铜的的分类,特性,和一般用途

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1、一、常见分类:鯉是由铜和锌所组成的合金白铜是铜和傑的合金青铜是铜和除了锌和線以外的元素形成的合金，主要有锡青铜，铝青铜等紫铜是铜含量很高的铜，其它杂质总含量在1%以下。1、紫铜：红铜即纯铜，乂名紫铜，纯铜密度为8.96,熔点为1083Co具有很好的导 电性和导热性，塑性极好，易于热压和冷压力加工，大量用于制造电线、电缆、 电刷、电火花专用电蚀铜等要求导电性良好的产品。因呈紫红色而得名。它不一定是纯铜，有时还加入少量脱氧元素或其他元素, 以改善材质和性能,因此也归入鯉金。中国紫铜加工材按成分可分为：普通紫 铜（Tl、T2、T3、T4）、无氧铜（TUI、TU2和高纯、真空无氧铜）、脱氧铜（TUP、

2、 TUMn）、添加少量合金元素的特种铜（币巾铜、硏铜、银铜）四类。紫铜的电导率和热导率仅次于银，广泛用于制作导电、导热器材。紫铜在大 气、海水和某些非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）、碱、盐溶液及多种有机酸（醋酸、 柠檬酸）中，有良好的耐蚀性，用于化学工业。另外，紫铜有良好的焊接性，可 经冷、热塑性加工制成各种半成品和成品。20世纪70年代，紫铜的产量超过了 其他各类铜合金的总产量。紫铜中的微量杂质对铜的导电、导热性能有严重影响。其中钛、磷、铁、硅 等显着降低电导率，而镉、锌等则影响很小。氧、硫、硒、碣等在铜中的固溶度 很小，可与铜生成脆性化合物,对导电性影响不大，但能降低加工塑性。普通紫铜 在含氢或

3、一氧化碳的还原性气氛中加热时，氢或一氧化碳易与晶界的氧化亚铜 （Cu2O）作用，产生高压水蒸气或二氧化碳气体，可使铜破裂。这种现象常称为铜 的氢病。氧对铜的焊接性有害。钮或铅与铜生成低熔点共晶，使铜产生热脆; 而脆性的钮呈團團状分布在晶界时，乂使铜产生冷脆。磷能显着降低铜的导电性, 但可提高铜液的流动性,改善焊接性。适量的铅、硏、硫等能改善可切削性。2、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 用來制作弹壳，俗称弹壳黄铜

4、或七三黄铜。含锌在3642%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、線、镭、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。黄铜铸件常用來制作阀 门和管道配件等。最简单的黄铜是铜-锌二元合金，称为简单黄铜或普通黄铜，改变黄铜中锌 的含量可以得到不同机施性能的黄铜。黄铜中锌的含量越高，其强度也较高，塑 性稍低。工业中釆用的黄铜含锌量不超过4

5、5%,含锌量再高将会产生脆性，使合 金性能变坏。在黄铜中加1%的锡能显着改善黄铜的抗海水和海洋大气腐蚀的能 力，因此称为海军黄铜。锡能改善黄铜的切削加工性能。铅黄铜即我们通常所 说的易削国标铜。加铅的主要目的是改善切削加工性和提高耐磨性，铅对黄铜的 强度影响不大。雕刻铜也是铅黄铜的一种。多数黄铜具有良好色泽、加工性、延 展性，易于电镀或涂装。黄铜乂分：1）普通黄铜它是由铜和锌组成的合金。当含锌量小于39%时，锌能溶于铜内形成单相a ,称单相黄铜，塑性好， 适于冷热加压加工。当含锌量大于39%时，有a单相还有以铜锌为基的b固 溶体，称双相黄铜，b使塑性小而抗拉强度上升，只适于热压力加工。代号用

6、H +数字表示，H表示黄铜，数字表示铜的质量分数。如H68表 示含铜量为68%，含锌量为32%，的黄铜，铸造黄铜则在代号前 Z 字，如ZH62。H90、H80单相，金黄色，故有金色共称之，称为镀层，装饰品，奖章等。H68、H59属于双相黄铜，广泛用于电器上的结构件，如螺栓，螺母，垫 圈、弹赞等。一般情况下，冷变形加工用单相黄铜 热变形加工用双相黄铜。2）特殊黄铜在普通黄铜中加入其它合金元素所组成的多元合金称为黄铜。常加入的元素 有铅、锡、铝等，相应地可称为铅黄铜、锡黄铜、铝黄铜。加合金元素的目的。 主要是提高抗拉强度改善工艺性。代号：为 H +主加元素符号（除锌外）+铜的质量分数+主加元素质量

7、分 数+其它元素质量分数表示。如：HPb59-l表示铜的质量分数为59%，含主加元素铅的质量分数为1% , 余量为锌的铅黄铜。3、白铜以線为主要添加元素的铜合金。铜線二元合金称普通白铜；加有镭、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。镭铜、康铜、考 铜是含猛量不同的猛白铜，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。4、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

8、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，用於铸造高载荷的盛、轴套、船用螺旋桨 等。披青铜和磷青铜的弹性极限高，导电性好,适於制造精密弹费和电接触元件， 披青铜还用來制造煤矿、油库等使用的无火花工具。代号：表示方法为 Q+主加元素符号及质量分数+其它元素的质量分数 所组成。铸造产品则在代号前加 Z 字，如：Qal7表示含铝为5%其余为铜的铝青铜ZQsnlO-1表示含锡量为10% ,其它合金元素含量为1%余量为铜的的铸造锡青铜青铜乂可分为锡青铜和特殊青铜（即无锡青铜）两类。（

9、1）是由锡为主加元素的铜锡合金，也称为锡青铜当含锡量小于56% ,锡溶于铜中形成a固溶体，塑性上升，当含锡量大 于56%时，由于出现了 Cu31sb8为基的固溶体，抗拉强度下降，所以秤的锡 青铜含锡量大多在314%之间，当含锡量小于5% ,适用于冷变形加工，当含 锡量为5、7%时的适用于热变形加工。当含锡量大于10%时，适用于铸造。由于a与&电极电位相近，且成分中的锡氮化后生成致密的二氧化锡薄膜, 耐大气、耐海水等的耐蚀性上升，只是耐酸性较差。因为锡青铜结晶温度范围较宽，流动性差，不易形成集中缩孔，而易形成枝 晶偏析和分散缩孔，铸造收缩率小，有利于得尺寸极接近于铸型的铸性，所以适 于铸造形状复

10、杂。壁厚较大的条件，而不适宜铸造要求致密度高和密封性好的铸 件。锡青铜有良好的减摩性，抗磁性及低温韧性。锡青铜按生产方法可分为压力加工锡青铜与铸造锡青铜两大类。A、压力加工锡青铜含锡量一般小于8% ,宜冷热压力加工成板丨、带、棒、管等型材供应， 经加工硬化后，其抗拉强度、硬度上升、而塑性下降。再退火后可保持较高抗拉 强度下改善塑性、尤其是获得高的弹性极限。适制仪表上要求耐蚀及耐磨件，弹性件，抗磁件及机器中滑动轴承，轴套等常用的有 Qsn4-3 Qsn6. 50. 1。B、铸造锡青铜以铸锭供应，由铸造车间铸成铸件使用，适宜铸造形状复杂但致密度要求不 高的铸件，如滑动轴承、齿轮等。常用的有ZQsn

11、lO-1 ZQsn6-6-3。2）特殊青铜加入其它元素以取代锡，或为无锡青铜，多数特殊青铜都比锡青铜具有更高 的机性，耐磨性与耐蚀性，常用的有铝青铜（QAL7 QAL5 ）铅青铜（ZQPB30 ） 等。以線为主要添加元素的铜基合金呈银白色，称为白铜。银含量通常为10%、 15%、20%,含量越高，颜色越白。铜银二元合金称普通白铜，加镭、铁、锌和铝 等元素的铜線合金称为复杂白铜，纯铜加線能显着提高强度、耐蚀性、电阻和热 电性。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。二、辨别：白铜、黄铜、红铜（也称为紫铜”）、青铜（青灰色或者灰黄色）是

12、从颜色 上区别的。其中白铜、黄铜极易区分；红铜是纯铜（杂质1%）、青铜（其他合金成分 5%左右）稍难以区别。未氧化时，红铜色泽较青铜亮，青铜略带青色或黄色偏 喑；氧化后，红铜变为黑色，青铜则位青绿色（多水的有害氧化）或者芟克力色。铜及铜合金的分类和焊接特点（1）纯铜：纯铜常被称作紫铜。它具有良好的导电性、导热性和耐蚀性。纯 铜用字母+T（铜）表示，如T1,T2, T3等。氧的含量极低，不大于0. 01%的纯 铜称为无氧铜，用TU（铜无）表示，如TUI、TU2等。（2）黄铜：以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。黄铜用+H;（黄）表示 如 H80、H70, H68 等。（3）青铜：以前把铜与锡的合

13、金称作青铜，现在则把除了黄铜以外的铜合金 称作青铜。常用的有锡青铜、铝青铜和敏青铜等。青铜用Q,（青）表示。铜及铜合金的焊接特点是：(1)难熔合及易变形(2) 容易产生热裂纹(3)容易产生气孔铜及铜合金焊接主要釆用气焊、悄性气体保护焊、埋弧焊、钎焊等方法。铜及铜合金导热性能好，所以焊接前一般应预热，并釆用大线能量焊接。餌 极氢弧焊釆用直流正接。气焊时，紫鲍采用中性焰或弱碳化焰，黄铜则采用弱氧 化焰，以防止锌的蒸发。补充:1.铜的自然属性铜是人类最早发现的古老金属之一，早在三千多年前人类就开始使用铜。自 然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。自然铜及氧化铜的储量少，现在 世界上80%以上的铜

14、是从硫化铜矿精炼出來的，这种矿石含铜量极低，一般在2-3% 左右。金属铜，元素符号CU,原子量63. 54,比重8.92,熔点1083C。纯铜呈浅 玫瑰色或淡红色。铜具有许多可贵的物理化学特性，例如其热导率都很高，化学 稳定性强，抗张强度大，易熔接，且抗蚀性、可塑性、延展性。纯铜可拉成很细 的铜丝，制成很薄的铜箔。能与锌、锡、铅、猛、钻、線、铝、铁等金属形成合 金，形成的合金主要分成三类：黄铜是铜锌合金，青铜是铜锡合金，白铜是铜钻 線合金。2 铜的冶炼从铜矿中开釆出來的铜矿石，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。A.铜矿石的加工工业上

15、使用的铜有电解铜(含铜99. 9%99. 95% )和精铜(含铜99. 0% 99.7%)两种。前者用于电器工业上，用于制造特种合金、金属丝及电线。后者 用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等。a. 铜矿石的分类及属性：炼铜的原料是铜矿石。铜矿石可分为三类：(1) 硫化矿，如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等。(2) 氧化矿，如赤铜矿(Cu20)、孔雀石Cu2(0H)2C03、蓝铜矿 2CuC03 Cu(0H)2 硅孔雀石(CuSi03 2H20)等。（3）自然铜。铜巫至中铜的含量在1%左右（0.5%3%）的便有开采价 值，因为釆用浮选法可以把矿石中一部分脉石等

16、杂质除去，而得到含铜量较高 （8%35%）的精矿砂。b. 铜矿石的冶炼过程：从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂。以黄铜矿为例，首先把精矿砂、熔剂（石 灰石、砂等）和燃料（焦炭、木炭或无烟煤）混合，投入密闭鼓风炉中，在 1000C左右进行熔炼。于是矿石中一部分硫成为S02 （用于制硫酸），大部分的 神、锐等杂质成为AS2O3、Sb203等挥发性物质而被除去：2CuFeS2 + 02二Cu2S + 2FeS + SO2 t。一部分铁的硫化物转变为氧化物：2FeS + 302二2Fe0+2S02 f。Cu2S 跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成冰铜（主要由Cu2S和FeS互相溶解形成 的，它的含铜率在20

17、%50%之间，含硫率在23%27%之间），FeO跟SiO2 形成熔渣：Fe0 + Si02=FeSi03o熔渣浮在熔融冰铜的上面，容易分离，借以除去 一部分杂质。然后把冰铜移入转炉中，加入熔剂（石英砂）后鼓入空气进行吹炼 （11001300C）。由于铁比铜对氧有较大的亲和力，而铜比铁对硫有较大的亲 和力，因此冰铜中的FeS先转变为FeO,跟熔剂结合成渣，而后Cu2S才转变为 Cu20, Cu20跟Cu2S反应生成粗铜（含铜量约为98.5%）。2Cu2S+3O2=2Cu2O +2S02 t , 2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2 t ,再把粗铜移入反射炉,加入熔剂（石英砂）, 通入空气，使粗铜

18、中的杂质氧化，跟熔剂形成炉渣而除去。在杂质除到一定程度 后，再喷入重油，由重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚铜在高温下 还原为铜。得到的精铜约含铜99.7%。B.铜的冶炼工艺铜冶金竝的发展经历了漫长的过程，但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主, 其产量约占世界铜总产量的85%,现代湿法冶炼的技术正在逐步推广，湿法冶炼 的推出使铜的冶炼成本大大降低。火法冶炼与湿法冶炼（SXEX）。a.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儿或千分之儿的原矿石，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

19、炉进行造铳 熔炼，产出的熔铳（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铳和吹炼两 阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。近年来出现如白银法、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。生产过程大致如图: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， 旧废铜來自旧軽和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜來自加工厂弃掉的 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

20、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。b.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 酸化焙烧一浸出一电积，浸出一萃取一电积，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。湿法冶炼过程为：c. 火法和湿法两种工艺的特点比较火法和湿法两种铜的生产工艺，有如下 特点：（1）后者的冶炼设备更简单，但杂质含量较高，是前者的有益补充。（2）后者有局限性，受制于矿

21、石的品位及类型。（3）前者的成本要比后者高。可见，湿法冶炼技术具有相当大的优越性，但其适用范围却有局限性，并不 是所有铜矿的冶炼都可采用该种工艺。不过通过技术改良，这儿年己经有越來越 多的国家，包括美国、智利、加拿大、澳大利亚、墨西哥及秘鲁等，将该工艺应 用于更多的铜矿冶炼上。湿法冶炼技术的提高及应用的推广，降低了铜的生产成 本，提高了铜矿产能,短期内增加了社会资源供给，造成社会总供给的相对过剩， 对价格有拉动作用。3.铜的生产和消费a. 铜资源分布：世界铜矿资源主要分布在北美、拉丁美洲和中非三地，目前 全世界己探明的储量共3. 5亿万吨，其中智利占24%,美国占16. 9%,独联体占 10.

22、 15%,扎伊尔占7. 39%,赞比亚占4. 55%,秘鲁占3. 41%,美洲占了世界储量的60%。 我国铜生产地集中在华东地区,该地区铜生产量占全国总产量的51. 84%,其中安 徽、江西两省产量约占30%。铜的主要消费地则在华东和华南地区，二者消费量 约占全国消费总量70%。b. 铜的主要用途：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 它耐用，容易再溶化、再冶炼，因而回收利用相当地便宜。在二十世纪60年代，铜最大的使用市场是电器和电子市场，约占总数的 28%O 1997年，这两个市场成为铜消耗的第二大终端用户，拥有25%的股份。在 许多电器产品中,（例如：电线、母

23、线、变压器绕组、重型马达、电话线和电话 电缆）铜的使用寿命都相当地长，只有经过20到50年以后，里面的铜才可以进 行回收利用。其他含铜的电器和电子产品（比如：小型电器和消费电子产品）使 用寿命则比较短，一般是5-10年。商业性电子产品和大型电器产品通常要回收 的，因为它们除含有铜以外，还有其他珍贵的金属。尽管如此，小型的电子消费 产品的回收率还是相当低的，因为它们里面几乎没有多少铜元素。铜及铜合金的分类和焊接特点铜及铜合金的分类和焊接特点（1）纯铜：纯铜常被称作紫铜。它具有良好的导电性、导热性和耐蚀性。纯 铜用字母+T（铜）表示，如Tl, T2, T3等。氧的含量极低，不大于0. 01%的纯

24、铜称为无氧铜，用TU（铜无）表示，如TUI、TU2等。（2）黄铜：以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。黄铜用+H;（黄）表示 如 H80、H70, H68 等。（3）青铜：以前把铜与锡的合金称作青铜，现在则把除了黄铜以外的铜合金 称作青铜。常用的有锡青铜、铝青铜和敏青铜等。青铜用Q,（青）表示。铜及铜合金的焊接特点是：（1）难熔合及易变形（2）容易产生热裂纹（3）容易产生气孔铜及铜合金焊接主要采用气焊、惰性气体保护焊、埋弧焊、钎焊等方法。铜及铜合金导热性能好，所以焊接前一般应预热，并釆用大线能量焊接。餌 极氢弧焊釆用直流正接。气焊时，紫铜采用中性焰或弱碳化焰，黄铜则采用弱氧 化焰，以防止锌的蒸

25、发。铜和铝的焊接无缝药芯煜丝是铝铜钎焊连接的最新技术成果，是铝铜钎焊用料的升级换代 产品。其主要成分由锌铝铜和无腐蚀性氟铝艳盐组成，其钎焊工艺性、接头机械 性能和接头导电性均优于锌镉、锌锡铜钎料。广泛用于电力电器、信息电子、不锈钢制品、制冷行业、电热电器、五金制 品等行业。不需专用焊接设备和特殊生产场地，即可实现环保、便捷、安全的铝 铜连接。其中铜包含常见的铜合金，铝主要指1系列、3系列和6系列和部分4 系列。郑州机械研究所是目前国内主要的无缝药芯铝焊丝生产企业，己有50余年 的钎焊材料及钎焊工艺研究的历史，是中国焊接学会及国家焊接标准化委员会团 体会员。该铜铝焊接钎料已在制冷，变圧器,电机等

26、铜改铝行业得到成熟的应用。世界铜资源的分布世界铜资源主要集中在智利、美国、赞比亚、非洲刚果、加拿大中东部、俄 罗斯和秘鲁等国。其中智利是世界上铜资源最丰富的国家，其铜金属储量约占世 界总储量的1/4。而在产量方面，智利是全球最大铜产国，2006年其产量约占全 球产量的37%。在消费方面，2000年前在铜消费市场唱主角的是西方欧美国家, 但在2000年后铜消费市场的主角换成了中国、俄罗斯、印度和巴西。铜的种类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。黄铜敲起來声音好听，因此 锣、钺、铃、号等乐器都是用黄铜制做的。航海黄铜铜与锌、锡的合金，抗海水侵蚀，可用來制作船的零件、平衡器。青铜铜与锡的合金叫青铜，因色青而得名。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一热缩 冷胀，用來铸造塑像，冷却后膨胀，可以使眉目更清楚。磷青铜铜与锡、磷的合金，坚硬，可制弹费。白铜白铜是铜与線的合金，其色泽和银一样，银光闪闪，不易生锈。常用于制造 电器、仪表和装饰品。