详细分析铜及铜合金在工业中的应用实例

铜及铜合金在工业中的应用实例铜是与人类关系非常密切的有色金属,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。

⒈铜及铜合金在电力工业中的应用    电力输送 线电缆、汇流排、变压器、开关、接插元件和连接器等。    电机制造 定子、转子和轴头、中空导线等。    通讯电缆及住宅电气线路需使用大量的铜导线。  

⒉铜及铜合金在电子工业中的应用    电真空器件 高频和超高频发射管、渡导管、磁控管等,它们需要高纯度无氧铜和弥散强化无氧铜。    印刷电路 铜印刷电路需要大量的铜箔和铜基钎焊材料。    集成电路 以铜代替硅芯片中的铝作互连线和引线框架,可以获得 30 %的效能增益。  
⒊铜及铜合金在能源及石化工业中的应用    能源工业 火力发电厂的主拎凝器管板和冷凝管均使用黄铜、青铜或白铜制造。每万千瓦装机容量需要 5t 冷凝管。太阳能加热器也常使用铜管制造。    
石化工业 铜和许多铜合金,大量用于制造接触腐蚀性介质的各种容器、管道系统、过滤器、泵和阀门、各种蒸发器、热交换器和冷凝器等。    
海洋工业 由于铜不但耐海水腐蚀,而且溶入水中的铜离子有杀菌作用,可以防止海洋生物污损,因此,铜及其铜合金是海洋工业中十分重要的材料,业已在海水淡化工厂、海洋采油采气平台以及其他海岸和海底设施中广泛应用。例如,海水淡化过程中使用的管路系统、泵和阀门以及采油采气平台上使用的设备,包括飞溅区和水下用的螺栓、抗生物污损包套、泵阀和管路系统等。  
⒋铜及铜合金在交通工业中的应用    船舶 铜合金,包括铝青铜、锰青铜、铝黄铜、炮铜 ( 锡锌青铜 ) ,白铜以及镍铜合金 ( 蒙乃尔合金 ) ,是造船的标准材料之一。在军舰和商船的自重中铜和铜合金一般占 2 %~ 3 %,如铝青铜螺旋浆、螺栓、铆钉、冷凝管、含铜包覆油漆等。    
汽车 铜和铜合金主要用于散热器、制动系统管路、液压装置、齿轮、轴承、刹车摩擦片、配电和电力系统、垫圈以及各种接头、配件和饰件等,每辆汽车用铜 10 ~ 20kg ,小轿车用铜约占自重的 6 %~ 9 %。   
 铁路 列车上的电机、整流器以及控制、制动、电气和信号系统等都要依靠铜和铜合金来工作。此外,铁路的电气化对铜和铜合金的需要量很大,每公里的架空导线需用 2t 以上的异型铜线。    
飞机 飞机中的配线、液压、冷却和气动系统需使用铜材,轴承保持器和起落架轴承采用铝青铜管材,导航仪表应用抗磁铜合金。 
 ⒌铜及铜合金在机械和冶金工业中的应用    机械工程 除了电机、电路、油压系统、气压系统和控制系统中大量用铜以外,各种传动件和固定件,如缸套、齿轮、蜗轮、蜗杆、连接件、紧固件、扭拧件、螺钉、螺母等,都需要以铜或铜合金减磨和润滑。    
冶金设备 连续铸造技术中的关键部件??结晶器。大都采用铬铜、银铜等高强度和高导热性的铜合金制造,电冶金中的真空电弧炉和电渣炉水冷坩埚使用铜管材制造,各种感应加热的感应线圈都是用铜管或异型铜管绕制而成,内中通水冷却。    
合金添加剂 铜是钢铁和铝等合金中的重要添加元素。少量铜( 0.2 %~ 0.5 %)加入低合金结构用钢中,可以提高钢的强度及耐大气和海洋腐蚀性能。在耐蚀铸铁和不锈钢中加入铜,可以进一步提高它们的耐蚀性。含铜 30 %左右的高镍合金是著名的高强度耐蚀“蒙乃尔合金”,在核工业中广泛使用。    
轻工业中,铜及铜合金可用于制造空调器的热交换器、钟表机芯、造纸机的网布、辊轮、印刷铜版、发酵罐内衬、蒸馏锅、建筑装饰构件等。    铜不但在传统工业中有广泛应用,而且在新兴产业以及高科技领域中也发挥着重要作用,例如超导合金的包套、超低温介质的容器与管路、火箭发动机的冷却内村、高能加速器的磁体绕组等。    
从铜的总体应用来看,电气、机械工业和建筑业是铜的消费大户。据统计,美国、日本和西欧国家 20 世纪 80 年代中期的精铜消费中,电气工业占 47.8% ,机械制造业占 23 . 8 %,建筑业占 15. 8 %,运输业占 8 .8 %,其他占 8 %。 20 世纪 90 年代后,西方国家铜消费的行业分布发生了巨大变化。以美国为例, 1998 年铜消费中,建筑业占 41. 4 %,电器电子产品占 26 .0 %,运输设备 12 .4 %,机械制造 11. 2 %,其他 9 .0 %。   
 与发达国家相比,我国的电子、电气行业与机械制造业消费的铜占总消费的比例偏高,而建筑业及交通运输业消费铜相对较少。 2002 年,中国的铜消费量达到了 250 万吨,占全球铜消费量的 17 %,从而取代美国,成为世界第一大铜消费国。 
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