铜及铜合金(上课用)
合集下载
《铜及铜合金》课件
火法冶金
• 火法冶金是指将矿石或精矿在高温下进行熔炼，以提取有价金 属的冶金过程。火法冶金包括烧结、熔炼、吹炼、精炼等工序 ，铜的火法冶金通常采用反射炉、鼓风炉、电炉等设备。
湿法冶金
• 湿法冶金是指利用溶液中不同金属离子化学性质的差异，通过化学反应将有价金属从溶液中提取出来的方法。湿法冶金包 括浸出、净化、萃取、电解等工序，铜的湿法冶金通常采用硫酸浸出、氨浸出等方法。
铜及铜合金在某些环境中具有 良好的耐腐蚀性，如海洋环境
、大气环境等。
抗氧化性
铜及铜合金在高温环境下容易 氧化，生成氧化铜或碱式碳酸 铜。
化学反应活性
铜及铜合金在某些化学反应中 具有较高的反应活性，如氧化 还原反应等。
与酸、碱的反应
铜及铜合金与酸、碱等物质反 应，生成相应的盐类物质。
力学性能
强度与硬度
中国铜及铜合金市场现状
中国铜及铜合金消费量
01
中国是全球最大的铜及铜合金消费国，消费量占全球总消费量
的比例逐年上升。
中国铜及铜合金生产量
02
中国是全球最大的铜及铜合金生产国，生产量占全球总生产量
的比例逐年上升。
中国铜及铜合金进出口情况
03
中国铜及铜合金的进出口量较大，进出口市场受国内外经济形
势、汇率波动等多种因素影响。
05
铜及铜合金的腐蚀与防护
腐蚀类型和机理
电化学腐蚀
应力腐蚀
铜合金中的不同金属元素具有不同的电位 ，在电解质溶液中形成原电池，导致电化 学腐蚀。
在应力和特定环境因素的共同作用下，如 腐蚀介质和拉伸应力，铜合金容易发生应 力腐蚀开裂。
摩擦腐蚀
接触腐蚀
在摩擦过程中，由于机械作用和接触表面 间的相对运动，导致金属表面损伤和腐蚀 。
铜及铜合金课件-文档资料
硫化铜精矿 (20～30%Cu)
干燥 连续炼铜炉 熔池熔炼炉 干燥 闪速炉 干燥 电炉 干燥 反射炉 干燥 密闭鼓风炉
冰铜
(30～55%Cu)
转炉或连续吹炼炉 粗铜 火法精炼炉 阳极铜
(98.5%Cu)
(99.5% Cu)
电解精炼
电铜 (99.95%～99.99% Cu)
冰铜制取
冰铜熔炼所用原料主要是铜精矿和含铜的返料，除了有Cu、Fe、S等元 素外，还含有SiO2、CaO、MgO等。熔炼时如下发生反应： ⑴高价硫化物、氧化物及碳酸盐的分解 在1200℃ 以上，所有高价化合物均会发生离解反应。 FeS2 ＝ FeS ＋ 0.5S2 FenSn+1 = nFeS + 0.5S2 2CuFeS2 = Cu2S + 2FeS + 0.5S2 2CuS = Cu2S + 0.5S2 2Cu3FeS3 = 3Cu2S + 2FeS + 0.5S2 3NiS = Ni3S2 + 0.5S2 氧化铜和碳酸盐的离解反应： 2CuO = Cu2O + 0.5O2 CaCO3 = CaO + CO2 MgCO3 = MgO + CO2 离解生成的S2被炉中的氧化气氛氧化为SO2。
铜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。 电气、电子工业：应用最广、用量最大，占总消费量一半以 上。用于各种电缆和导线，电机和变压器的绕阻，开关以及印 刷线路板等。 机械和运输车辆制造：用于制 造阀门和配件、仪表、滑动轴 承、模具、热交换器和泵等。 化学工业：广泛应用于制造真 空器、蒸馏锅、酿造锅等。 国防工业：用以制造子弹、炮 弹、枪炮零件等，每生产100 万发子弹，需用铜13～14吨。 建筑工业：用做各种管道、管 道配件、装饰器件等。
铜及铜合金 ppt课件
7-1
铜
及
铜
合
金
PPT课件
1
1 知识回顾 2 课程导入 3 新课讲解
4 课堂总结
5 本节作业
PPT课件
2
知识回顾
1、按石墨存在形状不同，铸铁的四种分类
2、牌号解释
• HT250
KTH300-06
• QT400-18
RUT420
3、热处理方式：蠕墨铸铁 可锻铸铁
灰铸铁Байду номын сангаас
球墨铸铁
7-1铜及铜合金
PPT课件
熔点 1083℃；
导电性和导热性 仅次于金和银。
塑性好，易于冷热压力加工
做常用的导电、导热材料
通过冷加工制造电线电缆PP铜T课件管以及配制铜合金
7
一、纯铜（Cu） T1
工业纯铜 T2
按化学成分
T3
不同分类：
TU1
无氧铜
（含氧量极低， TU2
不超过0.003%） PPT课件
8
铜二合、金铜合金 1、黄铜 以锌为主加合金元素
成份数字组表示。
B30
表示含Ni量为30%的白铜。
BMn3－12 表示含Ni为3%，含为Mn12%的锰白铜。
PPT课件
13
二、铜合金
3、青铜 除了黄铜和白铜外，所有的铜基合金都称为青铜。
按主加元素种类的不同，青铜可分为锡青铜、铝青铜、硅青铜和铍青铜等。 按生产方式，也可分为压力加工青铜和铸造青铜两类。
3
课程导入
铜及铜合金特点
应用
PPT课件
4
新课讲解
A
导电性
B 导热性
C
抗磁性
D
耐蚀性
E
铜
及
铜
合
金
PPT课件
1
1 知识回顾 2 课程导入 3 新课讲解
4 课堂总结
5 本节作业
PPT课件
2
知识回顾
1、按石墨存在形状不同，铸铁的四种分类
2、牌号解释
• HT250
KTH300-06
• QT400-18
RUT420
3、热处理方式：蠕墨铸铁 可锻铸铁
灰铸铁Байду номын сангаас
球墨铸铁
7-1铜及铜合金
PPT课件
熔点 1083℃；
导电性和导热性 仅次于金和银。
塑性好，易于冷热压力加工
做常用的导电、导热材料
通过冷加工制造电线电缆PP铜T课件管以及配制铜合金
7
一、纯铜（Cu） T1
工业纯铜 T2
按化学成分
T3
不同分类：
TU1
无氧铜
（含氧量极低， TU2
不超过0.003%） PPT课件
8
铜二合、金铜合金 1、黄铜 以锌为主加合金元素
成份数字组表示。
B30
表示含Ni量为30%的白铜。
BMn3－12 表示含Ni为3%，含为Mn12%的锰白铜。
PPT课件
13
二、铜合金
3、青铜 除了黄铜和白铜外，所有的铜基合金都称为青铜。
按主加元素种类的不同，青铜可分为锡青铜、铝青铜、硅青铜和铍青铜等。 按生产方式，也可分为压力加工青铜和铸造青铜两类。
3
课程导入
铜及铜合金特点
应用
PPT课件
4
新课讲解
A
导电性
B 导热性
C
抗磁性
D
耐蚀性
E
铜及铜合金ppt课件
直接获得粗铜。
铸造工艺
01
02
03
连续铸造
将熔融的铜液连续浇注到 结晶器中，冷却后得到一 定规格的铜材。
模铸ห้องสมุดไป่ตู้
将熔融的铜液浇注入铸型 内，冷却凝固后获得所需 形状和规格的铜铸件。
压力铸造
在高压下将熔融的铜液注 入模具，使铜液快速冷却 凝固，形成精密、复杂的 铜铸件。
加工工艺
轧制
通过轧机对铜及铜合金进 行塑性加工，使其成为一 定规格的板、带、箔等产 品。
与其他金属的兼容性
铜及铜合金能够与某些其他金 属结合，形成具有特定性能的
合金。
力学性能
01
02
03
04
强度与硬度
铜及铜合金具有较高的强度和 硬度，能够承受一定的压力和
摩擦力。
塑性与延展性
铜及铜合金具有良好的塑性和 延展性，易于加工成各种形状
和尺寸的制品。
疲劳与断裂韧性
在循环载荷下，铜及铜合金可 能发生疲劳断裂，需关注其疲
铜及铜合金的表面处理技术
抛光
01
通过抛光处理，使铜及铜合金表面光滑平整，减少腐蚀介质附
着。
喷涂
02
采用喷涂技术，在铜及铜合金表面形成均匀的涂层，提高抗腐
蚀性能。
阳极氧化
03
通过阳极氧化处理，使铜及铜合金表面形成一层致密的氧化膜
，增强耐腐蚀性。
05
铜及铜合金的市场与发展趋势
全球铜及铜合金市场概况
机械腐蚀
铜及铜合金在受到外力作用时，如摩擦、冲击等，表面发生破坏， 引发腐蚀。
铜及铜合金的防腐蚀方法
表面涂层
在铜及铜合金表面涂覆防腐蚀涂层，如油漆、树 脂等，隔离金属与外界环境。
铸造工艺
01
02
03
连续铸造
将熔融的铜液连续浇注到 结晶器中，冷却后得到一 定规格的铜材。
模铸ห้องสมุดไป่ตู้
将熔融的铜液浇注入铸型 内，冷却凝固后获得所需 形状和规格的铜铸件。
压力铸造
在高压下将熔融的铜液注 入模具，使铜液快速冷却 凝固，形成精密、复杂的 铜铸件。
加工工艺
轧制
通过轧机对铜及铜合金进 行塑性加工，使其成为一 定规格的板、带、箔等产 品。
与其他金属的兼容性
铜及铜合金能够与某些其他金 属结合，形成具有特定性能的
合金。
力学性能
01
02
03
04
强度与硬度
铜及铜合金具有较高的强度和 硬度，能够承受一定的压力和
摩擦力。
塑性与延展性
铜及铜合金具有良好的塑性和 延展性，易于加工成各种形状
和尺寸的制品。
疲劳与断裂韧性
在循环载荷下，铜及铜合金可 能发生疲劳断裂，需关注其疲
铜及铜合金的表面处理技术
抛光
01
通过抛光处理，使铜及铜合金表面光滑平整，减少腐蚀介质附
着。
喷涂
02
采用喷涂技术，在铜及铜合金表面形成均匀的涂层，提高抗腐
蚀性能。
阳极氧化
03
通过阳极氧化处理，使铜及铜合金表面形成一层致密的氧化膜
，增强耐腐蚀性。
05
铜及铜合金的市场与发展趋势
全球铜及铜合金市场概况
机械腐蚀
铜及铜合金在受到外力作用时，如摩擦、冲击等，表面发生破坏， 引发腐蚀。
铜及铜合金的防腐蚀方法
表面涂层
在铜及铜合金表面涂覆防腐蚀涂层，如油漆、树 脂等，隔离金属与外界环境。
铜及铜合金 教案
课后练习：铜及其铜合金部分一、填空题1.通常把黑色金属以外的金属称为______________也称_______________。
常用的有色金属有______________及其合金、___________及其合金、______________及其合金和轴承合金等。
2.常用的铜合金可分为______________、____________和______________大类，其中_______________是以锌为主加合金元素;_________________是以镍主加合金元素；而除了_____________和_______________外，所有的铜基合金都称为______________________。
3.普通黄铜又分为______________黄铜和______________黄铜两类，当含锌量小于39％时，称为________________黄铜。
由于其塑性好，适合干______________加工:当含锌量大于或等于39％时，称为_____________黄铜，其塑性逐渐变差，只适合进行_______________加工。
4.白铜具有高的_______________和优良的冷热加工成形性，是精密___________________、________________、____________及工艺品制造中的重要材料.二、判断题(正确的打“√＂，误的打“×”)1.纯铜无同素异构转变。
( )2.黄铜中含锌量越高，其强度也越高。
( )3.特殊黄铜是不含锌元素的黄铜。
( )4.含锡量大于10％的锡青铜，塑性较差，只适合铸造( )5.含锌量为30％左右的普通青铜，塑性最好( )三、选择题(将正确答案的序号填在括号内)将相应的牌号填在括号里:普通黄铜( )・铸造黄铜( )，锡青铜( )，铍青铜( )A.H68 B QSn4-3 C. QBe2 D. ZCuZn38四、牌号解释1.T22.H683.HPb59—14.ZCuSn10Pb1。
《铜及铜合金》
青铜。根据主要加入的合金元素分为四种。
（1）锡青铜：耐蚀、耐磨、强度高、弹性好、铸造性能好 等特点。
（2）铝青铜：强度、硬度、耐磨性、耐热性、耐蚀性高于
黄铜和锡青铜，但其铸造性能和焊接性能较 差。
（3）铅青铜：减摩性好，疲劳强度高并有良好的热传递性，
是一种重要的高速重载滑动轴承合金。
铜 合 金
（4）铍青铜：具有很高的强度、硬度、疲劳强度和弹性极
2、白铜：白铜是以镍为主要加入元素的铜合金。白
铜分为普通白铜和特殊白铜。
（1）普通白铜：是铜和镍的二元合金，具有较高的 耐蚀性和抗腐蚀疲劳性能以及优良的冷热加工性能。
（2）特殊白铜：是在普通白铜的基础上添加了锌、 锰、铝等元素形成的，其耐蚀性、强度和塑性高，但 成本降低了。
铜 合 金
2、青铜：除去黄铜和白铜以为的所有铜合金统称为
限，而且耐蚀、耐磨、无磁性、导电导热性好，铸造性好，受 冲击是无火花等。
§1.3铜及铜合金
目录CONTENTS
资讯
2
大事件
6
人物
8
深度Biblioteka 92纯 铜
铜是人类最早发现和使用的金属材料，因为铜的熔点 低,易合金化，是人类使用的最古老的金属之一，早在公 元7000年人类就认识了自然铜，大约在公元前3000年左右 在世界各地出现了具有较高水平的铜冶炼业。3500年前人 们开始用铜合金制作生活器皿，曾经开创了辉煌灿烂的古 代青铜文明。
纯 铜
在我国商周奴隶社会，青铜的冶铸技术已有很高的水 平。经过春秋战国，青铜一度 在制造兵器和生产工具方面 进一步有所发展。到了秦汉，由于铁制工具的迅速进展， 青 铜工具逐步被取代了。但另一方面又因为封建社会商品 经济发展的要求，青铜大量地被 用于铸造钱币，而无法用 铁器、漆器取代的青铜镜，其制作技术也在提高。总之， 在我 国进入封建社会后，炼铜技术的发展并没有停顿，而 在某些制造业中继续发展。
（1）锡青铜：耐蚀、耐磨、强度高、弹性好、铸造性能好 等特点。
（2）铝青铜：强度、硬度、耐磨性、耐热性、耐蚀性高于
黄铜和锡青铜，但其铸造性能和焊接性能较 差。
（3）铅青铜：减摩性好，疲劳强度高并有良好的热传递性，
是一种重要的高速重载滑动轴承合金。
铜 合 金
（4）铍青铜：具有很高的强度、硬度、疲劳强度和弹性极
2、白铜：白铜是以镍为主要加入元素的铜合金。白
铜分为普通白铜和特殊白铜。
（1）普通白铜：是铜和镍的二元合金，具有较高的 耐蚀性和抗腐蚀疲劳性能以及优良的冷热加工性能。
（2）特殊白铜：是在普通白铜的基础上添加了锌、 锰、铝等元素形成的，其耐蚀性、强度和塑性高，但 成本降低了。
铜 合 金
2、青铜：除去黄铜和白铜以为的所有铜合金统称为
限，而且耐蚀、耐磨、无磁性、导电导热性好，铸造性好，受 冲击是无火花等。
§1.3铜及铜合金
目录CONTENTS
资讯
2
大事件
6
人物
8
深度Biblioteka 92纯 铜
铜是人类最早发现和使用的金属材料，因为铜的熔点 低,易合金化，是人类使用的最古老的金属之一，早在公 元7000年人类就认识了自然铜，大约在公元前3000年左右 在世界各地出现了具有较高水平的铜冶炼业。3500年前人 们开始用铜合金制作生活器皿，曾经开创了辉煌灿烂的古 代青铜文明。
纯 铜
在我国商周奴隶社会，青铜的冶铸技术已有很高的水 平。经过春秋战国，青铜一度 在制造兵器和生产工具方面 进一步有所发展。到了秦汉，由于铁制工具的迅速进展， 青 铜工具逐步被取代了。但另一方面又因为封建社会商品 经济发展的要求，青铜大量地被 用于铸造钱币，而无法用 铁器、漆器取代的青铜镜，其制作技术也在提高。总之， 在我 国进入封建社会后，炼铜技术的发展并没有停顿，而 在某些制造业中继续发展。
《铜及铜合金》课件
2
交通工具
铜被广泛用于汽车、火车、船舶等交通工具中的制动系统、散热器、发动机等部件。
3
军事领域
铜被广泛应用于军事装备、导弹等，是军事装备的重要材料。
4
生活用品
铜常被用于制造钱币、首饰、厨具等生活用品。
铜合金
合金的定义、分类
铜合金指铜与其他金属或非金属元素共同组成的合金。常见的铜合金有高黄铜、铜锌合金、 青铜、铜铝合金、铜锡合金等。
铜合金的应用
不同种类的铜合金具有不同的性能和用途，广泛应用于电气、建筑、航空、汽车、机械等领 域。
常见的铜合金
高黄铜是一种重要的铜合金，常用于制造弹簧、连接器等；铜铝合金是一种轻质高强的铜合 金，广泛用于航空航天和汽车制造等领域。
铜及铜合金的环保应用
1
纳米铜的制备及应用
2
纳米铜是指粒径在1-100 nm之间的铜粉末，
具有高比表面积和活性Hale Waihona Puke 可用于催化、电子、涂饰等领域。
3
再生铜的制备及应用
再生铜是通过回收废旧铜制备的铜，具 有环保优势，广泛应用于电子、建筑、 交通等领域。
铜及铜合金回收处理技术
铜及铜合金回收处理技术包括冶金、生 物化学、化学和物理等多种方法，可用 于解决废弃铜的环境污染问题。
总结
铜及铜合金的重要性
铜及铜合金在经济、国防、生活等领域均扮演着重 要角色，是人类社会发展的重要物质基础。
铜及铜合金的发展前景
随着科学技术的不断发展和应用创新，铜及铜合金 在新材料、新能源、智能制造等领域有着广阔的应 用前景。
《铜及铜合金》PPT课件
在这个课程中，我们将一起探讨铜及其合金的基本性质、制备、应用以及环 保技术。
铜及其合金 ppt课件
Mg, Zn, Ni,…）； 高的的稳定性（大气、淡水）；但在海水中稍差，在氧化
性酸及各种盐类极易被腐蚀;
一定的机械性能（抗拉强度σb 200-240 MPa），冷加工状态下σb:450 MPa；
优良的加工成形性，铜有极高的塑性; 优良的可焊性; 铜的另一个特性是无磁性，常用来制造不受磁场干扰的磁
套，如HPb74-1, HPb59-1。
青铜
青铜是Cu和Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr和 Co等元素组成的合金的统称。
青铜根据成分可分为锡青铜（Cu-Sn）和特殊青铜。 在特殊青铜中，根据主加元素又分别命名为铝青铜 （Cu-Al）、铍青铜（Cu-Be）等。
二元青铜： Cu-Sn， Cu-Al， Cu-Be，…； 多元青铜： Cu-Sn-M， Cu-Al-M， Cu-Be-M，…；
铜及其合金
➢ 紫铜 工业纯铜
➢ （Cu-Zn-M）
➢ 青铜 （除Zn, Ni外，Cu-M）
锡青铜 （Cu-Sn-M） 特殊青铜（Cu-Al，Cu-Be，……） ➢ （Cu-Ni）
铜及铜合金的主要性能：
1）高导电率和导热率; 2）具有良好塑性，易于成型; 3）高强度与良好耐磨性; 4）某些条件下有良好的耐蚀性;
3）四六黄铜 H62、H59 α+β黄铜 用于制造销钉、螺帽、导管及散热器零件。
二. 特殊黄铜
Cu-Zn-M: +Si, Al, Sn, Pb, Mn, Fe, Ni等不同程度 地影响Cu-Zn相图的相区。
锌当量系数 黄铜中加入M后并不形成新相，只是影响α，β相的相对 含量，其效果象增加了锌一样。可以用加入1%的其它 合金元素对组织的影响上相当于百分之几的Zn的换算 系数来预估加入的合金元素对多元黄铜组织的影响，这 种换算关系称为锌当量系数。
性酸及各种盐类极易被腐蚀;
一定的机械性能（抗拉强度σb 200-240 MPa），冷加工状态下σb:450 MPa；
优良的加工成形性，铜有极高的塑性; 优良的可焊性; 铜的另一个特性是无磁性，常用来制造不受磁场干扰的磁
套，如HPb74-1, HPb59-1。
青铜
青铜是Cu和Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr和 Co等元素组成的合金的统称。
青铜根据成分可分为锡青铜（Cu-Sn）和特殊青铜。 在特殊青铜中，根据主加元素又分别命名为铝青铜 （Cu-Al）、铍青铜（Cu-Be）等。
二元青铜： Cu-Sn， Cu-Al， Cu-Be，…； 多元青铜： Cu-Sn-M， Cu-Al-M， Cu-Be-M，…；
铜及其合金
➢ 紫铜 工业纯铜
➢ （Cu-Zn-M）
➢ 青铜 （除Zn, Ni外，Cu-M）
锡青铜 （Cu-Sn-M） 特殊青铜（Cu-Al，Cu-Be，……） ➢ （Cu-Ni）
铜及铜合金的主要性能：
1）高导电率和导热率; 2）具有良好塑性，易于成型; 3）高强度与良好耐磨性; 4）某些条件下有良好的耐蚀性;
3）四六黄铜 H62、H59 α+β黄铜 用于制造销钉、螺帽、导管及散热器零件。
二. 特殊黄铜
Cu-Zn-M: +Si, Al, Sn, Pb, Mn, Fe, Ni等不同程度 地影响Cu-Zn相图的相区。
锌当量系数 黄铜中加入M后并不形成新相，只是影响α，β相的相对 含量，其效果象增加了锌一样。可以用加入1%的其它 合金元素对组织的影响上相当于百分之几的Zn的换算 系数来预估加入的合金元素对多元黄铜组织的影响，这 种换算关系称为锌当量系数。
铜及铜合金上用PPT课件
• 眼镜上的螺钉及架子一般用H62:它的强度较高，并有一定的耐蚀性， 缺点是在汗水的腐蚀下会生铜锈。
• 黄铜精密异型材 ——眼镜铰链
（二）青铜（ Cu-Sn合金）
•青铜原指Cu-Sn合金，是人类应用最早的一种合金， 现包括：锡青铜，铝青铜，铍青铜，硅青铜等。 • 牌号： “Q”+第一个主加元素符号及其名义质量
（一）黄铜（Cu-Zn合金）
• 黄铜具有良好的工艺性能、机械性能、较高的 导电和导热性，黄铜还具有价格便宜优点。
• 黄铜随着含锌量的增加，其色泽由金红向黄、 金黄、白色逐渐变化，是有色金属中应用最广 的合金材料之一。
黄铜的分类
• 根据黄铜中所含合金元素种类的不同，黄铜分 为普通黄铜和特殊（复杂）黄铜两种。
特殊黄铜
• 为了提高黄铜的耐蚀性、强度、硬度和切削性等，在 铜-锌合金中加入少量（一般为1%～2%，少数达 3%～4%，极个别的达5%～6%）锡、铝、锰、铁、 硅、镍等元素，构成三元、四元、甚至五元合金，即 为复杂黄铜，亦称复杂黄铜。
实例：
• 镍黄铜：镍与铜能形成连续固溶体，65Cu-30Zn-5Ni是典型的α镍黄 铜，镍能提高合金的强度和韧性，并能增强合金的抗脱锌及抗应力 腐蚀的能力。
• H90 （ H80）有优良的耐蚀性、导热性和冷变形 能力，并呈金黄色，有金色黄铜之称。常用于镀 层、艺术装饰品、奖章、散热器等。
• H70（H68）俗称三七黄铜，有优良的冷热塑性变 形能力，适宜用冷冲压制造形状复杂而要求耐蚀 的管、套类零件，如弹壳、波纹管等，故又有弹 壳黄铜之称。
• H62、H59 俗称四六黄铜。当 wZn=39～45%时， 室温下的组织为α+ β ’。在实际生产条件下，当 wZn＞32%时，即出现α+ β ’组织。强度较高，有 一定的耐蚀性，广泛用来制作电器上要求导电、 耐蚀及适当强度的结构件，如螺栓、螺母、垫圈、 弹簧及机器中的轴套等，有商业黄铜之称
• 黄铜精密异型材 ——眼镜铰链
（二）青铜（ Cu-Sn合金）
•青铜原指Cu-Sn合金，是人类应用最早的一种合金， 现包括：锡青铜，铝青铜，铍青铜，硅青铜等。 • 牌号： “Q”+第一个主加元素符号及其名义质量
（一）黄铜（Cu-Zn合金）
• 黄铜具有良好的工艺性能、机械性能、较高的 导电和导热性，黄铜还具有价格便宜优点。
• 黄铜随着含锌量的增加，其色泽由金红向黄、 金黄、白色逐渐变化，是有色金属中应用最广 的合金材料之一。
黄铜的分类
• 根据黄铜中所含合金元素种类的不同，黄铜分 为普通黄铜和特殊（复杂）黄铜两种。
特殊黄铜
• 为了提高黄铜的耐蚀性、强度、硬度和切削性等，在 铜-锌合金中加入少量（一般为1%～2%，少数达 3%～4%，极个别的达5%～6%）锡、铝、锰、铁、 硅、镍等元素，构成三元、四元、甚至五元合金，即 为复杂黄铜，亦称复杂黄铜。
实例：
• 镍黄铜：镍与铜能形成连续固溶体，65Cu-30Zn-5Ni是典型的α镍黄 铜，镍能提高合金的强度和韧性，并能增强合金的抗脱锌及抗应力 腐蚀的能力。
• H90 （ H80）有优良的耐蚀性、导热性和冷变形 能力，并呈金黄色，有金色黄铜之称。常用于镀 层、艺术装饰品、奖章、散热器等。
• H70（H68）俗称三七黄铜，有优良的冷热塑性变 形能力，适宜用冷冲压制造形状复杂而要求耐蚀 的管、套类零件，如弹壳、波纹管等，故又有弹 壳黄铜之称。
• H62、H59 俗称四六黄铜。当 wZn=39～45%时， 室温下的组织为α+ β ’。在实际生产条件下，当 wZn＞32%时，即出现α+ β ’组织。强度较高，有 一定的耐蚀性，广泛用来制作电器上要求导电、 耐蚀及适当强度的结构件，如螺栓、螺母、垫圈、 弹簧及机器中的轴套等，有商业黄铜之称
铜及铜合金教学设计
教学过程教师活动学生活动设计意图一、创设情境，引入课题情景一：我校02级数控专业毕业生高某在2010年6月，自主创业开办了数控加工厂，主营业务代加工。
9月正式开业就接到一份订单，样品如下：（PPT）PPT展示情景：客户要求：1、材料：铜2、订单量：1000件3、单价：10.00元/件4、交货期限：15天5、货到付款80%，其于部分在使用15天之内全部付清情景二：客户在使用过程中发现有如下问题：（PPT）提问：如果是您会怎么选材料呢？？1、PPT展示情景：螺纹很容易坏、工人用力拧就乱牙2、管子太软，工人稍不注意压一下就变形。
3、不付余款，要求赔付损失（PPT）进入情景产生兴趣思考，尝试回答让学生从实际职业情景出发，感受自主创业过程，同时激起学生学习兴趣、引起学生好奇心、求知欲。
二、任务驱动，合作学习总任务：做公司的材料购销员任务一：10万元订单加工问题出在哪里一、纯铜1、提问：他用的是什么成份的铜？这种铜有什么特点？主要用在什么地方？2、展示PPT，（1）明确出现这种情况的原因是选材料的问题。
（2）紫铜的分类、性能任务二：这批订单应该选用什么材料二、黄铜（一）普通黄铜1、提问：应该使用哪种材料呢？看书、思考完成学案回答思考、看书回答完成学案设计总任务并分解成4个子任务，引导学生在任务驱动下自主学习从找出问题到分析问题，最后引导学生解决问题大家都来帮他选一下材料吧？引出任务四：防爆性扳、提问：应该选什么材料呢？（根据书上P27内容）四、归纳梳理，画知识树总结铜及其合金方分类表学生归纳、教师补充通过总观铜及其合金的分类，对铜系金属有较完整的认识五、课后练习，巩固提升完成学案余下题目布置作业课余完成巩固提高。
金材9-1铜及铜合金
含锡量小于8%的锡铜具有较好的塑性和适当的强度，适于压力加工；含锡量大于10%的锡青铜，由于塑性较差，只适于铸造。
锡青铜的耐蚀性好。在其中加入磷、锌、铅等元素，可改善耐磨性、铸造性、切削加工性，使其性能更佳。（但锡较贵，近年被其它青铜所代用）
⑵铝青铜
铝青铜的含铝量为5%--12%。当含铝小于7%时，其强度低而塑性好，适于冷加工；当含铝超过7%时，其塑性急剧下降，不宜进行冷变形加工；当铝含量为10%时左右时其强度最高，常以铸态使用。
常见特殊黄铜有：锡黄铜、硅黄铜、锰黄铜、铅黄铜、铝黄铜、铁黄铜。
（铅使力学性能下降，但能改善切削加工工艺性能；硅能提高强度、硬度，与铅一起提高耐磨性；锡提高强度和在海水中的抗蚀性，又称海军黄铜）
牌号：H+主加元素符号（锌除外）+铜含量百分数+主加元素含量的百分数
理论课教案附页
编制/时间：
教学方法
主要教学内容和过程
理论课教案附页
编制/时间：
教学方法
主要教学内容和过程
附记
常用的有：①铜及其合金；②铝及其合金；③钛及其合金；④轴承合金。
9-1铜及其合金Biblioteka 一、铜铜是一种非常重要的有色金属，它具有与别的金属不同的许多优异性能，因此，铜及铜合金应用非常普遍。我国是世界上最早使用铜的国家，在铜及其合金的生产和使用方面有着悠久的历史。
（3）铜具有极好的塑性，易于冷、热压力加工。
冷变形可让纯铜的强度提高一倍以上，因此冷加工硬化成为提高铜制品强度的重要手段。冷变形使铜的强度增加，但塑性也显著下降，所以，纯铜在变形过程中需要进行中间退火（再结晶退火），以恢复其塑性。（常以冷加工方法加工铜制品）
铜中常见的杂质主要有铅、铋、氧、硫、硅、磷等，杂质对铜的物理性能、机械性能都有很大的影响，生产中应尽可能减少杂质的含量，以提高其性能。
锡青铜的耐蚀性好。在其中加入磷、锌、铅等元素，可改善耐磨性、铸造性、切削加工性，使其性能更佳。（但锡较贵，近年被其它青铜所代用）
⑵铝青铜
铝青铜的含铝量为5%--12%。当含铝小于7%时，其强度低而塑性好，适于冷加工；当含铝超过7%时，其塑性急剧下降，不宜进行冷变形加工；当铝含量为10%时左右时其强度最高，常以铸态使用。
常见特殊黄铜有：锡黄铜、硅黄铜、锰黄铜、铅黄铜、铝黄铜、铁黄铜。
（铅使力学性能下降，但能改善切削加工工艺性能；硅能提高强度、硬度，与铅一起提高耐磨性；锡提高强度和在海水中的抗蚀性，又称海军黄铜）
牌号：H+主加元素符号（锌除外）+铜含量百分数+主加元素含量的百分数
理论课教案附页
编制/时间：
教学方法
主要教学内容和过程
理论课教案附页
编制/时间：
教学方法
主要教学内容和过程
附记
常用的有：①铜及其合金；②铝及其合金；③钛及其合金；④轴承合金。
9-1铜及其合金Biblioteka 一、铜铜是一种非常重要的有色金属，它具有与别的金属不同的许多优异性能，因此，铜及铜合金应用非常普遍。我国是世界上最早使用铜的国家，在铜及其合金的生产和使用方面有着悠久的历史。
（3）铜具有极好的塑性，易于冷、热压力加工。
冷变形可让纯铜的强度提高一倍以上，因此冷加工硬化成为提高铜制品强度的重要手段。冷变形使铜的强度增加，但塑性也显著下降，所以，纯铜在变形过程中需要进行中间退火（再结晶退火），以恢复其塑性。（常以冷加工方法加工铜制品）
铜中常见的杂质主要有铅、铋、氧、硫、硅、磷等，杂质对铜的物理性能、机械性能都有很大的影响，生产中应尽可能减少杂质的含量，以提高其性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3. 当Sn＞20%时，由于出现过多的δ相，使合金变得很脆，强 度也显著下降。因此，工业上用的锡青铜的含锡量一般为3 %～14%。
• 除Sn外，锡青铜中一般含有少量Zn、Pb、P、Ni等元素： 1. Zn提高低锡青铜的机械性能和流动性。 2. Pb能改善青铜的耐磨性能和切削加工性能，却要降低机械 性能。 3. Ni能细化青铜的晶粒，提高机械性能和耐蚀性。
特殊黄铜
• 为了提高黄铜的耐蚀性、强度、硬度和切削性等，在 铜-锌合金中加入少量（一般为1%～2%，少数达3 %～4%，极个别的达5%～6%）锡、铝、锰、铁、 硅、镍等元素，构成三元、四元、甚至五元合金，即 为复杂黄铜，亦称复杂黄铜。
实例：
• 镍黄铜：镍与铜能形成连续固溶体，65Cu-30Zn-5Ni是典型的α镍黄 铜，镍能提高合金的强度和韧性，并能增强合金的抗脱锌及抗应力 腐蚀的能力。
4. P能提高青铜的韧性、硬度、耐磨性和流动性。
铝青铜
• 以铝为主加元素的铜合金，具有比锡青铜更好的耐蚀 性、更好的力学性能。 • 应用：高强度、高耐磨性、耐蚀的零件，如弹簧、齿 轮、摩擦轮，传动机构等。 • 牌号：QAl11-6-6，QAl10-5-5.
铍青铜
• 热处理强化后的抗拉强度可高达1250～1500MPa，HB可达35
浙江工贸职业技术学院
镍铜
• 电力输送中需要大量消耗高导电性的铜 • 1996年建成的香港天坛大佛，使用锡、锌、铅青铜铸造拼接而成，
高26米，重206吨。1997年建成的浙江普陀山南海观音大佛，高20
米，重 70吨 • 在铜币的应用中，除了变化尺寸以外，
可以很方便地采用不同合金成分、改
变合金色彩来制造和区分不同面值的 货币。常用的有含25％镍的“银币”，
纯铜力学性质
• 纯铜的抗拉强度低，退火状态下的纯铜抗拉强度约为
220MPa，伸长率约为45%~50%，硬度HB约为40~50
HBS
纯铜加工性能
• 具有高的塑性，可冷、热压力加工，可制成管、 棒、线、条、带、板、箔等铜材 。
• 经冷加工变形后强度增至392MPa~490MPa，塑性显著
降低，伸长率可降至2%
含 20％锌和1％锡的黄铜币以及含少
量锡（3%）和锌（l.5%）的“铜”币
纯铜的物理性质
•元素符号Cu，原子量63.5 •铜具有良好的导电、导热性，仅次 于银而居第二 •焰色反应呈绿色。 •密度8.92g/cm3 •熔点1083℃
纯铜的化学性能
• 铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力，室 外常温下铜在大气中的氧化速度很慢，表面 生成一层黑色氧化性保护膜。温度高于130℃ 后，铜的氧化速度才开始增加。高温下铜的 表面生成一层致密的红色氧化亚铜（Cu2O） 膜。铜在潮湿空气中久置后，铜表面会生成 一层铜绿，[Cu (OH)2 ·Cu CO3] 或[CuSO4·C u(OH)2] 。
普通黄铜
• 1.普通黄铜：如：H96，H80，H70，H68，H59等。 • 根据Cu－Zn二元状态图，黄铜的室温组织有三种： 含锌量在35%以下的黄铜，室温下的显微组织由单相的α固 溶体组成，称为α黄铜，退火处理后的α黄铜能承受极大的塑 性变形 ；
含锌量在36%～46%范围内的黄铜，室温下的显微组织由 （α+β）两相组成，称为（α+β）黄铜（两相黄铜）；
含锌量超过46%～50%的黄铜，室温下的显微组织仅由β相 组成，称为β黄铜，其组织如图 。
铸态黄铜的力学性能与含锌量及组织的关系
• H90 （ H80）有优良的耐蚀性、导热性和冷变形 能力，并呈金黄色，有金色黄铜之称。常用于镀 层、艺术装饰品、奖章、散热器等。 • H70（H68）俗称三七黄铜，有优良的冷热塑性 变形能力，适宜用冷冲压制造形状复杂而要求耐 蚀的管、套类零件，如弹壳、波纹管等，故又有 弹壳黄铜之称。 • H62、H59 俗称四六黄铜。当 wZn=39～45% 时，室温下的组织为α + β ’。在实际生产条件下， 当wZn＞32%时，即出现α + β ’组织。强度较高， 有一定的耐蚀性，广泛用来制作电器上要求导电、 耐蚀及适当强度的结构件，如螺栓、螺母、垫圈、 弹簧及机器中的轴套等，有商业黄铜之称
锡青铜
• 它的机械性能与含锡量有关。 1. 当Sn≤5%～6%时，Sn溶于Cu中，形成面心立方晶格的α固 溶体，随着含锡量的增加，合金的强度和塑性都增加。 2. 含Sn量＞5～6%，锡青铜的室温组织为α+共析体(α+δ)。δ 相是以电子化合物Cu31Sn8为基的固溶体，是一个硬脆相， 虽然强度继续升高，但塑性却会下降。
•
眼镜上的螺钉及架子一般用H62:它的强度较高，并有一定的耐蚀性， 缺点是在汗水的腐蚀下会生铜锈。
•
黄铜精密异型材 ——眼镜铰链
（二）青铜（ Cu-Sn合金）
•青铜原指Cu-Sn合金，是人类应用最早的一种合金， 现包括：锡青铜，铝青铜，铍青铜，硅青铜等。
• 牌号： “Q”+第一个主加元素符号及其名义质量 分数+数字（其他合金元素的名义质量分数）；如 QSn4-3 铸造青铜：ZCuSn10P1
纳米铜的室温超塑性
2 铜合金
• 合金：由两种或两种以上的金属或非金属所组成的
具有金属特性的物质。
• 目前已能制备1600多种铜合金，主要的系列有：
• 铜锌合金 • 铜锡合金 • 铜镍合金
• 锰铜合金
• 铍（青）铜合金
（一）黄铜（Cu-Zn合金）
• 黄铜具有良好的工艺性能、机械性能、较高的 导电和导热性，黄铜还具有价格便宜优点。 • 黄铜随着含锌量的增加，其色泽由金红向黄、
金黄、白色逐渐变化，是有色金属中应用最广
的合金材料之一。
黄铜的分类
• 根据黄铜中所含合金元素种类的不同，黄铜分
为普通黄铜和特殊（复杂）黄铜两种。
• 普通黄铜是铜锌二元合金。如果是由二种以上
的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。如由
铅、锡、锰、镍、铅、铁、硅组成的铜合金。 • 在眼镜行业中，通常采用HPb59-1铅黄铜来制 造中低档眼镜铰链和配件。 • HPb59-1：铜：59%，铅1%。
水晶老眼镜
浙江工贸职业技术学院
（三）白铜（Cu－Ni）
• 以镍为主要合金元素的铜基合金，因多数呈银白色而 得名，铜和镍能无限互溶形成连续固溶体，即不论彼 此的比例多少，而恒为α单相合金 ，含量超过16％以 上时，产生的合金色泽就变得洁白如银，镍含量越高， 颜色越白 。 • 在铜合金中，白铜延展性好、硬度高、色泽美观、耐 腐蚀、富有深冲性能，易于塑性加工和焊接。
第二节 铜及铜合金
1、铜元素
•金属铜是唯一的能大量天 然产出的金属，也存在于各 种矿石(例如黄铜矿、辉铜 矿、斑铜矿、赤铜矿和孔雀 石CuSO4 · 2H2O)中 。
孔雀石
黄铜矿CuFeS2
蓝铜矿Cu3(CO3)2(OH)2
赤铜矿Cu2O
辉铜矿Cu2S
铜的用途
• 每生产100万发子弹，需用铜13--14吨 （炮铜）
抗拉强度 伸长率 弹性模量 硬度
450-500 950 40 3 117 121 900维氏 2500维氏
注意：青铜切屑性能较差，在后续工序中应注意其开裂现象
在镜架中的应用
• 在铜合金中青铜的耐磨性、弹性以及耐腐蚀性 能是最好的，但它的脆性比较大。 • 在镜架制造上，主要用来制造镜褪的芯子、饰 配件。
0～400，远远超过任何铜合金，可与高强度合金钢媲美。
• 铍青铜的含铍量在1.7%～2.5%之间，铍溶于铜中形成α固溶体。 • 铍青铜具有很高的弹性极限（弹性之王）、疲劳强度、耐磨性
和抗蚀性，导电、导热性极好，并且耐热、无磁性，受冲击时
不发生火花。
铍青铜的力学性能
牌号
QBe2
成分
Be
状态
软态 加工态