铜加工基本知识

铜加工基本知识

龚寿鹏

二○○九年八月

目录

1、铜及其合金的基本知识

2、我国铜加工工业的现状

3、我国铜加工材的几个热点品种

4、铜板带、铜杆和铜合金线材产品主要生产工艺流程

5、近期国内铜板带和铜线杆技术改造项目情况

6、铜加工产业当前面临的形势和问题

7、产业政策

8、有色金属产业调整振兴规划提出的今后产业调整和振兴的几个

问题

1、铜及其合金的基本知识

1.1 铜的特性

我国是世界上最早开发和使用铜的国家之一，距今已有近五千年历史。我国也是世界上最早记载铜合金性能和成分之间关系的国家。在冶炼和加工技术方面创造了举世闻名的成就，在冶金史上起到了不可磨灭的推动作用。

我们伟大的祖国，对以铜为代表的金属与合金的发现和使用，历史悠久，源远流长。早在原始社会，就使用了青铜器，到了商殷时代，达到鼎盛时期，成为世界青铜文化史中的宝藏。以后历代的冶炼和加工技术又不断改进和提高，曾在世界上处于领先地位。

据考古学家证实，我国发现的铜制品，其年代之久，分布之广，数量之多，制作之精，在世界上是屈指可数的。1978年在甘肃东乡出土的一把青铜刀，经测定，其年代为公元前2750年，它表明了我国人民在距今4750年多年前的原始社会就已掌握了铜及其合金的冶炼和加工工艺。我国在刚刚进入奴隶社会的夏朝就已铸造铜器，到了夏朝晚期，又能用铜制作工具。河南偃师二里头出土的青铜器，就有大量的生产工具，还有武器和礼器。到了商殷时代，铜的冶炼、熔铸和造型艺术都达到了较高水平。世界闻名的河南安阳出土的司母戊鼎，重达875公斤，高1.33米，制作精巧，花纹瑰丽，造型优美，在古代世界青铜文化中十分罕见。

鸦片战争以后，由于帝国主义的侵略与掠夺，统治阶级的腐朽没落，使我国沦为半封建半殖民地社会，铜工业与其它金属工业一样处于落后、停滞、凋敝的状态。新中国成立后，在党和政府领导下，铜加工工业随着国民经济的发展，以崭新的姿态迅速崛起，尤其是改革开放以后取得了突飞猛进的发展。从1949年到1983年，铜加工材产量由2102吨增加到259985吨，到2008年达到748.59万吨。铜加工企业在解放前仅上海、烟台、沈阳寥寥几家以及重庆、武汉等地兵工厂，至目前大约有1300多家。这些企业大部分分布在浙江、广东、上海、河北和安徽等省市。

在金属材料中，铜及其合金的应用仅次于钢铁和铝，是重要的金属材料。金属铜，元素符号Cu，原子量63.54，纯铜比重8.93，熔点1084.5℃，呈玫瑰红或淡红色。铜矿资源主要来自斑岩铜矿，以硫化铜矿为主。品位低，一般为0.5～1.5%，经采选得到15～40%铜精矿，经火法或湿法冶炼而得到粗铜，再经电解得到纯铜。

铜具有优良的导电率和热导率，抗腐蚀能力强，易于加工，抗拉强度和疲劳强度好，因此被广泛应用。铜的导电性仅次于银，导热性在银和金之间，是工业中最广泛应用的导电、

导热体材料。铜及其合金通常是非磁性的，又易于被钎焊，还可以用各种气焊、电弧焊和电阻焊进行焊接。具有特殊颜色的标准铜合金可用作装饰件，还可以被抛光和磨光成所要求的纹理和光泽。铜及其合金还可以被电镀，用有机物涂层或化学着色。

1.2 分类、用途及牌号和状态的表示方式

铜及其合金习惯上分为紫铜（纯铜）、黄铜、青铜和白铜四大类，以铸造和压力加工产品（板、带、箔、排、管、棒、线、型八大类）提供使用，广泛用于电气、电子、电讯、仪表、冶金、机械、交通、建筑、化工、海洋工程等几乎所有工业和民用部门。据统计，在我国124个产业中，有113个产业使用铜产品。铜的消费水平与国民经济GDP线性相关系数高达0.9。

1.2.1 紫铜

实际上是工业纯铜，铜（Tong）的代号为“T”。由于纯铜的新鲜表面呈玫瑰红色，表面氧化形成氧化铜（Cu2O）后呈紫红色，故又称紫铜。

铜是以纯状态应用的金属，约占2/3，主要用来加工成线材、排材、板带和管棒材，作为电导体和热导体。

（1）纯铜（含氧铜、韧铜）。有T1、T2、T3等，特点是含适量氧，铜中的杂质被氧化而大部分被排除。有利于电导和加工成型，但在高温还原性气氛中易出现氢脆病。

（2）无氧铜及脱氧铜。有Tu1、Tu2、Tp1、Tp2等代号，特点是氧含量极少，无氢脆病，在脱氧铜中还残留少量脱氧剂元素。无氧铜有高的电导率，广泛用于电真空仪器与玻璃封焊导线。脱氧铜一般用磷或锰脱氧，通称为磷脱氧铜或锰脱氧铜，应严格其脱氧剂的残留量，多用于焊料。

（3）特种铜、有银铜、砷铜、碲铜、铁铜等。特点是分别加入了不同的微量元素，以取得其特有的性能。近期将铜中添加少于3%的其它元素所组成的应用于电子工业作引线框架和连接器的高性能铜合金均包含在这一类特种铜中，对此，又称高铜合金。

表1 加工铜化学成分

②砷、铋、锑可不分析，但供方必须保证不大于界限值；

③经双方协商，可供应P小于或等于0.001%的导电用T2铜；

④TU0［C10100］铜量为差减法所得。

1.2.2 黄铜

黄铜是以铜为基体，以锌为主要加入元素的铜合金，一般呈金黄色或淡黄色，黄（Huang）铜的代号为“H”。铜锌二元合金称简单（或普通）黄铜，再加入其它元素称复杂（或特殊）黄铜，按第三组元素命名，用元素符号表示，主要有铅黄铜（Hpb）、锡黄铜、铝黄铜、铁黄铜、镍黄铜、锰黄铜、硅黄铜等。

黄铜具有良好的工艺性能、机械性能和耐蚀性，有的还有较高的导电性和导热性，特别是具有金黄色的光泽，是重要的装饰材料。黄铜是应用最广泛，使用量最大的铜合金材料。

表2 加工黄铜化学成分

1.2.3 青铜

青铜在历史上出现最早，原指铜锡合金，现在除以锌和镍作主要加入元素的铜合金（黄铜和白铜）外的其它铜合金，都称之为青铜。按主要合金元素命名，也是用元素符号表示，主要有锡青铜（Qsn）、铝青铜、铍青铜、硅青铜、锰青铜、铬青铜、镉青铜、锆青铜等。

青铜由于添加的元素不同，具有不同的特性。例如：锡青铜具有良好的弹性、耐磨性和耐蚀性，是重要的弹性铜合金材料。铝青铜有好的机械性能，高的耐磨性和抗蚀性，是制作高强度零件，耐磨、耐蚀元件的重要材料。铍青铜具有高的强度、硬度和弹性，且弹性稳定性好，耐疲劳、耐磨、耐蚀、耐寒，无磁性，导电，导热，受冲击不发生火花，是工业中具有良好的综合性能的最重要的金属材料之一。