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1、铜是人类较早使用的一种金属材料,由于容易开采提炼,加工制作简单、装饰效果很强并且容易和其他材料协调搭配,因此一直为设计师所喜爱。铜按其含铜及其他金属的比例不同可以分为青铜、黄铜、红铜(紫铜)三类。 1、青铜的化学成分是含铝23%,含锡530%,其余为铜。我国古代有很多青铜器流传下来,因为时间长久,许多青铜器都生满了铜锈。铜锈的主要成分是硫酸铜、氧化铜等,大多数是灰绿色或翠绿色,但也有极少数是暗黄色或红色。青铜的质地较为坚硬,多采用铸造的方法制作,古朴高雅,具有浓烈的文化和历史气息,艺术表现力极强,因此多用在图书馆等文化建筑的室内。 2、黄铜含有少量的锡,耐腐蚀性强于青铜。黄铜的锈也是绿色,但数
2、量很少。黄铜色泽鲜亮,如金色,不论是抛光还是亚光,都有明显的金属色泽。黄铜在建筑部件中使用很多,如门把手、灯具、杆等。黄铜能表现时尚和华丽的现代感,因而在现代商业建筑的室内广泛使用。 3、红铜则是较为纯净的铜。它充分表现了金属铜的延展性、导电性和耐腐蚀性,其中延展性是铜的重要特征。红铜的熔点很高,不易铸造,而良好的延展性弥补了这一缺点,因此能够很容易地加工成各种造型图案。暗红的金属光泽使其在表达现代感的同时还具有沉稳、高贵的品质,是铜饰中最常使用的材料。黄铜、青铜、紫铜、白铜 铜是一种化学元素,它的化学符号是Cu,它的原子序数是29,是一种过渡金属。 铜的最普遍用途在于制造电线,通常现时所用的
3、电线都是由纯铜制成,这是因为它的导电性和导热性都仅次于银,但却比银便宜得多。 而铜可用于制造多种合金,铜的重要合金有以下几种: 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。 航海黄铜 铜与锌、锡的合金,抗海水侵蚀,可用来制作船的零件、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“热缩冷胀”,用
4、来铸造塑像,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,可制弹簧。 白铜 白铜是铜与镍的合金,其色泽和银一样,银光闪闪,不易生锈。常用于制造电器、仪表和装饰品。 十八开金(18K金) 6/24的铜与18/24的金的合金。红黄色,硬度大,可用来制作首饰、装饰品。 表面干净,紫铜管、棒、板、块、带,无油泥和其它沾附 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 若继续增
5、加锌的质量分数 ,则抗拉强度下降,无使用价值 代号用“ 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 如 zcuzn38 表示含锌量为 38% ,余量为铜的铸造黄铜, h90 、 h80 单相,金黄色,故有金色共称之,称为镀层,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、弹簧等, 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
6、、 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分数其它元素质量分数”表示, 如: hpb59-1 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, 2 青铜 除黄铜 白铜外,其余的铜的合金统称青铜,青铜又可分为锡青铜和特殊青铜(即无锡青铜)两类, 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 zqsn10-1 表示含锡量为 1
7、0% ,其它合金元素含量为 1% ,余量为铜的的铸造锡青铜 1) 锡青铜 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 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 57% 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
8、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件,所以适于铸造形状复杂,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 | 、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
9、 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 zqsn10-1 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, 以镍为主要添加元素的铜基合金呈银白色,称为白铜,镍含量通常为10%、15%、20%,含量越高,颜色越白,铜镍二元合金称普通白铜,加锰、铁、锌和铝等元素的铜镍合金称为复杂白铜,纯铜加镍能显著提高强度、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
10、用白铜两种,分别满足各种耐蚀和特殊的电、热性能, 典型牌号 化学成份(%)(质量分数) sn(锡) al(铝) fe(铁) pb(铅) sb(锑) bi(铋) si(硅) p(磷) cu 杂质总和 qsn6.5-0.1 6.0-7.0 0.002 0.05 0.02 0.002 0.002 0.002 0.10-0.25 余量 0.1 qsn6.5-0.4 6.0-7.0 0.002 0.02 0.02 0.002 0.002 0.002 0.26-0.40 余量 0.1 qsn7-0.2 6.0-8.0 0.01 0.05 0.02 0.002 0.002 0.02 0.10-0.25 余量
11、 0.15 qsn4-0.3 3.5-4.5 0.002 0.02 0.02 0.002 0.002 0.002 0.25-0.40 余量 0.1 典型牌号 化学成分,% ni+co fe mn zn pb si p c mg sn cu 杂质总和 b5 4.4-5.0 0.2 - - 0.01 - 0.01 0.03 - - 余量 0.5 b19 18.0-20.0 0.5 0.5 0.3 0.005 0.15 0.01 0.05 0.05 - 余量 1.8 b25 24.0-26.0 0.5 0.5 0.3 0.005 0.15 0.01 0.05 0.05 0.03 余量 1.8 typ
12、ical name chemical composition,% ni+co fe mn zn pb si p c mg sn cu others b5 4.4-5.0 0.2 - - 0.01 - 0.01 0.03 - - rem 0.5 b19 18.0-20.0 0.5 0.5 0.3 0.005 0.15 0.01 0.05 0.05 - rem 1.8 b25 24.0-26.0 0.5 0.5 0.3 0.005 0.15 0.01 0.05 0.05 0.03 rem 1.8 合金牌号 主要特性 应用举例 qsn6.5-0.1 较高的强度、弹性、耐磨性和抗磁性,在热态和冷态下压
13、力加工性良好,对电为花有较高的抗燃性,可焊接和钎焊,可切削性好,在大气和淡水中耐蚀 制作弹簧和导电性好的弹簧接触片,精密仪器中的耐磨零件和抗磁零件,如齿轮、电刷盒、振动片、接触器等 qsn6.5-0.4 性能用途和qsn6.5-0.1相似,因含磷量较高,其抗 疲劳强度较高,弹性和耐磨性较好,但在热加工时有热脆性,只能接受冷压力加工 除用作弹簧和耐磨零件外,主要用于造纸工业制作耐磨的铜网和单位负荷981mpa,圆周速度3m/s的条件下工作的零件 qsn7-0.2 强度高、弹性和耐磨性好,易焊接和钎焊,在大气、淡水和海水中耐蚀性好,可切削性良好,适于热压力加工 制作中等负荷、中等滑动速度下承受磨擦
14、的零件,如抗磨垫圈、轴承、轴套、蜗轮等,还可用作弹簧、簧片等 qsn4-0.3 有高的力学性能、耐蚀性和弹性,能很好地在冷态下承受压力加工,也可在热态下进行压力加工 主要制作压力计弹簧用的各种尺寸的管材 黄铜的成分、性能与典型用途 黄铜是铜与锌的合金,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械性能的黄铜,黄铜中锌的含量越高,其强度也较高,塑性稍低,工业中采用的黄铜含锌量不超过45%,含锌量再高将会产生脆性,使合金性能变坏,在黄铜中加1%的锡能显著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,铅黄铜即俺们通常
15、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, 典型牌号 化学成分,% cu fe pb ni zn 杂质总和 h68c2620 67.0-70.0 0.1 0.03 0.5 余量 0.3 h65c2680 63.5-68.0 0.1 0.03 0.5 余量 0.3 h62 60.5-63.5 0.15 0.08 0.5 余量 0.5 h59 57.0-60.0 0.3 0.5 0.5 余量 1 hpb59-1铅黄铜 57.0-60.0 0.5 0.8-1.9 1 余量 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。