有色金属实用知识简介

§3铜与消费

常见元素对有色金属材料性能的主要影响 铜：铜中杂质元素如氧、硫、铅、铋、砷 等，均不同程度降低铜的导电性导热性和 塑性变形能力；含氧的铜在与有氢气和一 氧化碳等还原气氛中加热时会产生裂纹 （氢病），无氧铜的含氧量≤0.003﹪
§3铜与消费







黄铜： 锌：黄铜的主要元素，但含锌量＜32﹪时，黄铜的强度和塑 性，随含锌量的增加而提高，当＞32﹪时，使塑性降低、脆 性增加 铝：提高黄铜的强度、以内高度和屈服极限，同时改善抗腐 蚀性和铸造性，但会使焊接性能降低，压力加工困难 硅：提高黄铜的强度和改善铸造性能，但当含硅量过高时， 使黄铜的塑性降低 锡：加入1﹪的锡能显著提高黄铜抗海水和海洋大气的腐蚀性 能，并能改善黄铜的切削加工 铁：提高黄铜的力学性能及改善减磨性，铁与猛配合还可改 善黄铜的抗腐蚀性 铅：改善黄铜的切削性，提高耐磨性 镍：改善黄铜的力学性能，又能改善黄铜的压力加工性，抗 腐蚀性和热强性
§3铜与消费


世界铜矿资源主要分布在北美、拉丁美洲和中非 三地，全世界已探明的储量共3.5亿万吨，其中智 利占24%，美国占16.9%，独联体占10.15%， 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%。 98年全世界年产铜约1360万吨，各主要生产国 的产量分别为：美国245万吨，智利233万吨， 日本128万吨，中国111万吨，德国69.5万吨， 俄罗斯64万吨，加拿大56万吨。
§2铜及铜合金

三、铜材
以纯铜或铜合金制成各种形状包括棒、 线、板、带、条、管、箔等统称铜材。铜 材的加工有轧制、挤制及拉制等方法，铜 材中板材和条材有热轧的和冷轧的；而带 材和箔材都是冷轧的；管材和棒材则分为 挤制品和拉制品；线材都是拉制的。
§3铜与消费

为什么要用铜，主要利用它哪些性能？ 调查的结果示于下图。铜具有优良的导电和导热 性，居所有工程金属材料之冠，这是它在当前电 气化和电子信息社会中产生举足轻重作用的主要 依据。铜还有许多优异的综合性能：它对大气、 海水、土壤以及许多化学介质有很强的耐蚀性； 它用在结构上刚柔并济，富有弹性，耐摩擦，抗 磨损；它具有多彩的外观，是人们钟爱的、古朴 典雅的象征。除了上述众多的使用性能外，它还 有一系列良好的加工、铸造、焊接、易切削等工 艺性能，从而使它获得了经济和广泛的应用。
§3铜与消费

加工铜的主要特性及用途 T1T2:有良好的导电、导热、耐腐蚀和加工性能， 可以焊接和钎焊；含降低导电，导热性的杂质较 少，微量的氧对导电导热和加工性能的影响不大， 但容易引起“氢病”，不宜在高温（如大于３７ ０℃）还原性气氛中加工（退火、焊接等）使用。 用途：导电、导热、耐腐蚀器材，如电线，电缆， 导电螺钉爆破用雷管，化学用蒸发器，储藏器各 种管道等。
§2铜及铜合金

锡青铜有较高的机械性能，较好的耐蚀性、减摩 性和好的铸造性能；对过热和气体的敏感性小， 焊接性能好，无铁磁性，收缩系数小。锡青铜在 大气、海水、淡水和蒸汽中的抗蚀性都比黄铜高。 铝青铜有比锡青铜高的机械性能和耐磨、耐蚀、 耐寒、耐热、无铁磁性，有良好的流动性，无偏 析倾向，可得到致密的铸件。在铝青铜中加入铁、 镍和锰等元素，可进一步改善合金的各种性能。
§2铜及铜合金


目前广泛用于水暖卫浴的黄铜材均含有1％~5％ 的铅，以提高其切削性能。但铅易溶出，造成污 染，危害人们身心健康，已经引起世界各国的重 视。 根据美国NSF、日本JIS、德国DIN50930及欧 盟的相关标准及法令规定，到2006年水道的铅溶 出标准必须从现在的0.05mg／L降低到0.01mg ／L。目前我国的水道铅溶出量远远高于0.05mg ／L，一般为0.1mg／L左右。
§3铜与消费



理论重量 纯铜：按密度 黄铜：按密度 青铜、白铜：按密度 H96、H90：按密度
8.9g/cm³ 计算 8.5 g/cm ³ 计算 8.9g/cm³ 计算 8.8g/cm³ 计算
§2铜及铜合金

(2)青铜 青铜是历史上应用最早的一种合金，原指铜锡合金，因 颜色呈青灰色，故称青铜。为了改善合金的工艺性能和机 械性能，大部分青铜内还加入其它合金元素，如铅、锌、 磷等。由于锡是一种稀缺元素，所以工业上还使用许多不 含锡的无锡青铜，它们不仅价格便宜，还具有所需要的特 种性能。无锡青铜主要有铝青铜、铍青铜、锰青铜、硅青 铜等。此外还有成份较为复杂的三元或四元青铜。现在除 黄铜和白铜（铜镍合金）以外的铜合金均称为青铜。
§3铜与消费
§3铜与消费

按人平均的年消费量： 发达国家（约占人口 11 亿）为 10～20公斤； 发展中国家（约占人口 49亿）为0～2公斤。 发达国家的铜消费水平显 著高于发展中国家。在发达国家中一个居民一生 约需消费一吨铜，这个数字是相当可观的。上述 两个数据的对比表明，铜的消费水平，在一定程 度上反映了一个国家的发展程度。我国近年来铜 的需求量虽有明显增长，但农村人日广阔，还存 在一些贫困地区，按人口平均的年消费水平仅达 0.l公斤左右，与印度（0.13公斤）相近，有十分 广阔的发展前景。
§4铜的化学成份


一、纯铜：GB/T467-1997（阴级铜） １、化学成分：铜＋Ａg≥99.95杂质 砷(As)≤0.0015 锑(Sb)≤0.0015 铁(Fe)≤0.002 锡(Sn)≤0.001 镍(Ni)≤0.002 锌(Zn)≤0.002 硫(S)≤0.0025 磷(P)≤0.001 2、电工用铜线锭 GB/T468-1997
§3铜与消费


Ｔ３：有较好的导电、导热、、耐腐蚀和 加工性能，可以焊接和钎焊；但含降低导 电，导热性的杂质较多，含氧量更高，更 易引。 ＴＵ１：纯度高、导电、导热性极好，无 “氢病”或极少“氢病”。加工性能和焊 接，耐腐蚀，耐寒性均好。用途：主要用 作电真空仪器，仪表器件。
§3铜与消费




二、黄铜 １、加工黄铜 （ＧＢ5265-85） 代号 化学成分（﹪ 余量为Zn） 总和（﹪）≤ H96 95.0-97.0 H90 88.0-91.0 H85 84.0-86.0 H80 79.0-81.0 H70 68.5-71.5 H68 67.0-70 H65 63.8-68 H63 62.0-65 H62 60.5-63.5 H59 60.5-60.0
青铜也分为压力加工和铸造产品两大类。
§2铜及铜合金

(3)白铜
以镍为主要添加元素的铜基合金呈银白色,称为 白铜。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 和电工用白铜两种，分别满足各种耐蚀和特殊的 电、热性能。
§2铜及铜合金

二、铜合金
（1）黄铜ຫໍສະໝຸດ 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。
§2铜及铜合金
§3铜与消费

在人体保健上的应用 · 铜是人体健康不可缺少的微量营养素，对于血液、中枢神经和 免疫系统，头发、皮肤和骨骼组织以及脑子和肝、心等内脏的发 育和功能有重要影响。铜主要从日常饮食中摄入。世界卫生组织 建议，为了维持健康，成人每公斤体重每天应摄入0.03毫克铜。 孕妇和婴幼儿应加倍。缺铜会弓I起各种疾病，可以服用含铜补 剂和药丸来加以补充。 ·铜离子可以消毒杀菌、卫生防疫。例如：可以杀灭易于在水中 滋生的大肠杆菌和痢疾等病菌，清除水中传播血吸虫病的蛞蝓和 螺等软体动物，以及传播疟疾的蚊子幼虫等疾病携带体。它还可 以应用在游泳池内，防止绿藻污染和通过地板传染足癣等等。 ·铜的化合物可以治疗某些疾病。己知佩带刺环可以治疗关节炎。 在一些西方国家很早就用硫酸盐来医治肺病和精神失常；在一些 非洲和亚洲国家则用来治疗溃疡和皮肤病。含铜药品目前正在不 断开发中。
有色金属实用知识简介
第一讲
§1.有色金属分类及产品牌号表示方法

一、有色金属的分类 （1）有色纯金属 分为重金属、轻金属、贵金属、半金属和稀有金属五类。 （2）有色合金 按合金系统分：重有色金属合金、轻有色金属合金、贵金属合金、稀 有金属合金等；按合金用途则可分：变形（压力加工用合金）、铸造合金、轴承合金、 印刷合金、硬质合金、焊料、中间合金、金属粉未等。 （3）有色材 按化学成份分类：铜和铜合金材、铝和铝合金材、铅和铅合金材、镍和 镍合金材、钛和钛合金材。按形状分类时，可分为：板、条、带、箔、管、棒、线、型 等品种。 二、产品牌号的表示办法 （1）命名原则 有色金属及合金产品牌号的命名，规定以汉语拼音字母或国际元素符 号作为主题词代号，表示其所属大类，如用L或AL表示铝，T或Cu表示铜。主题词以后， 用成份数字顺序结合产品类别来表示。即主题词之后的代号可以表示产品的状态、特征 或主要成份，如LF为防（F）锈的铝（L）合金；LD为锻（D）造用的铝（L）合金；LY 为硬（Y）的铝（L）合金，这三种合金的主题词是铝合金（L）。又如QSn为青（Q）铜 中主要的添加元素为锡（Sn）的一类；QAL9-4为青（Q）铜中含有铝（AL），成分中 添加元素铝为9%，其他添加元素为4%，这两种合金的主题词是青铜（Q）。因此，产 品代号是由标准（GB340-78）规定的主题词汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉伯数 字相结合的方法来表示。
杂质 0.2 0.2 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.5 1.0
§3铜与消费





镍黄铜 HNi65-5 64.0-67.0 0.3 0.3 HNi56-3 54.0-58.0 2.0-3.0 0.3-0.5-0.6 0.6 铅黄铜 铅 杂质总和（﹪）≤ Hpb63-3 62.0-65 2.4-3.0 0.75 Hpb63-0.1 61.5-63.5 0.05-0.3 0.5 Hpb62-0.8 60.0-63.0 0.5-1.2 0.75 Hpb61-1 59.0-61.0 0.5-1.2 0.75 Hpb59-1 57.0-60.0 0.8-1.9 1.0 锡黄铜：HSN-90-1 HSN62-1 HSN60-1 铝黄铜：HAI67-2.5 HAI59-3-2 HAI66-6-3-2