铜合金铜单质紫铜的基本常识及应用概况与特殊要求

紫铜就是铜单质.因其颜色为紫红色而得名。
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。
紫铜中的微量杂质对铜的导电、导热性能有严重影响。杂质元素对电导率的影响见图2。其中钛、磷、铁、硅等显著降低电导率,而镉、锌等则影响很小。氧、硫、硒、碲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。铋或铅与铜生成低熔点共晶,使铜产生热脆;而脆性的铋呈薄膜状分布在晶界时,又使铜产生冷脆。磷能显著降低铜的导电性,但可提高铜液的流动性,改善焊接性。适量的铅、碲、硫等能改善可切削性。紫铜退火板材的室温抗拉强度为22~25公斤力/毫米2,伸长率为45~50%,布氏硬度(HB)为35~45。
T1、T2和T3是工业最常用的纯铜。外观呈紫色,故又称为紫铜。其再结晶温度为200~280℃.
T1和T2是阴极重熔铜,含微量氧和杂质,具有高的导电、导热性,良好的耐腐蚀性和加工性能,可以熔焊和钎焊。主要用作导电、导热和耐腐蚀元器件,如电线、电缆、导电螺钉、壳体和各种导管等。
T3是火法精炼铜,含氧和杂质较多,具有较好的导电、导热、耐腐蚀性和加工性能,可以熔焊和钎焊。主要作为结构材料使用,如制作电器开关、垫圈、铆钉、管嘴和各种导管等;也用于不太重要的导电元件。
T1、T2、T3是含氧铜,在含氢的还原介质中易产生氢脆,俗称“氢病”,故不宜在高温(>370℃)还原介质中进行加工(退火、焊接等)和使用。在低温(至-250℃)下,无论冷作硬化状态或退火状态的纯铜,其强度均有提高。
熔炼与铸造工艺
纯铜可采用反射炉熔炼或工频有芯感应电炉熔炼。反射炉熔炼时,通过氧化、还原精练工艺,可获得致密的铸锭。采用铁模或铜模浇铸,也可经保温炉采用半连续或连续铸造。工频有芯感应电炉熔炼多采用硅砂炉衬。由于纯铜吸气性强,熔炼过程应尽可能减少气体来源,并使用经煅烧过的木炭作覆盖剂,也可添加微量磷作脱氧剂。浇铸过程在煤气或氮气保护或烟灰覆盖下,采用半连续铸造工艺浇铸铸锭。建议铸造温度为1150~1230℃;线收缩率为2.1%。
应用概况与特殊要求
航空工业多使用T2;T1、T3则用量较少。主要用途有:汇流条、配电盒、接线片、搭铁片、接点、换向片、滑环、测压管、导管、散热管、垫片、密封圈、铆钉、衬套、螺纹接头等。

 

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