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铜合金

2017-06-06   

我国的铜文化源远流长,随着时代的进步,科技的发展,各种各样的铜合金也相继出现,丰富了我们的历史文化。铜合金分为很多种,由铜和锌所组成的合金是黄铜,铜和镍的合金是白铜,青铜是铜和除了锌和镍以外的元素形成的合金,主要有锡青铜,铝青铜等,而紫铜是铜含量很高的铜,其它杂质总含量在1%以下。

黄铜,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%的黄铜常用来制作弹壳﹐俗称弹壳黄铜或七三黄铜。含锌在36~42%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﹑镍﹑锰﹑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。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。 船舶常用的消防栓防爆月牙扳手,就是黄铜加铝铸造而成。
黄铜是一种十分常见的铜合金,它是铜锌(Cu‐Zn)的基合金。黄铜线材火焰喷涂、电弧喷涂,沉积速率高,涂层细密且较硬,容易切削加工,可制备耐海水腐蚀部件等涂层。但锌黄铜喷涂时容易产生锌烧损,降低耐蚀性,且形成的氧化锌(ZnO)烟雾有毒,应采取相应的呼吸防护措施。用于喷涂的线材尺寸规格有Ф1.6mm和Ф2.3mm。
黄铜具有良好的工艺性能、机械性能、耐蚀性能、导电和导热性,黄铜还具有价格便宜、色泽美丽的优点,是有色金属中应用最广的合金材料之一。
 

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加元素的名。青铜是红铜和锡或铅的合金,熔点在700~900℃之间,比红铜的熔点(1083 ℃)低。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﹐用於铸造高载荷的齿轮﹑轴套﹑船用螺旋桨等。铍青铜和磷青铜的弹性极限高﹐导电性好﹐适於制造精密弹簧和电接触元件﹐铍青铜还用来制造煤矿﹑油库等使用的无火花工具。含锡10%的青铜,硬度为红铜的4.7倍。熔化的青铜在冷凝时体积略有涨大,所以青铜铸件填充性好,气孔少,具有较高的铸造性能。这些使它在应用上具有广泛的适应性,并能很快地传播。青铜的出现,对于提高社会生产力起到了划时代的作用。

紫铜,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,因此也归入铜合金。中国紫铜加工材按成分可分为:普通紫铜(T1、T2、T3、T4)、无氧铜(TU1、TU2和高纯、真空无氧铜)、脱氧铜(TUP、TUMn)、添加少量合金元素的特种铜(砷铜、碲铜、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。

如此多的铜合金用它们别致的特征和广泛的用途共同编制了中国丰富多彩的铜文化,从初始的青铜文化延续到现在,足以见得我国的历史悠久而充满神奇的色彩。