后,其抗拉強(qiang)度(du)、硬度(du)上升、而塑性(xing)(xing)下降。再退火后可保持較高抗拉強(qiang)度(du)下改善塑性(xing)(xing)、尤其是獲得高的彈性(xing)(xing)極限。
適制儀(yi)表上要求耐蝕及耐磨件,彈性件,抗(kang)磁件及機器中滑動軸承,軸套等(deng)
常用的有Qsn4-3 Qsn6.5~0.1。
B、鑄造錫青銅
以鑄錠供應,由鑄造車間鑄成鑄件使用,適宜鑄造形狀復雜但致密度要求不高的鑄件,如滑動軸承、齒輪等。常用的有ZQsn10-1 ZQsn6-6-3。
(2)特殊青銅
加入其它元素以取代錫,或為無錫青銅,多數特殊青銅都比錫青銅具有更高的機性,耐磨性與耐蝕性,常用的有鋁青銅(QAL7 QAL5)鉛青銅(tong)(ZQPB30)等。
以鎳為主要添加元素的銅基合金呈銀白色,稱為白銅。鎳含量通常為10%、15%、20%,含量越(yue)高,顏色(se)越(yue)白(bai)。銅鎳二元(yuan)合金稱普通白(bai)銅,加錳、鐵、鋅(xin)和(he)鋁(lv)等元(yuan)素的銅鎳合金稱為復雜白(bai)銅,純銅加鎳能顯(xian)著提高強度、耐蝕性、電阻和(he)熱(re)電性。工業用白(bai)銅(tong)根(gen)據性能特點和(he)用途不同分為結構(gou)用白(bai)銅(tong)和(he)電工用白(bai)銅(tong)兩(liang)種(zhong),分別滿(man)足(zu)各種(zhong)耐蝕和(he)特殊的電、熱(re)性能。
二、辨別:
白銅、黃銅、紅銅(也稱為"紫銅")、青銅(青灰(hui)(hui)色(se)或者灰(hui)(hui)黃色(se))是從顏色(se)上區別的(de)。
其中白銅、黃銅極易區分;紅銅是純銅(雜質<1%)、青銅(其他合(he)金(jin)成分5%左(zuo)右)稍(shao)難以區(qu)別。未氧化時,紅銅色澤較青銅亮,青銅略帶青色或黃色偏暗(an);氧化后(hou),紅銅變為(wei)黑色,青銅則位青綠色(多(duo)水的(de)有(you)害(hai)氧化)或者巧克力(li)色(se)。
銅及銅合金的分類和焊接特點
(1)純(chun)銅(tong):純(chun)銅(tong)常被稱作(zuo)紫銅(tong)。它(ta)具有(you)良好的導(dao)電性(xing)、導(dao)熱性(xing)和耐蝕性(xing)。純(chun)銅(tong)用字母(mu)+T}}(銅)表示,如Tl,T2,T3等。氧的含量極低,不大于0.O1%的純(chun)銅稱為無氧銅,用(yong)TU(銅(tong)無)表示,如TU1、TU2等。
(2)黃銅:以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。黃銅用+H;(黃)表示如H80、H70,H68等。
(3)青(qing)(qing)銅(tong):以前把銅(tong)與錫的(de)合(he)金稱(cheng)作(zuo)青(qing)(qing)銅(tong),現在則把除了黃銅(tong)以外的(de)銅(tong)合(he)金稱(cheng)作(zuo)青(qing)(qing)銅(tong)。常用的(de)有(you)錫青(qing)(qing)銅(tong)、鋁青(qing)(qing)銅(tong)和敏(min)青(qing)(qing)銅(tong)等(deng)。青(qing)(qing)銅(tong)用"Q,'(青)表(biao)示。
銅及銅合金的焊接特點是:
(1)難熔合及易變形
(2)容(rong)易產生熱裂紋
(3)容(rong)易產(chan)生氣孔
銅及銅合金焊接主要采用氣焊、惰(duo)性(xing)氣體保(bao)護焊、埋弧焊、釬焊等方法。
銅及銅合金導熱性能好,所以焊接前一般應預熱,并采用大線能量焊接。鎢極氫弧焊采用直流正接。氣焊時,紫銅采用中性(xing)焰(yan)(yan)或弱碳化焰(yan)(yan),黃銅則(ze)采用弱氧化焰(yan)(yan),以防止鋅的蒸發。