銅及合金

黃銅是由銅和鋅所組成的合金

白銅是銅和鎳的合金

青銅是銅和除了鋅和鎳以外的元素形成的合金，主要有錫青銅，鋁青銅等

紫銅是銅含量很高的銅，其它雜質(zhì)總含量在1％以下。

普通黃銅

它是由銅和鋅組成的合金。

當(dāng)含鋅量小于 39% 時(shí)，鋅能溶于銅內(nèi)形成單相 a ，稱單相黃銅 ，塑性好，適于冷熱加壓加工。

當(dāng)含鋅量大于 39% 時(shí)，有 a 單相還有以銅鋅為基的 b 固溶體，稱雙相黃銅， b 使塑性小而抗拉強(qiáng)度上升，只適于熱壓力加工。若繼續(xù)增加鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ，則抗拉強(qiáng)度下降，無使用價(jià)值。代號(hào)用“ H ＋數(shù)字”表示， H 表示黃銅，數(shù)字表示銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

如 H68 表示含銅量為 68% ，含鋅量為 32% ，的黃銅，鑄造黃銅則在代號(hào)前“ Z ”字，如 ZH62

如 Zcuzn38 表示含鋅量為 38% ，余量為銅的鑄造黃銅。

H90 、 H80 單相，金黃色，故有金色共稱之，稱為鍍層，裝飾品，獎(jiǎng)?wù)碌取?

H68 、 H59 屬于雙相黃銅，廣泛用于電器上的結(jié)構(gòu)件，如螺栓，螺母，墊圈、彈簧等。

一般情況下，冷變形加工用單相黃銅 熱變形加工用雙相黃銅。

2） 特殊黃銅

在普通黃銅中加入其它合金元素所組成的多元合金稱為黃銅。常加入的元素有鉛、錫、 鋁等，相應(yīng)地可稱為鉛黃銅 、錫黃銅、鋁黃銅。加合金元素的目的。主要是提高抗拉強(qiáng)度改善工藝性。

代號(hào)：為“ H ＋主加元素符號(hào)（除鋅外）＋銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＋主加元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)＋其它元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)”表示。

如： HPb59-1 表示銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 59% ，含主加元素鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1% ，余量為鋅的鉛黃銅。

2 ．青銅

除黃銅 白銅外，其余的銅的合金統(tǒng)稱青銅，青銅又可分為錫青銅和特殊青銅（即無錫青銅）兩類。

代號(hào)：表示方法為“ Q+ 主加元素符號(hào)及質(zhì)量分?jǐn)?shù) + 其它元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)”所組成。鑄造產(chǎn)品則在代號(hào)前加“ Z ”字，

如： Qal7 表示含鋁為 5% ，其余為銅的鋁青銅 ZQsn10-1 表示含錫量為 10% ，其它合金元素含量為 1% ，余量為銅的的鑄造錫青銅

1） 錫青銅

是由錫為主加元素的銅錫合金，也稱為錫青銅

當(dāng)含錫量小于 5~6% ，錫溶于銅中形成 a 固溶體，塑性上升，當(dāng)含錫量大于 5~6% 時(shí)，由于出現(xiàn)了 Cu31sb8 為基的固溶體，抗拉強(qiáng)度下降，所以秤的錫青銅含錫量大多在 3~14% 之間，當(dāng)含錫量小于 5% ，適用于冷變形加工，當(dāng)含錫量為 5~7% 時(shí)的適用于熱變形加工。當(dāng)含錫量大于 10% 時(shí)，適用于鑄造。

由于 a 與 & 電極電位相近，且成分中的錫氮化后生成致密的二氧化錫薄膜，耐大氣、耐海水等的耐蝕性上升，只是耐酸性較差。

因?yàn)殄a青銅結(jié)晶溫度范圍較寬，流動(dòng)性差，不易形成集中縮孔，而易形成枝晶偏析和分散縮孔，鑄造收縮率小，有利于得尺寸極接近于鑄型的鑄件，所以適于鑄造形狀復(fù)雜。壁厚較大的條件，而不適宜鑄造要求致密度高和密封性好的鑄件。

錫青銅有良好的減摩性，抗磁性及低溫韌性。

錫青銅按生產(chǎn)方法可分為壓力加工錫青銅與鑄造錫青銅兩大類。

A 、壓力加工錫青銅

含錫量一般小于 8% ，宜冷熱壓力加工成板 | 、帶、棒、管等型材供應(yīng)，經(jīng)加工硬化后，其抗拉強(qiáng)度、硬度上升、而塑性下降。再退火后 可保持較高抗拉強(qiáng)度下改善塑性、尤其是獲得高的彈性極限。

適制儀表上要求耐蝕及耐磨件，彈性件，抗磁件及機(jī)器中滑動(dòng)軸承，軸套等

常用的有 Qsn4-3 Qsn6.5-0.1 。

B 、鑄造錫青銅

以鑄錠供應(yīng)，由鑄造車間鑄成鑄件使用，適宜鑄造形狀復(fù)雜但致密度要求不高的鑄件，如滑動(dòng)軸承、齒輪等。常用的有 ZQsn10-1 ZQsn6-6-3 。

2) 特殊青銅

加入其它元素以取代錫，或?yàn)闊o錫青銅，多數(shù)特殊青銅都比錫青銅具有更高的機(jī)性，耐磨性與耐蝕性，常用的有鋁青銅（ QAL7 QAL5 ）鉛青銅（ ZQPB30 ）等。

以鎳為主要添加元素的銅基合金呈銀白色，稱為白銅。鎳含量通常為10%、15%、20%，含量越高，顏色越白。銅鎳二元合金稱普通白銅，加錳、鐵、鋅和鋁等元素的銅鎳合金稱為復(fù)雜白銅，純銅加鎳能顯著提高強(qiáng)度、耐蝕性、電阻和熱電性。工業(yè)用白銅根據(jù)性能特點(diǎn)和用途不同分為結(jié)構(gòu)用白銅和電工用白銅兩種，分別滿足各種耐蝕和特殊的電、熱性能。

 典型牌號(hào)化學(xué)成份（%）（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

牌號(hào) Sn(錫)  Al(鋁)  Fe(鐵)  Pb(鉛)  Sb(銻)  Bi(鉍)  Si(硅)  P(磷)  Cu  雜質(zhì)總和

QSn6.5-0.1 6.0-7.0 ＜0.002 ＜0.05 ＜0.02 ＜0.002 ＜0.002 ＜0.002 0.10-0.25 余量 ＜0.1

QSn6.5-0.4 6.0-7.0 ＜0.002 ＜0.02 ＜0.02 ＜0.002 ＜0.002 ＜0.002 0.25-0.40 余量 ＜0.1

QSn7-0.2 6.0-8.0 ＜0.01 ＜0.05 ＜0.02 ＜0.002 ＜0.002 ＜0.02 0.10-0.25 余量 ＜0.15

QSn4-0.3 3.5-4.5 ＜0.002 ＜0.02 ＜0.02 ＜0.002 ＜0.002 ＜0.002 0.25-0.40 余量 ＜0.1

牌號(hào) Ni+Co  Fe  Mn  Zn  Pb  Si  P  C  Mg  Sn  Cu  雜質(zhì)總和

B5  4.4-5.0  0.2   0.01   0.01 0.03   余量 0.5

B19  18.0-20.0 0.5 0.5 0.3 0.005 0.15 0.01 0.05 0.05  余量 1.8

B25 24.0-26.0 0.5 0.5 0.3 0.005 0.15 0.01 0.05 0.05 0.03 余量 1.8

合金牌號(hào)、主要特性及應(yīng)用舉例

QSn6.5-0.1

較高的強(qiáng)度、彈性、耐磨性和抗磁性，在熱態(tài)和冷態(tài)下壓力加工性良好，對(duì)電為花有較高的抗燃性，可焊接和釬焊，可切削性好，在大氣和淡水中耐蝕。

制作彈簧和導(dǎo)電性好的彈簧接觸片，精密儀器中的耐磨零件和抗磁零件，如齒輪、電刷盒、振動(dòng)片、接觸器等。

QSn6.5-0.4

性能用途和QSn6.5-0.1相似，因含磷量較高，其抗 疲勞強(qiáng)度較高。彈性和耐磨性較好，但在熱加工時(shí)有熱脆性，只能接受冷壓力加工

除用作彈簧和耐磨零件外，主要用于造紙工業(yè)制作耐磨的銅網(wǎng)和單位負(fù)荷＜981Mpa，圓周速度＜3m/s的條件下工作的零件

QSn7-0.2

強(qiáng)度高、彈性和耐磨性好，易焊接和釬焊，在大氣、淡水和海水中耐蝕性好，可切削性良好，適于熱壓力加工。

制作中等負(fù)荷、中等滑動(dòng)速度下承受磨擦的零件，如抗磨墊圈、軸承、軸套、蝸輪等，還可用作彈簧、簧片等。

QSn4-0.3

有高的力學(xué)性能、耐蝕性和彈性，能很好地在冷態(tài)下承受壓力加工，也可在熱態(tài)下進(jìn)行壓力加工。

主要制作壓力計(jì)彈簧用的各種尺寸的管材。

黃銅的成分、性能與典型用途

黃銅是銅與鋅的合金。最簡(jiǎn)單的黃銅是銅-鋅二元合金，稱為簡(jiǎn)單黃銅或普通黃銅，改變黃銅中鋅的含量可以得到不同機(jī)械性能的黃銅。黃銅中鋅的含量越高，其強(qiáng)度也較高，塑性稍低。工業(yè)中采用的黃銅含鋅量不超過45%，含鋅量再高將會(huì)產(chǎn)生脆性，使合金性能變壞。在黃銅中加1%的錫能顯著改善黃銅的抗海水和海洋大氣腐蝕的能力，因此稱為“海軍黃銅”。錫能改善黃銅的切削加工性能。鉛黃銅即我們通常所說的易削國標(biāo)銅。加鉛的主要目的是改善切削加工性和提高耐磨性，鉛對(duì)黃銅的強(qiáng)度影響不大。雕刻銅也是鉛黃銅的一種。多數(shù)黃銅具有良好色澤、加工性、延展性，易于電鍍或涂裝。

典型牌號(hào)，化學(xué)成分%

牌號(hào)  Cu  Fe Pb Ni Zn 雜質(zhì)總和

H59   57.0-60.0 0.3 0.5 0.5 余量  1

HPb59-1 鉛黃銅 57.0-60.0  0.5 0.8-1.9  1 余量  1

H62   60.5-63.5  0.15 0.08 0.5 余量  0.5

H65 2680 63.5-68.0 0.1 0.03 0.5 余量  0.3

H68 C2620 67.0-70.0 0.1 0.03 0.5 余量  0.3

以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構(gòu)成的合金。純銅呈紫紅色，又稱紫銅。純銅密度為8.96，熔點(diǎn)為1083℃，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性和耐蝕性。主要用于制作發(fā)電機(jī)、母線、電纜、開關(guān)裝置、變壓器等電工器材和熱交換器、管道、太陽能加熱裝置的平板集熱器等導(dǎo)熱器材。常用的銅合金分為黃銅、青銅、白銅3大類。

黃銅

以鋅作主要添加元素的銅合金，具有美觀的黃色，統(tǒng)稱黃銅。銅鋅二元合金稱普通黃銅或稱簡(jiǎn)單黃銅。三元以上的黃銅稱特殊黃銅或稱復(fù)雜黃銅。含鋅低於36％的黃銅合金由固溶體組成，具有良好的冷加工性能，如含鋅30％的黃銅常用來制作彈殼，俗稱彈殼黃銅或七三黃銅。含鋅在36～42％之間的黃銅合金由和固溶體組成，其中最常用的是含鋅40％的六四黃銅。為了改善普通黃銅的性能，常添加其他元素，如鋁、鎳、錳、錫、硅、鉛等。鋁能提高黃銅的強(qiáng)度、硬度和耐蝕性，但使塑性降低，適合作海輪冷凝管及其他耐蝕零件。錫能提高黃銅的強(qiáng)度和對(duì)海水的耐腐性，故稱海軍黃銅，用作船舶熱工設(shè)備和螺旋槳等。鉛能改善黃銅的切削性能；這種易切削黃銅常用作鐘表零件。黃銅鑄件常用來制作閥門和管道配件等。

青銅

原指銅錫合金，后除黃銅、白銅以外的銅合金均稱青銅，并常在青銅名字前冠以第一主要添加元素的名。錫青銅的鑄造性能、減摩性能好和機(jī)械性能好，適合於制造軸承、蝸輪、齒輪等。鉛青銅是現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)和磨床廣泛使用的軸承材料。鋁青銅強(qiáng)度高，耐磨性和耐蝕性好，用於鑄造高載荷的齒輪、軸套、船用螺旋槳等。鈹青銅和磷青銅的彈性極限高，導(dǎo)電性好，適於制造精密彈簧和電接觸元件，鈹青銅還用來制造煤礦、油庫等使用的無火花工具。

白銅

以鎳為主要添加元素的銅合金。銅鎳二元合金稱普通白銅；加有錳、鐵、鋅、鋁等元素的白銅合金稱復(fù)雜白銅。工業(yè)用白銅分為結(jié)構(gòu)白銅和電工白銅兩大類。結(jié)構(gòu)白銅的特點(diǎn)是機(jī)械性能和耐蝕性好，色澤美觀。這種白銅廣泛用於制造精密機(jī)械、化工機(jī)械和船舶構(gòu)件。電工白銅一般有良好的熱電性能。錳銅、康銅、考銅是含錳量不同的錳白銅，是制造精密電工儀器、變阻器、精密電阻、應(yīng)變片、熱電偶等用的材料。

一、純銅

純銅是玫瑰紅色金屬，表面形成氧化銅膜后呈紫色，故工業(yè)純銅常稱紫銅或電解銅。密度為8-9g/cm3，熔點(diǎn)1083°C。純銅導(dǎo)電性很好，大量用于制造電線、電纜、電刷等；導(dǎo)熱性好，常用來制造須防磁性干擾的磁學(xué)儀器、儀表，如羅盤、航空儀表等；塑性極好，易于熱壓和冷壓力加工，可制成管、棒、線、條、帶、板、箔等銅材。純銅產(chǎn)品有冶煉品及加工品兩種。分別見表6和表7。

表6冶煉銅的牌號(hào)、成分及用途

表7加工銅的組別、牌號(hào)及成分

二、銅合金

（1）黃銅

黃銅是銅與鋅的合金。最簡(jiǎn)單的黃銅是銅——鋅二元合金，稱為簡(jiǎn)單黃銅或普通黃銅。改變黃銅中鋅的含量可以得到不同機(jī)械性能的黃銅。黃銅中鋅的含量越高，其強(qiáng)度也較高，塑性稍低。工業(yè)中采用的黃銅含鋅量不超過45%，含鋅量再高將會(huì)產(chǎn)生脆性，使合金性能變壞。

為了改善黃銅的某種性能，在一元黃銅的基礎(chǔ)上加入其它合金元素的黃銅稱為特殊黃銅。常用的合金元素有硅、鋁、錫、鉛、錳、鐵與鎳等。在黃銅中加鋁能提高黃銅的屈服強(qiáng)度和抗腐蝕性，稍降低塑性。含鋁小于4%的黃銅具有良好的加工、鑄造等綜合性能。在黃銅中加1%的錫能顯著改善黃銅的抗海水和海洋大氣腐蝕的能力，因此稱為“海軍黃銅”。錫還能改善黃銅的切削加工性能。黃銅加鉛的主要目的是改善切削加工性和提高耐磨性，鉛對(duì)黃銅的強(qiáng)度影響不大。錳黃銅具有良好的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性和抗蝕性；在錳黃銅中加鋁，還可以改善它的性能，得到表面光潔的鑄件。黃銅可分為鑄造和壓力加工兩類產(chǎn)品。常用加工黃銅的化學(xué)成分，見表8

表8常用加工黃銅的化學(xué)成分

(2)青銅

青銅是歷史上應(yīng)用最早的一種合金，原指銅錫合金，因顏色呈青灰色，故稱青銅。為了改善合金的工藝性能和機(jī)械性能，大部分青銅內(nèi)還加入其它合金元素，如鉛、鋅、磷等。由于錫是一種稀缺元素，所以工業(yè)上還使用許多不含錫的無錫青銅，它們不僅價(jià)格便宜，還具有所需要的特種性能。無錫青銅主要有鋁青銅、鈹青銅、錳青銅、硅青銅等。此外還有成份較為復(fù)雜的三元或四元青銅。現(xiàn)在除黃銅和白銅（銅鎳合金）以外的銅合金均稱為青銅。

錫青銅有較高的機(jī)械性能，較好的耐蝕性、減摩性和好的鑄造性能；對(duì)過熱和氣體的敏感性小，焊接性能好，無鐵磁性，收縮系數(shù)小。錫青銅在大氣、海水、淡水和蒸汽中的抗蝕性都比黃銅高。鋁青銅有比錫青銅高的機(jī)械性能和耐磨、耐蝕、耐寒、耐熱、無鐵磁性，有良好的流動(dòng)性，無偏析傾向，可得到致密的鑄件。在鋁青銅中加入鐵、鎳和錳等元素，可進(jìn)一步改善合金的各種性能。

青銅也分為壓力加工和鑄造產(chǎn)品兩大類。常用加工青銅的化學(xué)成分見表9

表9常用加工青銅的化學(xué)成分

(3)白銅

以鎳為主要添加元素的銅基合金呈銀白色,稱為白銅。銅鎳二元合金稱普通白銅，加錳、鐵、鋅和鋁等元素的銅鎳合金稱為復(fù)雜白銅，純銅加鎳能顯著提高強(qiáng)度、耐蝕性、電阻和熱電性。工業(yè)用白銅根據(jù)性能特點(diǎn)和用途不同分為結(jié)構(gòu)用白銅和電工用白銅兩種，分別滿足各種耐蝕和特殊的電、熱性能。白銅多經(jīng)壓力加工成白銅材，常用加工白銅的組別、化學(xué)成份見表10。

表10加工白銅的組別和成分

二、銅材

以純銅或銅合金制成各種形狀包括棒、線、板、帶、條、管、箔等統(tǒng)稱銅材。銅材的加工有軋制、擠制及拉制等方法，銅材中板材和條材有熱軋的和冷軋的；而帶材和箔材都是冷軋的；管材和棒材則分為擠制品和拉制品；線材都是拉制的。各種銅材的種類、規(guī)格見表11-16。

表11銅棒材的種類、規(guī)格

表12銅線材的種類、規(guī)格

表13銅板材的種類、規(guī)格

表14厚度進(jìn)級(jí)分檔（毫米）

0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.12、0.15、0.18、0.20、0.22、0.25、0.30、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.90、0.95、1.00、1.10、1.20、1.30、1.40、1.50

表15銅管材的種類、規(guī)格

表16銅箔材的種類、規(guī)格

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