【銅(tong)(tong)的種類(lei)】銅(tong)(tong)的種類(lei)及(ji)用途 純銅(tong)(tong)和(he)黃銅(tong)(tong)的區別
銅的的分類,特性和一般用途
一、常見分類:
黃銅是(shi)由銅和鋅(xin)所組成的合金
白銅是銅和(he)鎳的合金
青(qing)銅是銅和除了鋅(xin)和鎳(nie)以(yi)外的(de)元素形成的(de)合金,主要有錫青(qing)銅,鋁青(qing)銅等
紫銅是銅含量很高的銅,其它雜質總含量在1%以(yi)下。
1、紫銅
紅銅即純銅,又名紫銅,純銅密度為8.96,熔(rong)點為(wei)1083℃。具有很好的(de)導(dao)電(dian)(dian)性和導(dao)熱(re)性,塑性極好,易于熱(re)壓和冷(leng)壓力加(jia)工,大量用于制造電(dian)(dian)線、電(dian)(dian)纜(lan)、電(dian)(dian)刷、電(dian)(dian)火花(hua)專用電(dian)(dian)蝕(shi)銅等要求導(dao)電(dian)(dian)性良(liang)好的(de)產品。
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(cai)質和(he)性能,因(yin)此也歸(gui)入銅合金。中國紫(zi)銅加工材按(an)成分可分為:普通(tong)紫(zi)銅(T1、T2、T3、T4)、無(wu)氧銅(TU1、TU2和(he)高(gao)純、真空無(wu)氧(yang)銅)、脫氧(yang)銅(TUP、TUMn)、添加(jia)少量合(he)金元素的(de)特種銅(tong)(tong)(砷銅(tong)(tong)、碲銅(tong)(tong)、銀銅(tong)(tong))四類。
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(jia)工制成各種半成品和成品。20世紀70年代,紫(zi)銅(tong)的(de)產量超過(guo)了其他各類銅(tong)合(he)金的(de)總產量。
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)(deng)則影響很小(xiao)。氧(yang)、硫、硒、碲等(deng)(deng)在銅中的固(gu)溶度很小(xiao),可與銅生(sheng)成脆性(xing)化合物,對導電(dian)性影響不大,但(dan)能降低加(jia)工塑(su)性。普(pu)通紫銅(tong)在含氫(qing)或(huo)一氧(yang)化碳的還原(yuan)性氣氛中(zhong)加(jia)熱(re)時,氫(qing)或(huo)一氧(yang)化碳易與晶界的氧(yang)化亞銅(tong)(Cu2O)作用,產生高壓(ya)水蒸氣或二氧化碳氣體,可使銅破裂(lie)。這種現象常稱(cheng)為銅的"氫病"。氧對銅(tong)的(de)焊接性(xing)有害(hai)。鉍或鉛與銅(tong)生成低熔點共(gong)晶,使銅(tong)產生熱脆;而(er)脆性(xing)的(de)鉍呈(cheng)薄(bo)膜(mo)狀分布在(zai)晶(jing)界(jie)時,又使銅(tong)產生冷(leng)脆。磷能顯著降低(di)銅(tong)的導(dao)電性,但可提高銅液的流動性(xing),改(gai)善(shan)(shan)焊接性(xing)。適(shi)量的鉛、碲、硫等能改(gai)善(shan)(shan)可切削性(xing)。
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)黃銅合金由固溶(rong)體組成,具有(you)良好的(de)冷加工(gong)性能,如含鋅30%的(de)黃(huang)銅(tong)常用來制作彈殼,俗稱(cheng)彈殼黃(huang)銅(tong)或七(qi)三黃(huang)銅(tong)。含鋅(xin)在36~42%之間的黃銅合金(jin)由和固(gu)溶體組成,其中最常用的是含(han)鋅(xin)40%的(de)六四黃(huang)(huang)銅。為(wei)了改善普通黃(huang)(huang)銅的(de)性(xing)能,常添加其他元素(su),如鋁(lv)、鎳、錳(meng)、錫(xi)、硅、鉛(qian)等。鋁(lv)能提高黃(huang)(huang)銅的(de)強度、硬度和(he)耐(nai)蝕性(xing),但使(shi)塑性(xing)降低,適合作海輪冷凝(ning)管及其他耐(nai)蝕零(ling)件(jian)。錫(xi)能提高黃(huang)(huang)銅的(de)強度和(he)對海水的(de)耐腐(fu)性,故稱(cheng)海軍黃(huang)(huang)銅(tong),用作(zuo)船舶熱工設備和(he)螺旋槳等。鉛能(neng)改善黃(huang)(huang)銅(tong)的(de)切(qie)削性能(neng);這種易(yi)切(qie)削黃(huang)(huang)銅(tong)常用作(zuo)鐘表(biao)零件。黃(huang)(huang)銅(tong)鑄(zhu)件常用來制作(zuo)閥門和(he)管道(dao)配件等。
最簡單的黃銅是銅-鋅二(er)元(yuan)合(he)金,稱為簡單(dan)黃銅(tong)或普通(tong)黃銅(tong),改(gai)變黃銅(tong)中鋅的含量可以得到不同機(ji)械性(xing)能的(de)黃銅(tong)。黃銅(tong)中鋅的(de)含量越高(gao),其強(qiang)度也較高(gao),塑性(xing)稍低。工業中采用的(de)黃銅(tong)含鋅量不超過45%,含(han)鋅量再高(gao)將會產(chan)生脆性(xing),使(shi)合金性(xing)能變壞。在黃銅中加(jia)1%的錫(xi)能顯著改善黃銅(tong)的抗海(hai)水和海(hai)洋(yang)大(da)氣(qi)腐蝕(shi)的能力,因此稱為"海軍黃銅"。錫能改善黃(huang)銅(tong)(tong)的(de)切削(xue)加工(gong)性(xing)能。鉛黃(huang)銅(tong)(tong)即我們通(tong)常所說的(de)易(yi)削(xue)國標銅(tong)(tong)。加鉛的(de)主(zhu)要(yao)目的(de)是改善切削(xue)加工(gong)性(xing)和提高耐磨性(xing),鉛對黃(huang)銅(tong)(tong)的(de)強度影響不大。雕刻銅(tong)(tong)也是鉛黃(huang)銅(tong)(tong)的(de)一種。多(duo)數黃(huang)銅(tong)(tong)具有良好色澤(ze)、加工(gong)性(xing)、延展性(xing),易(yi)于(yu)電鍍或涂裝。
黃銅又分:
1)普通黃銅
它是由銅和鋅組成的(de)合金。
當含鋅量小于39%時(shi),鋅能溶于銅內形成單相a,稱單(dan)相黃(huang)銅(tong),塑性好,適于冷(leng)熱加(jia)壓加(jia)工。當含鋅量大于39%時,有(you)a單相還有以銅鋅為基(ji)的(de)b固(gu)溶體,稱(cheng)雙相黃銅,b使塑(su)性小而(er)抗拉強度(du)上升,只(zhi)適于(yu)熱壓力加工。
代號用"H+數字"表示,H表(biao)示黃(huang)銅,數字表(biao)示銅的(de)質量分數。如H68表示含銅量為68%,含(han)鋅量為32%,的(de)黃銅,鑄(zhu)造黃銅則在代號前"Z"字(zi),如ZH62。
H90、H80單相,金(jin)黃色(se),故有金(jin)色(se)共稱之,稱為(wei)鍍層,裝(zhuang)飾品,獎章等。
H68、H59屬(shu)于雙相黃銅,廣(guang)泛用于電器上(shang)的結(jie)構件,如螺栓,螺母(mu),墊圈(quan)、彈簧等。
一般情況下,冷變形加(jia)工(gong)(gong)用單相(xiang)黃銅熱變形加(jia)工(gong)(gong)用雙相(xiang)黃銅。
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藝性(xing)。
代號:為"H+主加元素(su)符號(除鋅外)+銅的質量(liang)分(fen)(fen)數+主加元素(su)質量(liang)分(fen)(fen)數+其它元素(su)質量(liang)分(fen)(fen)數"表示。
如:HPb59-1表示(shi)銅(tong)的質(zhi)量分(fen)數為59%,含主加元(yuan)素鉛的質量分數為1%,余(yu)量為鋅的鉛黃銅。
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、化工機(ji)械(xie)和船舶(bo)構件。電(dian)工白銅一般有良好的(de)熱電(dian)性(xing)能。錳(meng)銅、康(kang)銅、考銅是含錳(meng)量不(bu)同(tong)的(de)錳(meng)白銅,是制造精密(mi)(mi)電(dian)工儀器、變阻器、精密(mi)(mi)電(dian)阻、應變片、熱電(dian)偶等用的(de)材料。
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輪、軸套、船用螺(luo)旋槳(jiang)等(deng)。鈹青銅(tong)和磷青銅(tong)的彈性極限高,導電(dian)性好(hao),適(shi)於(wu)制(zhi)(zhi)造精密(mi)彈簧(huang)和電(dian)接觸(chu)元(yuan)件,鈹青銅(tong)還用來制(zhi)(zhi)造煤礦、油庫等(deng)使用的無火花工具。
代號:表示方法為"Q+主加(jia)元素符號及質量分(fen)數+其它(ta)元素的(de)質(zhi)量分數(shu)"所組成。鑄(zhu)造產(chan)品則在代號前加"Z"字,
如:Qal7表示含鋁為5%,其余為銅的鋁青銅ZQsn10-1表(biao)示(shi)含錫量(liang)為10%,其它合金元素含(han)量為1%,余量為銅的的鑄造錫青銅。
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%,錫溶于銅(tong)中形成a固溶體,塑性(xing)上升,當含錫量大(da)于5~6%時(shi),由于(yu)出現了Cu31sb8為基(ji)的固(gu)溶體,抗拉強度下(xia)降,所以秤的錫青(qing)銅(tong)含錫量大多在3~14%之間,當含錫量小于5%,適(shi)用于(yu)冷變形加(jia)工,當含(han)錫量為5~7%時(shi)的(de)適(shi)用于熱(re)變形加工。當(dang)含錫量大于10%時,適用于鑄(zhu)造(zao)。
由于a與&電(dian)極(ji)電(dian)位相近,且成(cheng)分中的錫氮化后生成(cheng)致(zhi)密的二(er)氧化錫薄膜,耐(nai)大氣(qi)、耐(nai)海水等(deng)的耐(nai)蝕性上升,只是耐(nai)酸性較差。
因為(wei)錫青(qing)銅結(jie)晶溫度范圍較寬,流動性差,不易(yi)形成(cheng)集中縮孔(kong),而易(yi)形成(cheng)枝(zhi)晶偏析(xi)和(he)分(fen)散縮孔(kong),鑄(zhu)造(zao)收縮率小,有利于得尺寸(cun)極接近于鑄(zhu)型的
鑄(zhu)件,所以(yi)適(shi)于鑄(zhu)造(zao)形狀復雜(za)。壁厚較大的(de)條(tiao)件,而不適(shi)宜(yi)鑄(zhu)造(zao)要求(qiu)致密(mi)度高和(he)密(mi)封性好的(de)鑄(zhu)件。
錫青(qing)銅有良(liang)好的減摩性(xing)(xing),抗磁性(xing)(xing)及低溫(wen)韌性(xing)(xing)。
錫(xi)青(qing)銅按生產(chan)方法(fa)可分為壓力加工錫(xi)青(qing)銅與(yu)鑄(zhu)造(zao)錫(xi)青(qing)銅兩大類。
A、壓力加工錫青銅
含錫量一般小于8%,宜(yi)冷熱壓力加工成板|、帶(dai)、棒、管(guan)等型材(cai)供應(ying),經加工硬化后(hou),其(qi)抗拉強度、硬度上升、而塑(su)性(xing)下(xia)降(jiang)。再退火后(hou)可(ke)保持較高(gao)抗拉強度下(xia)改善(shan)塑(su)性(xing)、尤其(qi)是獲得高(gao)的(de)彈性(xing)極限(xian)。
適制儀表上要求耐蝕及(ji)耐磨件(jian)(jian),彈(dan)性件(jian)(jian),抗磁件(jian)(jian)及(ji)機器(qi)中滑動軸(zhou)承,軸(zhou)套(tao)等
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(qing)銅(ZQPB30)等(deng)。
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%,含量越高,顏色越白。銅(tong)鎳(nie)(nie)二元(yuan)合金稱(cheng)普通白銅(tong),加錳、鐵、鋅和鋁等元(yuan)素的銅(tong)鎳(nie)(nie)合金稱(cheng)為復雜白銅(tong),純(chun)銅(tong)加鎳(nie)(nie)能顯著提高強度、耐蝕性(xing)、電(dian)阻和(he)熱電(dian)性(xing)。工業用(yong)白銅(tong)(tong)根據性(xing)能特(te)點(dian)和(he)用(yong)途不同分為結構用(yong)白銅(tong)(tong)和(he)電(dian)工用(yong)白銅(tong)(tong)兩種,分別滿(man)足各種耐蝕和(he)特(te)殊的電(dian)、熱性(xing)能。
二、辨別:
白銅、黃銅、紅銅(也稱為"紫銅")、青(qing)銅(青(qing)灰色(se)或者灰黃色(se))是從顏(yan)色(se)上區別的。
其中白銅、黃銅極易區分;紅銅是純銅(雜質<1%)、青銅(tong)(其他(ta)合金成分5%左(zuo)右)稍難以(yi)區別。未氧(yang)(yang)化(hua)時,紅(hong)銅(tong)色(se)澤較青(qing)銅(tong)亮,青(qing)銅(tong)略帶(dai)青(qing)色(se)或黃色(se)偏暗;氧(yang)(yang)化(hua)后,紅(hong)銅(tong)變為(wei)黑色(se),青(qing)銅(tong)則(ze)位青(qing)綠(lv)色(se)(多水的有害(hai)氧(yang)(yang)化(hua))或者巧克力(li)色。
銅及銅合金的分類和焊接特點
(1)純(chun)銅:純(chun)銅常被稱作紫(zi)銅。它(ta)具有(you)良好的導電性、導熱性和(he)耐(nai)蝕(shi)性。純(chun)銅用字母+T}}(銅)表示,如Tl,T2,T3等(deng)。氧(yang)的含量極低,不大于0.O1%的純銅稱為無氧銅,用TU(銅無)表示(shi),如TU1、TU2等(deng)。
(2)黃銅(tong):以鋅(xin)為主要合金(jin)元素的銅(tong)合金(jin)稱為黃銅(tong)。黃銅(tong)用+H;(黃)表(biao)示如H80、H70,H68等(deng)。
(3)青銅(tong)(tong)(tong):以(yi)前把銅(tong)(tong)(tong)與錫的(de)(de)合(he)金稱作(zuo)青銅(tong)(tong)(tong),現在(zai)則(ze)把除了黃銅(tong)(tong)(tong)以(yi)外的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)合(he)金稱作(zuo)青銅(tong)(tong)(tong)。常用的(de)(de)有錫青銅(tong)(tong)(tong)、鋁青銅(tong)(tong)(tong)和敏青銅(tong)(tong)(tong)等(deng)。青銅(tong)(tong)(tong)用"Q,'(青)表示。
銅及銅合金的焊接特點是:
(1)難熔合及易(yi)變形
(2)容易產生(sheng)熱裂紋
(3)容易(yi)產生氣孔
銅及(ji)銅合(he)金焊(han)(han)(han)接主要采(cai)用氣焊(han)(han)(han)、惰(duo)性(xing)氣體(ti)保護(hu)焊(han)(han)(han)、埋(mai)弧焊(han)(han)(han)、釬焊(han)(han)(han)等(deng)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(yong)中性焰(yan)或(huo)弱碳化(hua)焰(yan),黃銅則采用(yong)弱氧(yang)化(hua)焰(yan),以防止鋅的蒸發。