铜合金的制备与加工
一种铜或铜合金材料的制备方法及精炼用精炼剂
一种铜或铜合金材料的制备方法及精炼用精炼剂嘿，咱今儿就来聊聊一种铜或铜合金材料的制备方法还有那精炼用的精炼剂哈！你想啊，这铜或铜合金，那可是在咱们生活里到处都有呢！从电线到各种器件，哪儿都少不了它们的身影。
那要怎么把它们弄出来呢？这制备方法可就重要啦！先说说这材料的准备吧，就好像做饭得先有食材一样，得选好合适的铜原料呀。
然后呢，经过一系列的工艺步骤，让这些铜原料慢慢变成我们想要的样子。
这过程就像变魔术似的，神奇得很呢！在这个过程中，精炼剂就像是个厉害的小助手。
它能帮着去除那些杂质，让铜或铜合金变得更纯净、更优质。
就好比你脸上有脏东西，得用洗面奶给洗干净一样，这精炼剂就是那神奇的“洗面奶”。
想象一下，如果没有精炼剂，那制备出来的铜或铜合金会是什么样呢？肯定没那么好呀！那质量可能就大打折扣啦。
所以说，这精炼剂可真是太重要啦！具体来说，精炼剂是怎么发挥作用的呢？它就像个勇敢的战士，和那些杂质展开激烈的战斗，把它们一个个都给赶跑。
而且啊，不同的精炼剂还有不同的特点和用处呢，就像不同的战士有不同的本领一样。
在实际操作中，可得掌握好精炼剂的使用量和使用方法。
这就跟炒菜放盐似的，放多了咸，放少了没味道。
得恰到好处，才能让铜或铜合金达到最佳的状态。
那怎么才能知道自己做的对不对呢？这就得靠经验和技巧啦！多试试，多摸索，慢慢就找到感觉啦。
这可不是一朝一夕就能学会的，得下功夫呢！总之啊，这一种铜或铜合金材料的制备方法和精炼用精炼剂，那可都是很有讲究的。
要想做出高质量的铜或铜合金，就得好好研究研究它们。
可别小瞧了这些东西，它们可是能为我们的生活带来很多便利和好处的呢！你说是不是？咱可得重视起来呀！。
铜合金的制备与加工
PART 2
铜合金的分类
01
黄铜
黄铜是由铜和锌所组成的合金，由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜，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。黄铜有较强的耐磨性能，黄铜 常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。 锡黄铜
锰黄铜
镍黄铜
铅黄铜
镍黄铜
02
青铜
青铜是金属冶铸史上最早的合金，在纯铜（紫铜）中 加入锡或铅的合金，有特殊重要性和历史意义，与纯铜 （紫铜）相比，青铜强度高且熔点低（25% 的锡冶炼青铜， 熔点就会降低到800℃）。 青铜分为铜锡合金等（除了锌镍外，加入其他元素的 合金均称青铜）主要有：锡青铜、锡磷青铜、铝青铜、铍 青铜、铬青铜、锆青铜、铬锆青铜、铁青铜、镍硅青铜、 镉青铜、镁青铜、硅青铜、其他青铜等。
●力学性能： 抗拉强度 σb (MPa)：≥245 伸长率 δ5 (%)：≥10 硬度 ：≥685HB ●热处理规范：加热温度1050～ 1100℃；浇注温度980～1000℃。
●铸造方法：
S-砂型铸造、J-金属型铸造、La-连续铸造、Li离心铸造
铸造铜合金牌号表示方法为“H+主加合金元素符号+铜百分含量及主加 元素百分含量 。 例如：① ZCuZn38表示铸造铜锌合金（黄铜），其中锌的质量!分数为 38%，余为铜。 ② HMn58—2表示铜质量分数为58%和锰质量分数为2%，其余 为Zn的特殊黄铜。
02
青铜器的制造
青铜器的制作工艺主要分为9个步骤： 1.原作品防护和保护处理 2.硅橡胶模具 3.翻制和石膏模具翻制 4.腊型制作 5.型壳制作 6.脱蜡风干 7.高温型壳培烧 8.清理清砂打磨精加工 9.表面效果处理（作旧）保护处理。
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铜合金的制备方法工艺流程
铜合金的制备方法工艺流程
嘿，朋友们！今天咱就来聊聊超级有意思的铜合金的制备方法工艺流程。
想象一下，铜合金就像是一块美味的蛋糕，而制备它的过程就像是在精心烘焙这块蛋糕。
首先得有高质量的铜原料，这就好比是做蛋糕的面粉，可不能马虎呀！然后呢，根据需要加入各种其他的金属元素，这就像是给蛋糕添加不同的配料，让它变得更加独特和美味。
比如说，要制备一种高强度的铜合金，可能就需要加入适量的锌，这锌就像是魔法调料，一加进去，哇塞，那效果就完全不一样了哟！接着呢，把这些原料统统放到熔炉里加热融化，这就如同把蛋糕放入烤箱一样，在高温的作用下，它们会融合在一起，变成滚烫的液态。
然后呀，要进行浇注，把这液态的合金倒入模具中，这不就跟把蛋糕糊倒入模具一个道理嘛！等冷却凝固后，就初步得到了铜合金啦。
但这还没完呢，还得对它进行各种加工和处理，就像是给蛋糕做装饰，让它更加完美。
在这个过程中，每一步都很关键呀！就像烤蛋糕时，温度和时间掌握不好蛋糕就会失败一样。
如果原料的比例不对，或者加热的温度不合适，都可能会影响最终铜合金的性能。
咱再说说这铜合金的用途，那可真是广泛得很嘞！可以用来制造各种精密的仪器、耐用的工具，就好像是给我们的生活注入了强大的力量。
总之，铜合金的制备方法工艺流程充满了神奇和奥秘，让人忍不住想去探索和尝试。
这绝对不是一件枯燥的事情，而是充满乐趣和挑战的旅程呀！所以，大家还等什么呢，快来一起感受这神奇的铜合金世界吧！我的观点就是：铜合金的制备太有意思啦，值得我们深入去研究和了解！。
铜合金熔炼工艺流程综述
铜合金熔炼工艺流程综述铜合金是一种常用的金属材料，具有优良的导电、导热、耐腐蚀和可塑性等特性，广泛应用于电子、机械制造、航空航天等领域。
铜合金的熔炼工艺流程是指将铜及其合金材料加热至熔点，使其达到液态状态，然后通过相应的处理和操作，最终得到满足产品要求的铜合金产品。
以下是铜合金熔炼工艺流程的综述。
1.原料准备：铜合金熔炼的原料包括铜矿石、废铜、铜污泥等。
在熔炼工艺开始前，需要对原料进行预处理，包括除铁、除硫、破碎、筛分等工序，以获得较纯的铜合金原料。
2.炉前配料：将经过预处理的原料按照一定比例混合，同时添加辅助合金材料（如锌、铝等）和熔剂，以调整铜合金的成分和性能，保证熔化过程的顺利进行。
3.熔化过程：将原料和熔剂投入熔炉，加热至铜的熔点（1083℃），使其逐渐熔化。
在熔炼过程中，可以根据需要进行渣化、熔体调整等控制操作，以确保合金成分的均匀性和稳定性。
4.氧化剂处理：在熔炉中注入适量的氧化剂，如空气、氧气等，以氧化铅、锌等杂质元素，提高熔体的纯度。
5.渣化处理：部分废铜合金中含有较多的杂质和有害元素，需要进行渣化处理以除去这些杂质。
渣化处理通常采用添加钠盐或焦炭等还原剂，使杂质元素被还原成渣滓，从而使熔体中的杂质含量降低。
6.精炼处理：在熔化过程中，可以通过搅拌、通入气体等方式，对熔体进行精炼处理，以去除氧化物、气泡、金属夹杂物等，提高铜合金的纯度与均匀性。
7.成品浇注：在熔化和精炼处理完成后，将熔体倒入预先制备好的铜模具中，经自然冷却或加快冷却过程，使熔体凝固成型，得到铜合金产品。
8.产品后处理：冷却完成后的铜合金产品需要进行后处理，包括除渣、清理、修整、检验等工序，以达到产品的质量要求。
以上是铜合金熔炼工艺流程的综述。
在实际应用中，根据不同的铜合金材料和产品要求，具体的工艺流程可能会有所不同。
铜合金熔炼工艺的每个环节都需要合理的操作和控制，以确保产品质量和工艺效益。
同时，还需要根据国家和行业的相关法规、标准进行操作，以保证生产过程的环保和安全。
铜合金的加工工艺流程
铜合金的加工工艺流程铜恰金带材的制造的第一步就是采用连续挤压的方法将［康口但合金材料挤压成铜和铜合金坯，即连铸，连铸质量的好坏直接影响了整个制备过程.在整个熔炼过程中,要严格控制熔炼温度、浇铸温度、烧病温度，以较少缩孔，夹渣等缺陷.钢合金的加工工艺流程如下：一、铜合金带材的轧制工序采用轧制的方法将连铸出来的铜合金坯轧制成规定规格的铜合金带材，经过连铸工序挤压成的还料大都是矩形还或者不封闭的曲线形坯.采用这种方法可以制造出超长的铜和铜合金带材，目带材的品质高.轧制的方法有：1.1 半连续铸锭加热、热轧、冷轧法这种方法是传统工艺中应用最广也是最成熟的一种方法，它不受合金牌号的控制，可以大规模生产，除了生产带材外，还可以生产中厚度的板材.为了保证轧制的质最和效率，一般在热轧前要对锭坯表面进行局部修刮，对坯料加热的温度要比开车曲高30—40度，但过高的温度会造成表面金属氧化，所以为了保证坯料表面的质量，还料加热的温度不宜过高，而且氧化损失过大的时候会造成表面脱锌，极有可能发生断裂现象.加热时的温度要稳定而均匀，在加热过程中动作要迅速，在进人腑性温度区前结束轧制，这个比较难把握，所以在轧制的过程中极易出现断裂破碎的情况，成品率较低.1.2 水平连续铸造卷坯，成卷冷轧法这个方法属于现代铜合金板材的生产方法，相对于上一种，它在生产规模、牌号控制等方面都有一定的要求，在产品厚度上适宜生产带材和薄板材.这种方法制造出来的还料厚度不大，在保证连续铸还拉出结晶器后，在足够的冷却速度下，采用在线固溶的处理方法，在强化合金元素的效果时注意铸坯的厚度不宜过大，这是为防止出现降低冷却速度时出现大颗粒析出物，但是由于其合金液态时导MV性差、流动性差、易疏松等特性，铸锭的厚度也不能过小.半连续铸锭加瞳水平连续铸造卷坯两种铸造方法的差别在于水平连续铸造卷坯省略了铸锭加热和热轧工序，这样生产起来速度快，效率更高，但是由于生产规模的限制，远没有半连续铸锭加热的方法应用广泛，半连续铸锭加热一热轧一冷轧工艺被广泛应用在铜及铜合金板带材生产，其中最先进的生产过程是：大容量电炉熔炼和半连续铸造方法铸锭，在轧机允许的情况下，采用单击几吨到几十吨的淀坯进行热轧开坯，热轧后进行还料跳削，镰去坯料的表面缺陷，铁面后的卷坯采用大卷至强化冷轧,中间退火与成品退火是在无氧条件下成卷进行的,并开卷清洗，在气体浮动条件下连续迸行无氧化退火,并采用连续式精整剪切机列获得最终成品.二.热处理工艺在铜合金带材的生产加工过程中，轧制工艺和热处理工艺通常是结合在一起的，时效前进行较大的冷变形，可以加速析出物的析出，在大变形后进行中间退火工艺，然后用一次低温控制制品的性能,这个时候要严格控制退火的时间和温度,火势均匀充分，温度过高、持续时间过长会造成最终制品内晶粒度过大，降低产品的性能，温度过低、时间不足又会让产品部分保留加工硬化效应。
铜材工艺流程范文
铜材工艺流程范文1.铸造铸造是将铜熔化后倒入模具中，冷却凝固成型的过程。
首先，将选定的原材料（如铜矿石）加入高温炉中，经过化学反应变成熔融铜液。
然后，将铜液倒入预先制备好的铸型中，经过冷却凝固后取出，得到所需的铜材坯料。
2.锻造锻造是通过将铜材坯料加热至一定温度，然后对其进行打压、拉伸或拉伸锻造等方式来改变其形状和内部结构的过程。
首先，将铜材坯料送入加热炉中进行加热。
然后，将加热后的铜坯送入锻压机或锤击机中进行锻造，通过施加压力使铜坯变形并得到所需形状的产品。
锻造可以提高铜材的强度和韧性，同时改善其晶粒形态和结构。
3.冷加工冷加工是在室温下通过拉伸、拉拔、轧制、冲压等方法来改变铜材形状的工艺。
首先，将铜坯经过加热或室温下的单或多道次冷轧，将其压缩成所需的厚度或形状。
然后，通过冲压、剪切等方法对铜板材进行切割或模具冲压工艺，形成所需的铜材零件。
4.热加工热加工是指在高温下对铜材进行改变形状或改善性能的加工方法。
主要包括热轧、热拉伸、热挤压等。
首先，将铜坯通过加热炉进行预热至一定温度。
然后，通过热轧机、热轧机或压力机对铜材进行压制、拉伸或挤压，使其具有所需的形状和性能。
5.精密加工精密加工是为了提高铜材的几何精度和表面质量，通过铣削、车削、钻孔、打磨、抛光等方法对铜材进行加工。
通过旋转工具在铜材表面进行切削或去除材料，使其达到所需的尺寸和形状要求。
精密加工可以进一步提高铜材的精度和表面质量。
6.表面处理表面处理是为了改善铜材的表面性能和外观效果，常用的方法包括电镀、喷漆、氧化和镀膜等。
通过在铜材表面加上一层保护性膜层或改变其颜色、光泽和外观，提高其抗腐蚀能力和装饰性。
7.检验和质量控制在铜材工艺流程中，对加工后的铜材进行检验和质量控制非常重要。
通过检验手段如化学成分分析、物理性能测试、尺寸测量、外观检验等，对铜材进行质量检验，确保符合产品要求。
以上是一个典型的铜材工艺流程，根据具体产品的不同和生产需求，会有所差异。
au和cu形成aucu的制备方法
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镍铜合金的制备工艺流程
镍铜合金的制备工艺流程镍铜合金是一种具有优良的机械和耐蚀性能的合金材料，广泛应用于航空、航天、电子、化工等领域。
其制备工艺流程主要包括原料准备、熔炼、铸造、热处理和机械加工等环节。
首先是原料准备。
制备镍铜合金所需的原料主要包括镍和铜。
一般选择纯度较高的镍和铜粉末作为原料，确保合金成分的准确性和合金化效果的稳定性。
接下来是熔炼。
熔炼是将镍和铜原料加热至其熔点，使其熔化并均匀混合的过程。
常见的熔炼方式有电渣炉熔炼和电弧炉熔炼。
在熔炼过程中，需要控制好熔炼温度和时间，保证原料充分溶解和混合反应，避免杂质的混入。
完成熔炼后，通过铸造将熔液倒入预先准备好的铸型中，进行铸造。
铸造可以采用多种方式，如砂型铸造、金属型铸造、连铸等。
选择合适的铸造方式主要根据产品形状和尺寸来确定。
铸造时需要注意保持合金液体温度稳定，倾注速度要适当，并进行必要的振动或顶压以排除气泡，保证铸件质量。
铸造完成后，需要进行热处理。
热处理是指将铸造好的合金进行一系列的加热和冷却处理，以改善其组织结构和性能。
常见的热处理方式有固溶处理、时效处理等。
固溶处理是将铸造好的合金加热至一定温度保温一段时间，使其内部的合金元素溶解均匀。
时效处理则是在固溶处理的基础上，通过进一步调控温度和时间，使合金中的合金元素高效析出，使得合金的硬度、强度和韧性等性能得到提高。
最后是机械加工。
机械加工是将热处理好的铸造件进行切削、磨削、钻孔、修整等操作，最终得到满足设计要求的产品。
机械加工是最后的工艺环节，也是整个制备过程中最关键的环节之一，对于保证产品的几何形状和尺寸，以及表面质量起着重要的作用。
总的来说，镍铜合金的制备工艺流程包括原料准备、熔炼、铸造、热处理和机械加工。
这些环节相互协调，每个环节都要严格控制工艺参数，以保证合金的化学成分和组织结构，最终获得优质的镍铜合金产品。
有色金属材料的制备与应用
有色金属材料的制备与应用有色金属材料是指除了铁、钢和铸铁之外的金属材料，包括铜、铜合金、铝、铝合金、镁、锌等。
这些材料具有密度低、导电性、导热性和抗腐蚀性能好等优点，在各个领域都有着广泛的应用。
一、有色金属材料的制备1.铜及铜合金的制备铜是最早被人类利用的金属之一，其开采和冶炼历史已有5000多年。
铜的制备方法主要包括火法、湿法和电解法等。
其中，电解法在现代铜冶炼中被广泛应用，其效率高、质量好、消耗小，被称为铜冶炼的未来趋势。
与铜相比，铜合金使用更为广泛。
铜合金通常由铜和其他金属（如锌、铝、锡等）合成，具有优异的物理力学性能和良好的耐蚀性能，广泛应用于汽车、电子、航空航天等领域。
2.铝及铝合金的制备与铜不同的是，铝的历史相对较短，其在19世纪末才被工业界广泛认识和应用。
铝的制备方法主要包括电解法、半连续法等，其中电解法是最常用的一种方法，也是制备高纯铝和铝合金的主要方法。
铝合金具有密度低、耐腐蚀、强度高、韧性好等优点，在航空航天、高速列车、汽车等领域被广泛应用。
铝合金的制备较铜合金难度大，需要进行复杂的热处理和加工工艺。
3.镁及镁合金的制备镁是密度最低的金属之一，具有较好的机械性能和抗腐蚀性能。
由于其密度较低，与其他金属相比，镁合金的强度和刚度较低，但是具有很好的成形性和焊接性能。
镁及镁合金的制备方法包括熔炼法、电解法、气相沉积法等。
其中熔炼法和电解法是较为常用的方法。
二、有色金属材料的应用有色金属材料在工业生产和民用领域都有着广泛的应用。
以下是几个典型的应用领域：1.电子领域有色金属材料在电子领域有着重要的应用，如铜箔、铝箔、锌锰干电池等。
其中，铜箔是制作聚酰亚胺电路板的重要材料，具有良好的导电性能和成型性能。
2.汽车制造有色金属材料在汽车制造领域有着广泛的应用，如铝合金、镁合金、铜合金等。
铝合金因其密度低、强度高而被广泛应用于汽车轮毂、车身结构等部件的制造。
而镁合金具有优异的成形性和强度，被广泛应用于汽车座椅结构等部件的制造。
浅谈对CuCr合制备工艺
ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ1512012 03经验交流E xperience浅谈ＣｕＣｒ合金制备工艺文/许福兰铜铬（CuCr）系合金是指以Cu为基体，加入Cr和其他微量合金元素形成的一系列合金。
因其热处理后具有较高的强度和硬度，具有良好的导电导热性及抗腐蚀性，在很多行业都得到了广泛的应用。
其中，用量较大的是低铬含量的CuCr合金，而高铬含量的Cu Cr合金长期以来一直没有得到实际应用。
直到1980年以后，这种新材料才被大规模地应用于电接触材料。
在CuCr合金中，Cu组元具有较低的熔点、高的导热导电性和良好的塑性；第二组元Cr具有较高的熔点和高的机械强度。
Cu、Cr组元的各自特性给铜铬合金的制备带来了较为严重的困难。
固态时，面心立方的的Cu和体心立方的Cr几乎不互溶，共晶点的含Cr量为1.5%，Cr在Cu中的最大固溶度（0.7%）出现在共晶温度1 076℃，600℃以下则几乎不容，而Cu不溶于Cr中。
合金凝固时，Cr有共晶化的倾向，易造成成分偏析；Cr熔点较高，在高温时与普通熔炉材料发生反应剧烈，且在熔点温度下有较高的蒸汽压。
另外，Cr和O、N、C的亲和力大，易吸气和产生不易还原的化合物，从而影响材料的性质，也难以制备低含气量的合金。
因此，研究者广开思路，设计出多种工艺方法，以求获得高性能的CuCr合金。
目前，CuCr合金的制备工艺主要有常规熔炼技术、熔渗技术、等离子体技术、粉末冶金技术、快速凝固技术、自蔓延合成技术、激光表面合金化技术等。
对低Cr含量的合金，大多数采用常规熔炼技术和快速凝固技术；对于高Cr含量的合金，多采用其他几种方法。
一、常规熔炼技术对于低Cr含量的CuCr合金，即铬青铜，一般采用普通熔铸法制备。
Cr组元以纯Cr或以中间合金的形式加入。
原材料采用电解铜、铜铬中间合金或铬颗粒，一般采用石墨坩埚，含碳覆盖剂。
先将坩埚预热至暗红色，加入经预热的电解铜炉料，以快速熔炼；待电解铜基本熔化后，加入约占1.5%的长效复合覆盖剂，用钟罩压入坩埚中部；继续熔炼升温至1250℃左右时，加入中间合金或铬颗粒，再熔炼10－15min，并用石墨棒对合金液搅拌使成分均匀，稍后即可出炉。
铜合金资料
• 制动系统：如刹车片、刹车鼓等
火车
• 机车部件：如电机、转向架等
• 车辆部件：如车厢、车轮等
• 信号系统：如信号电缆、信号器等
05
铜合金的发展趋势与前景
铜合金的研究进展与发展趋势
研究进展
• 新型铜合金：如高强度、高导电、高导热等铜合金的研究
• 制备工艺：如真空熔炼、快速凝固等制备工艺的研究
• 供暖管道：用于输送热水和蒸汽
• 门窗配件：如锁、铰链等，用于连接门窗
• 燃气管道：用于输送天然气和煤气
• 幕墙：用于建筑外墙装饰和保护
铜合金在交通运输行业的应用
飞机
• 发动机部件：如涡轮叶片、燃烧室等
• 航空电子：如线路板、连接器 等
• 结构部件：如机翼、机身等
汽车
• 发动机部件：如气缸、活塞等
• 新兴产业需求：新兴产业发展带来铜合金新需求
• 市场竞争加剧：国内外铜合金生产企业竞争激烈
• 技术进步：新技术、新工艺推动铜合金产业发展
• 环保政策：环保政策对铜合金生产企业提出更高要求
• 国际合作：国际合作拓宽铜合金产业发展空间
铜合金在未来应用领域的展望
电气行业
建筑行业
交通运输行业
电子行业
• 新能源：如太阳能、风
• 绿色建筑：如节能建
• 新能源汽车：如电动汽
• 电子信息：如电子器
能等新能源领域的应用
筑、环保建材等应用
车、燃料电池汽车等应用
件、电子线路等应用
• 智能电网：如智能变电
• 智能家居：如智能门
• 高速列车：如高速动车
• 人工智能：如机器人、
站、智能电缆等应用
窗、智能锁等应用
铜及铜合金的金相制备
DP
OP
MD-Mol OP-Chem
DiaPro Mol 硝酸铁*
150
150
150
90
* 用水润湿抛光布， 倒入数滴侵蚀剂抛 光，不加抛光剂。 配方：参见第6页中 的表格。
4 分钟 1 分钟
铜合金 研磨
步骤 表面 粒度*/ 悬浮液 润滑剂 转速 力(牛) 时间
PG SiC薄片 220 或 320
水 300 180 根据需要
铝青铜是含铝量不超过11％的铜合 金，具有良好的高温强度和卓越的耐 腐蚀性。特别适合制造船舶螺旋桨、 泵和水轮机的高应力转子、轴承，以 及化学工业所用零件。铜-铝锻造合金 还适用于机械和光学工程。
铍青铜具有较高的强度和硬度，在与 其他金属碰撞时不产生火花。因此， 这种类型的青铜特别适合于制造精炼 厂等爆炸性环境里所用工具。
应用 铜、黄铜和青铜的 晶粒区域侵蚀
所有类型的铜
侵蚀剂
100 毫升水 10 克过二硫酸铵 使用新鲜溶液！
100-120 毫升水或乙醇 20-50 毫升盐酸 5-10 克氯化铁 (浓度可变)
25 毫升蒸馏水 25 毫升氨水 5-25 毫升过氧化氢, 3%
晶界 晶粒区域
α-β黄铜
较少过氧化氢 较多过氧化氢
图13：铸青铜泵壳
根据所需要的特性，可以向锻造合金 中加入少量的锌和磷，例如轴承。这 种合金称为磷青铜。铅、镍和铁是铸 造合金的常见添加元素。
铜-锡-锌合金称为炮铜。这种合金常常 用来制造滑动轴承、蜗轮蜗杆、轴承 衬套等，这些零件需要提供一个能够 承受高接触载荷的支撑表面。除了良 好的耐腐蚀性之外，炮铜还具有较低 的摩擦系数，从而降低了在此类条件 下咬合发生的概率。
如制备数据表所示，对于软合金，推 荐用细粒度SiC薄片进行精磨；对于较 硬的合金，可以使用带金刚石的MDLargo。使用MD-Largo可以获得更好 的平整度和边缘保护。
镍铜合金的制备工艺
镍铜合金的制备工艺镍铜合金的制备工艺包括以下几个步骤：1. 原料准备：首先需要准备足够的镍和铜的原料，用于制备合金。
一般情况下，镍的含量在60%至90%之间，铜的含量在10%至40%之间。
2. 配料混合：将事先准备好的镍和铜原料按照所需含量的比例放入混合设备中，进行充分混合。
可以采用机械搅拌、烘干和筛分等方法，确保两种原料均匀混合。
3. 熔炼：混合好的原料放入熔炉中进行熔炼。
熔炉一般采用电炉或氧炔焊炬进行加热，使原料熔化变成液态。
在熔炼过程中，需要控制炉温和操作条件，以保证合金熔体的组织均匀和化学成分符合要求。
4. 浇铸：将熔融的合金液倒入铸型中进行浇铸。
铸型可以是砂型、金属型或其他适合合金流动的型式。
在浇铸过程中，需要控制浇注速度和温度，防止气孔和缺陷的产生。
5. 固溶处理：将浇注好的铸件进行固溶处理。
固溶处理是通过加热合金至一定温度，保持一定时间后迅速冷却，以改善材料的机械性能和耐腐蚀性能。
在固溶处理中，温度和时间的控制非常重要，需要根据具体合金的成分和性能要求进行调整。
6. 热处理：固溶处理后的合金可以进行进一步的热处理，以调整材料的组织和性能。
常用的热处理方法包括时效处理、退火处理等。
通过精密控制温度和时间，可以使合金达到期望的力学性能和耐腐蚀性能。
7. 成品检验：制备完成的镍铜合金需要进行成品检验。
主要包括化学成分分析、金相组织分析、力学性能测试、耐腐蚀性能测试等。
通过这些检验可以判断合金的质量是否符合要求，并对生产工艺进行优化和改进。
总结来说，镍铜合金的制备工艺包括原料准备、配料混合、熔炼、浇铸、固溶处理、热处理和成品检验等步骤。
这些步骤需要精确地控制温度、时间和操作条件，以保证合金的成分均匀和性能符合要求。
制备工艺的优化和改进可以进一步提高镍铜合金的质量和性能。
铜或铜合金的脱氧脱硫方法,高纯铜或铜合金及其制备方法
铜或铜合金的脱氧脱硫方法,高纯铜或铜合金及其制备方法
铜或铜合金的脱氧和脱硫是为了提高铜材的质量和纯度。
脱氧方法：
1. 加入脱氧剂：将含氧的铜或铜合金加入脱氧剂，如铝、镁等。
脱氧剂在高温下反应生成氧化物，减少材料中的氧含量。
2. 真空脱氧：将含氧的铜或铜合金放入真空室中，通过抽取气体的方法，使材料中的氧被吸附，从而减少氧含量。
脱硫方法：
1. 加入脱硫剂：将含硫的铜或铜合金加入适当的脱硫剂，如氧化钠、氧化铁、氢氧化钙等。
脱硫剂会与硫反应生成易挥发的硫化物，减少材料中的硫含量。
2. 气体脱硫：通过将含硫的铜或铜合金与氢气、氩气等气体接触，使硫与气体中的氢或氩反应生成易挥发的硫化氢或硫化物，从而降低硫含量。
高纯铜或铜合金的制备方法：
1. 电解法：通过电解铜离子溶解，在阴阳极之间电沉积铜，得到高纯度的铜材料。
2. 蒸发冷凝法：通过将铜或铜合金在真空条件下加热，使其蒸发，然后在冷凝器中重新凝结，得到高纯度的铜材料。
3. 气相法：通过将铜或铜合金的气体在高温条件下与适当的气体反应生成混合气体，然后在适当条件下使混合气体析出高纯度的铜材料。
4. 合金冶炼法：通过将铜与其他金属原料合并熔炼，控制合金成分，得到高纯度的铜合金。
铜合金的制备方法工艺流程
铜合金的制备方法工艺流程
序号制备方
法
工艺流程工艺参数所需设备
质量控制要
点
1 熔炼铸
造法1. 配料：按成分要求
称取铜及合金元素
2. 熔炼：在熔炉中加
热至熔化，搅拌均匀
3. 精炼：去除杂质，
调整成分
4. 铸造：将熔体倒入
模具中成型
熔炼温
度：根据
合金种类
而定
精炼剂种
类及用
量：视情
况而定
熔炉、精炼
设备、铸造
模具
化学成分准
确，铸锭无
气孔、夹渣
2 粉末冶
金法1. 粉末制备：通过雾
化、还原等方法制得
铜合金粉末
2. 粉末混合：添加润
滑剂等，混合均匀
3. 压制成型：在模具
中加压成型
4. 烧结：在高温下使
粉末颗粒结合
压制压
力：根据
制品要求
烧结温
度：根据
合金而定
粉末制备设
备、压机、
烧结炉
粉末粒度均
匀，制品密
度高
3 形变加
工法1. 铸锭加热：达到适
宜的加工温度
2. 轧制、挤压或拉
伸：通过相应设备进
行形变加工
3. 中间退火：消除加
工硬化
4. 最终成型：获得所
需形状和尺寸
加工温
度、变形
量、退火
温度
加热炉、轧
机、挤压机、
拉伸机
产品尺寸精
度，力学性
能良好。
铜的实验室制法
探秘实验室中的铜：合成与精炼技术全解铜作为一种重要的金属元素，在工业、艺术及科学研究中扮演着关键角色。
在实验室制备铜的过程中，我们不仅要掌握其合成技术，还要理解精炼过程中的科学原理。
一、铜的化学合成在实验室中制备铜的过程涉及到多个化学反应步骤，从原料选择到反应控制，每一步都需要精心设计与执行。
（1）原料选择选择合适的原料是实验室制备铜的出发点。
常用的铜合成原料包括硫酸铜、氯化铜等铜盐，以及铜的氧化物或硫化物。
（2）化学还原化学反应过程中，我们通常使用还原剂如氢气、铁粉或硫酸亚铁来减少铜离子至铜金属。
这一步是实验室合成铜的核心，需要在严格控制的条件下进行，以确保反应的完整性和产物的纯度。
二、铜的纯化与精炼合成出的铜金属往往含有杂质，必须通过精炼的方法进行纯化。
（1）电解精炼电解精炼是一种常用的铜纯化方法。
将含有杂质的铜作为阳极，纯铜片作为阴极，通过电解槽中的硫酸铜溶液，利用电流使得阳极的铜逐渐溶解并在阴极沉积纯铜。
（2）焙烧和气相精炼除电解精炼外，焙烧是去除硫等杂质的重要方式。
气相精炼则利用铜与氧的亲和力，将铜在高温下氧化后再通过控制气氛进行还原，以去除其他不需要的金属杂质。
三、探索与优化生产出足够纯净的铜仅是一个起点，在制备铜的过程中，还需不断探索新的合成路线和优化现有工艺。
（1）替代合成方法考虑环境影响和成本效益，探索使用替代化学品和绿色合成方法变得至关重要。
生物合成等方法可作为探索方向，通过微生物或酶催化来合成铜金属。
（2）工艺优化最终合成铜的品质很大程度上取决于合成过程中各种条件的优化，包括但不限于温度、压力、反应时间等。
通过精细控制这些参数，我们能够提高铜的产率和质量。
在实验室中制备铜不仅是一项基础的化学技术，也需要工艺的不断创新和优化。
它要求研究人员不断探索新的合成路径，以及对现有方法进行改进。
通过这样的努力，可以获得高纯度的铜，满足科学研究和工业应用的严格要求。
深入了解铜的化学合成与精炼技术之后，重要的一步是对合成铜的物理性质进行评估以确保其适用性。
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★内氧化法制备Al2O3弥散强化铜合金的应用及前景——常亦菲 张 楷
一 • 团队介绍及成员分工
二 • 铜合金的概述
三
• 内氧化制备Al2O3弥散 强化铜合金
★铜及铜合金的起源 ★铜合金的定义 ★铜合金的分类 ★铜合金的应用
乐光晟 薛礼 李江宁
●自然界中的铜分为自然铜、氧化铜 矿和硫化铜矿。
●金属铜能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁等金属形成 合金，形成的合金主要分成三类： ●黄铜—铜锌合金●青铜—铜锡合金●白铜—铜钴镍合金
●铜合金的应用——古代篇
●铜合金的应用——现代篇
一 • 团队介绍及成员分工
二 • 铜合金的概述
三
• 内氧化制备Al2O3弥散 强化铜合金
部分工艺过程所需设备示意图
粉 末 制 备 示 意 图
真空烧结机
内氧化法制备Al2O3弥散强化铜合金
内氧化法制备过程 制备的Al2O3弥散强化铜性能分析 Al2O3弥散强化铜合金的应用前景
图（a） Cu- Al2O3弥散强化铜弥散相形貌和分布
在高倍下,可观察到晶内高度弥 散地分布着大量Al2O3粒子,形 状为球形或椭球形,颗粒直径约 10～40nm,粒子间距20～ 100nm。
末粒度 比较小，过热铜铝合金液体冷却速度快，Al2O3不宜向表面扩散且
粉末颗 粒表面铝的偏析小。选择水雾化法制备较为优越。
(2)氧导入粉末 氧导入通过低温下粉末表面的氧化来实现的。要使材料有较好的导电率 必须将铜的固溶体中的杂质含量降至最低限度，杂质的氧化是一个较为 经济的做法。因此实际所需的氧量应近似于铝和杂质的氧化所需的氧量 (3)等静压(内氧化+密度化成型) 粉末的纯度，粒度及用氧量选好之后，热等静压制会同时实现Cu-Al的 内 和粉末材料的密度化。 。
铜及铜合金的起源
●铜是一种化学元素，它的化学符号 是Cu（拉丁语Cuprum），它的原 子序数是29，是一种过渡金属。 铜 呈紫红色光泽的金属，密度8.92克/ 立方厘米。熔点1083.4±0.2℃，沸 点2567℃。常见化合价+1和+2。 电离能7.726电子伏特。 ●铜是人类最早发现的古老金属之一， 早在三千多年前人类就开始使用铜。 铜也是最好的纯金属之一稍硬、极 坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。 导热和导电性能较好。铜和它的一 些合金有较好的耐腐蚀能力，在干 燥的空气里很稳定。
两种方案不同Al2O3 含量的弥散铜基复合材料硬度的对比
不同的Al2O3 含量对Al2O3弥散强化铜导电率的影响
随着Al2O3 含量的增 加,合金的导电率下降 原因（1）Al2O3 是电 绝缘体的陶瓷颗粒,随 着Al2O3 的增加,可导 电的金属的体积分数下 降,使电导率降低; 原因（2） Al2O3 阻 碍材料的致密化过程, 降低材料的相对密度, 从而降低材料的电导率。
（a） 900℃×1h退火
（b）900℃×3h 内氧化
（c）900℃×6h 内氧化
（d）900℃×10h 内氧化
复合材料的金相图片Fig.1
Micrographs of Al2O3/Cu composite
不同的内氧化时间对Al2O3弥散强化铜性能的影响
图为Cu-0.30Al 合金在1173K下 分别内氧化3、8、 12h后的导电率 和表面显微硬度 曲线
两种方案不同Al2O3 含量的弥散铜基复合材料导电率的对比
内氧化法 处理后
力学性能
导电率
不同的 内氧化时间
力学性能
导电率
不同的 Al2O3 含量
力学性能
导电率
关键
控制内氧化过程中形成 的Al2O3颗粒大小和间 距就成为影响材料性能 的关键。
内氧化法制备Al2O3弥散强化铜合金
内氧化法制备过程 制备的Al2O3弥散强化铜性能分析 Al2O3弥散强化铜合金的应用前景
②保证 Cu 完全不被氧化 ,同时 Al 完全脱溶并充分氧化。因为铜 氧化物的存在和固溶态 Al 的出现都会严重影响到弥散强化铜的 导电、导热性能。所以 ,必须严格控制氧化剂的加入量并进行必 要的还原处理。
改进的简化生产工艺流程如下： 铜铝合金粉末制备→ 氧导入粉末(地温氧化)→热等静压(内氧化+密 度化成形)→ 热挤压成形。
制备Al2O3弥散强化铜合金的方法
1：粉末冶金法
2：机械合金化
3：共沉淀法
4：热还原反应法 5：反应喷射沉积法 6：复合电沉积 7：内氧化法
高强度、高导电率——高 性能的新型复合材料—— Al2O3弥散强化铜合金
为了保证内氧化法所制的的Cu-Al2O3合金的质量 必须做到一下几点
①在 Al2O3 含量一定时 , Al2O3 颗粒的弥散程度直接决定了 材料的高温强度和硬度 ,因此 ,Al2O3 颗粒的粒度必须达到纳 米级并均匀弥散分布。
• 此外，弥散强化铜合 金在其他领域也有广 泛的应用:如电子真空 器件的散热阳极、插 接件,大功率高频、超 高频真空电子管,晶体 管管壳,磁控管腔体、 定片、动片,发射管, 真空开关,行波管慢波 线,输电线,聚热线圈, 波导管,手机及移动通 讯天线,笔记本电脑散 热管等。
真空开关
高频真空电子管
发展现状
内氧化法 制备 Al2O3 弥散强化铜合金
传统的强化的方法如沉淀强化等，在室温条件下，可不同程度地提高 材料的强度，但是在高温条件下，强化方法将失效。而弥散强化是在 铜基体中引入细小弥散分布的弥散相粒子，从而使基体强度特别是在 高温强度得到大幅度提高的一种强化方法。
Al2O3弥散强化铜合金：在铜基体中引入了细小弥散分布的增强相Al2O3 粒子的一种铜基复合材料。其制备方法主要有：内氧化法，机械合金化 法和溶胶—凝胶法，其中内氧化法是目前规模化生产Al2O3弥散强化铜 合金的最佳方法。
（3） • Al2O3颗粒是具有高度热稳定性的陶瓷颗粒，从而增 加铜基体的强度。 Al2O3弥散强化铜合金具 有高强度的优越性能！
对Al2O3弥散强化铜合金电导率的研究
内氧化处理对导电性能具有双重作用：
（1）析出的Al2O3颗粒本身使Cu基体的电导率降低；但是 Al2O导率相对得到提高。
（2）由于Al2O3 颗粒含量少,且细小弥散分布,所以仍能保持 铜基体高的导电、导热性。
Al2O3弥散强化铜 合金具有高导电 率的优越性能！
Al2O3弥散强 化铜合金
内氧化时间
Al2O3含量
不同内氧化时间对金相组织的影响
图a、图b、图c、图d分别是试样经900℃×1h退火和试样900℃内氧化3h、 6h、10h后的金相组织。
一 • 团队介绍及成员分工
二 • 铜合金的概述
三
• 内氧化制备Al2O3弥散 强化铜合金
团队介绍及成员分工
一、团队组成
队长： 冀 欣 队员：常艺菲 张 楷 乐光晟 李江宁 薛 礼
刘钊成 武 康 龙海波 林智杰 田 楠
二、成员分工
★铜合金的概述——乐光晟 李江宁 薛 礼
★内氧化法制备Al2O3弥散强化铜合金的工艺——武 康 田 楠 刘钊成
Al2O3弥散强化铜的应用
Al2O3弥散强化铜以其高导电、导热性、抗电 弧侵蚀、抗磨损能力以及优良的高温力学性能和加 工性能, 因而得到广泛应用。
整流子
电极
焊炬喷嘴
一、 弥散强化铜电阻焊电极
表1 不同铝含量弥散铜棒材的力学性能
国内机械行业标准JB/T4281-1999《电阻焊电极和附件用材》 对铜合金电极材料的性能作了要求,其中CuCrZr电阻焊电极的 指标为:硬度≥HRB78,电导率≥74%IACS,软化度≥500℃。可 以看出,试验用Cu-25Al、Cu—35Al弥散铜合金均满足了 CuCrZr电阻焊电极的要求,并且电导率高出CuCrZr电极12%～ 16%,而软化温度更是达到了900℃。Cu—25Al、Cu—35Al 弥散铜合金可以作为CuCrZr电阻焊电极的替代材料。
工艺过程太 复杂
工艺参数不 稳定
造成生产成 本很高
只能停留在 实验室阶段
不符合产业 化的要求
不能投入大 规模生产
存在的问题
如何简化 生产工艺？
稳定工艺 参数和质
量？
今后所要 解决的关 键问题！
结束语
国产氧化铝弥散强化铜已经有了充分 发展,产品质量性能已达到了较高的水平,但 工艺复杂。今后的研究重点是如何简化工 艺以降低成本和进一步提高材料性能,同时 要加强对一些新的制备方法的研究。
弥散强化铜电阻焊电极
• 针对铜、银、铝、 镍等有色金属的 焊接,弥散强化铜 电极显示出超凡 的焊接性能; 特别 是显像管外壳等 部件的焊接,对于 电极的要求高,普 通的铬锆铜电极 基本无法进行,弥 散强化铜电极是 该类焊接作业普 遍选择的材料。
二、模具材料及结构件
• 弥散强化铜材料可用作连铸模、滚焊轮、大电流 焊接电缆、微波管零件和电气接插件、旋转源中 子耙、核聚变系统中燃烧室喷嘴、称套、焊炬喷 嘴、连铸机结晶器内衬、火箭或喷气式飞机机翼 或叶片前缘、微波管、电真空器件、大功率电子 管支架等自冷导热材料等。
模具材料及结构件
滚焊焊轮
模具
焊炬喷嘴
机车导电带
三、继电器铜片和触头支座
• 在继电器中使用弥散强化铜铜片和触头支座,能使 继电器可承载的电流增大,可以使设计小型化,提高 了安全性和使用寿命。作为电接触材料, 氧化物弥 散强化铜在直流马达中已成功取代AgCdO, 且价 格较银基材料低, 同时避免了镉对人体的危害, 使 用寿命为20～30 万次, 远超过了AgCdO 材料的 使用寿命(10 万次)。此外, 氧化物弥散强化铜作 为导电、导热功能材料用途十分广泛。
在此工艺中，热等静压工序保证铝在铜铝合金粉末中的内氧化以及 粉末制品的密度化同时进行。由于多余Cu2O无法在H2中还原，还 原反应被取消了，该简化工艺对过程参数的控制范围要求更加严格， 工艺过程控制如下