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關(guān)于銅合金的分類直讀光譜儀為你監(jiān)督檢測控制——讓你分類無憂

點(diǎn)擊次數(shù):4872  更新時間:2020-08-31

銅合金就是指在純銅的基礎(chǔ)上加入一種或幾種其他元素所構(gòu)成的合金。銅合金的分類還是挺好理解的。銅合金的顏色有很多種,不銅的銅合金種類,具有不同的顏色,銅合金主要有紫色、黃色、青色等顏色。怎么才能很好快速的分類出來?對于金屬元素成分的分析我們更多的應(yīng)用的儀器是直讀光譜儀。

銅合金就是指在純銅的基礎(chǔ)上加入一種或幾種其他元素所構(gòu)成的合金。銅合金的分類還是挺好理解的。銅合金的顏色有很多種,不銅的銅合金種類,具有不同的顏色,銅合金主要有紫色、黃色、青色等顏色。當(dāng)被氧化后,銅合金也會變色。

我們來說下銅合金的壓鑄工藝吧。不同成分的銅合金一種或幾種其他元素所構(gòu)成的合金,大家了解嗎?例如硅黃銅,鑄造性能比較好,工藝特點(diǎn)是順序凝固工藝,中注式澆注系統(tǒng),暗冒口尺寸較小。還有就是青銅和鋁黃銅了,它們的鑄造性能方面流動性較好,易形成集中縮孔,極易氧化。我們還是馬上來講解下銅合金分類的有關(guān)知識吧。

 

銅合金分類的方法有很多,根據(jù)不同的分法有很多的種類。首先我們先來了解銅合金具體怎么分類:

1、黃銅:系指銅與鋅為基礎(chǔ)的合金,又可細(xì)分為簡單黃銅和復(fù)雜黃銅,復(fù)雜黃銅中又以第三組元冠名為鎳黃銅、硅黃銅等;

2、青銅:系指除銅鎳、銅鋅合金以外的銅基合金,主要品種有錫青銅、鋁青銅、特殊青銅(又稱高銅合金);

3、白銅:系指銅鎳系合金;

4、紫銅:系指純銅,主要品種有無氧銅、紫銅、磷脫氧銅、銀銅。

 

銅合金分類:按合金系劃分

1、非合金銅:非合金銅包括高純銅、韌銅、脫氧銅、無氧銅等,習(xí)慣上,人們將非合金銅稱為紫銅或純銅,也叫紅銅。

2、其他銅合金則屬于合金銅。我國和俄羅斯把合金銅分為黃銅、青銅和白銅,然后在大類中劃分小的合金系。

 

銅合金分類:按功能劃分

1、導(dǎo)電導(dǎo)熱用銅合金(主要有非合金化銅和微合金化銅。

2、結(jié)構(gòu)用銅合金:幾乎包括所有銅合金。

3、耐蝕銅合金:主要有錫黃銅、鋁黃銅、各種不白銅、鋁青銅、鈦青銅等。

4、耐磨銅合金:主要有含鉛、錫、鋁、錳等元素復(fù)雜黃銅、鋁青銅等。

5、易切削銅合金:銅-鉛、銅-碲、銅-銻等合金。

6、彈性銅合金:主要有銻青銅、鋁青銅、鈹青銅、鈦青銅等。

7、阻尼銅合金:高錳銅合金等。

8、藝術(shù)銅合金:純銅、簡單單銅、錫青銅、鋁青銅、白銅等。


銅合金分類:按材料形成方法劃分為

1、鑄造銅合金:鑄造,又可以用于變形加工。

2、變形銅合金:變形銅合金可以用于鑄造。

3、鑄造銅合金和變形銅合金又可以細(xì)分為鑄造用紫銅、黃銅、青銅和白銅。


銅合金分類的知識上面介紹了。銅合金作為一種加工材的話,也有很多種類。我們來說下銅合金加工材分類:分為板材、帶材、箔材、排材、管材、棒材、線材和型材等八種品種(俗稱八大類)。一般來講,當(dāng)帶材的厚度小于0.1毫米時稱為箔材(我國海關(guān)稱厚度小于0.15毫米為箔材),棒材和線材的劃分除了直條和卷盤外,通常將直徑小于5毫米的卷盤狀稱為線材,而以直條供應(yīng)的稱為小棒。


1 、銅合金板帶箔材:銅合金板帶箔材類產(chǎn)品按照外形尺寸又細(xì)公為板材、帶材、條材和箔材。

(1)銅合金板材

銅合金板帶箔材類產(chǎn)品前后一道軋制狀態(tài)分為熱軋板材和冷軋板材

熱軋板材的常用尺寸范圍為:4~150mm(厚度)×200~3000mm(寬度)×500~6000mm長度。冷軋板材的常用尺寸為:0.2~12mm(厚度)×100~3000mm(厚度)×500~6000mm(長度)。

板材產(chǎn)品的狀態(tài)包括熱軋態(tài)(R)、軟態(tài)(M)、半硬態(tài)(Y2)、硬態(tài)(Y)、特硬態(tài)(T)和熱處理態(tài)(CS)。


(2)銅合金帶材

帶材尺寸范圍為0.05~3mm(厚度)―10~1000mm(寬度),成卷供貨。帶材產(chǎn)品的狀態(tài)分軟態(tài)(M)、半硬態(tài)(Y2)、硬態(tài)(Y)、特硬度(T)。


(3)銅合金條材(亦稱銅帶):條材厚度介于板材和帶材之間,尺寸范圍一般為:0.2~10mm(厚度)×50~100mm(寬度)×1500~2000mm(長度)。常用的條材產(chǎn)品有純銅條材、黃銅帶條材、青銅條材等。


(4)銅合金箔材:國內(nèi)銅加工箔材指厚度在0.05mm以下的板材和帶材,國外指厚度在0.1m以下的板材和帶材,均屬軋制銅箔(壓延銅箔),不包括電解銅箔。


常用的箔材產(chǎn)品有純銅箔、黃銅箔、青銅箔、白銅箔。

 

箔材尺寸范圍為:0.05~0.1mm(厚度)×40~600mm(寬度),成卷供貨,長度一般不應(yīng)小于5000mm,其狀態(tài)分軟態(tài)(M)和硬態(tài)(Y)。銅合金箔產(chǎn)品多為硬態(tài),厚度不大于0.02mm的純銅產(chǎn)品一般也為硬態(tài)。


2 、銅合金管棒線材:銅合金管棒線材按照產(chǎn)品形狀細(xì)分為管材、棒材和線材。


(1)銅合金管材:管材分為圓形、梯形、三角形、矩形管和方形管,其尺寸范圍為:0.5~360mm(外徑)×0.1~50mm(壁厚),直條或成卷供貨,產(chǎn)品的狀態(tài)分?jǐn)D制態(tài)(R)、軟態(tài)(M)、輕軟態(tài)(M2)、硬態(tài)(Y)、半硬態(tài)(Y2)、1/3硬態(tài)(Y3)產(chǎn)品。


(2)銅合金棒材:銅合金棒材分銅合金圓形棒、銅合金六角棒、銅合金方形棒、銅合金矩形棒和銅合金導(dǎo)形棒,其尺寸范圍為3~120mm(直徑)×500~5000(長度),直條供貨,產(chǎn)品的狀態(tài)分?jǐn)D制態(tài)(R)、軟態(tài)(M)、鍛造態(tài)(M2)、硬態(tài)(Y)、半硬態(tài)(Y2)、軟時效態(tài)(TF00)、硬時效態(tài)(TF04)產(chǎn)品。

 

(3)銅合金盤條:銅盤條是指生產(chǎn)線材的坯料,也稱銅線桿。分光亮桿和黑桿,黑桿由船形錠在橫列式孔型軋機(jī)上熱軋而成,表面氧化嚴(yán)重,現(xiàn)已基本被淘汰。盤條的直徑在6~20mm之間,由連鑄連軋或上引(或水平)連鑄法生產(chǎn)。

 

 

銅合金分類說完了,我們來說下銅合金的發(fā)展趨勢:


1 、高純化:高純化的主要目的是盡可能地提高材料的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性。工業(yè)用銅的含銅量由99.90%到99.95%,再到99.99%(4N)甚至更高,如含銅99.9999%(6N)的超純銅,雜質(zhì)含量要求也更加嚴(yán)格。如含氧(O)量由0.01%~0.05%減少到0.001%~0.006%,直至0.0002%~0.0003%。大限度地減少雜質(zhì)對導(dǎo)電、導(dǎo)熱性的影響。典型應(yīng)用實(shí)例如網(wǎng)絡(luò)傳輸連接導(dǎo)線用高純銅、電真空器件用高純無氧銅、準(zhǔn)確制導(dǎo)和高保真信號傳輸及超導(dǎo)體用單晶銅和超純銅等。

 

與多晶銅相比,單晶銅的抗拉強(qiáng)度降低了24.71%,伸長率增加了2.39倍,斷面收縮率增加了4.14倍,電阻率降低了31.7%,小于1.72×10-8Ω·m,其含氧量小于5×10-6,含氫量小于0...5×10-6,密度大于8.92t/m3。

 

銅合金材料向高純化方向發(fā)展的另一方面表現(xiàn)在微合金化銅合金中要求銅合金基體的高純凈化,,以保證材料具備更高的綜合性能。


2 、微合金化:微合金化的目的是犧牲少的導(dǎo)電導(dǎo)熱性換取其他性能,如強(qiáng)度的大幅度提升等。如加入0.1%左右的鐵(Fe)、鎂(Mg)、碲(Te)、硅(Si))、銀(Ag)、鈦(Ti)、鉻(Cr)或鎬(Zr)、稀土元素等,可以提高其強(qiáng)度、硬度、抗軟化溫度或易切削性等。微合金化銅是當(dāng)前銅合金材料開發(fā)的熱門之一。有氧韌銅和高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金是主要的微合金化銅。


有氧銅的概念是相對無氧銅而言,其銅含量在99.90%以上,相當(dāng)于一般的純銅,但其氧含量控制在0.005%~0.02%,同時可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電率在100%IACS以上。這是因為適量的氧對于晶間的雜質(zhì)元素起到一定的氧化化合作用,在一定程度上凈化了基體。有氧銅生產(chǎn)大的特點(diǎn)是其原料的低成本化,采用品位不高的紫銅舊料生產(chǎn)相當(dāng)于高導(dǎo)電導(dǎo)熱性能的有氧銅材料。


高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金由于其表現(xiàn)出良好的綜合性能,受到了世界各國材料科技工作者的青睞,是近年來發(fā)展快的一類銅合金。其微合金化加入的元素主要有:P、Fe、Cr、Zr、Ni、Si、Ag、Sn、Al等,具有代表性的合金體系主要有Cu-P、Cu-Fe-P系、Cu-Ni-Si系、Cu-Cr、Cu-Cr-Zr系、Cu-Ag、Cu-Ag–Cr、Cu-Ag-Zr系、Cu-Sn系等,以及各種加稀土的合金體系。合金中其他組元的含量之和少可以是0.01%~0.1%,高一般不超過3%。其共同的特點(diǎn)是材料具有高強(qiáng)高導(dǎo)性能。


3 、復(fù)雜多元合金化:為了進(jìn)一步改善銅及其合金的強(qiáng)度、耐蝕性、耐磨性及其他性能,或者為了滿足某些特殊應(yīng)用要求,在現(xiàn)有青銅、黃銅等的基礎(chǔ)上添加到五元、六元等多種組元,實(shí)現(xiàn)材料高彈性、高耐磨、高耐蝕、易切削等不同的功能,多組元(四個或四個以上組元)合金化成為銅合金開發(fā)的另一個熱門話題,新的復(fù)雜合金層出不窮。典型的合金有多元錳黃銅、硅錳黃銅、加硼錫黃銅、無鉛易切削銅合金等。其共同特點(diǎn)是高強(qiáng)高韌性,抗拉強(qiáng)度一般可達(dá)600~700MPa以上。例如,新型錳黃銅HMn59-2-1-0.5(Cu:58%~59%、Mn:1.8%~2.2%、Al:1.4%~1.7%、Fe:0.36%~0.65%、Si:0.6%~0.9%、Sn:0.1%~0.4%、Pb:0.3%~0.6%、Zn余量),其控制管的強(qiáng)度達(dá)600MPa以上,伸長率超過20%,硬度HB在180以上。鋁黃銅HAl64-5-4-2(Cu:63.5%~65.5%、Al:4.5%~6.0%、Mn:3.0%~5.0%、Fe:2.0%~3.0%、Pb:0.2%~1.0%、Zn余量),其強(qiáng)度達(dá)到750MPa以上,硬度HB超過220.新型鋁青銅QAl9-5-1-1(Cu:余量、Al:8.0%~10.0%、Ni:4.0%~6.0%、Mn:0.5%~1.5%、Fe:0.5%~1.5%),其強(qiáng)度為650MPa,屈服強(qiáng)度達(dá)400MPa,伸長率達(dá)14%以上。應(yīng)用這些材料制造汽車同步器齒環(huán)、高壓泵摩擦副或電極銅楔,其壽命比普通黃銅或青銅制造的要高出一至數(shù)倍。


近年來,隨著人們環(huán)保意識的提高,環(huán)保成為世界文明發(fā)展的主題。人們更加關(guān)注鉛、鈹、鎘、砷等有害元素的影響,無鉛易切削黃銅、無鈹高彈性銅合金、無砷耐蝕銅合金等環(huán)境友好銅合金材料的開發(fā)成為銅合金材料的重要發(fā)展方向之一。


4 、復(fù)合材料化:銅合金材料方式主要有兩種:一是引入合金元素強(qiáng)化銅基體形成合金;二是引入第二強(qiáng)化相形成復(fù)合材料。如彌散強(qiáng)化無氧銅是典型的人工復(fù)合材料,常用的彌散質(zhì)點(diǎn)有Al2O3、ZrO2、Y2O3、ThO2等。人工復(fù)合材料法是指人工向銅中加入第二相的顆粒、晶須或纖維對銅基體進(jìn)行強(qiáng)化,通過向銅基中引入均勻分布的、細(xì)小的、具有良好熱穩(wěn)定的氧化物顆粒來強(qiáng)化銅而制得的材料。其第二相的組分一般在1%以下甚至更低到0.01%,但對材料的強(qiáng)化作用十分明顯,尤其是大大提高材料的高溫強(qiáng)度。如Cu-2.5%TiB2(體積分?jǐn)?shù)),導(dǎo)電率為76%LACS,抗拉強(qiáng)度為675MPa;Cu-0.5%Al2O3(質(zhì)量分?jǐn)?shù))系列合金,材料的溫室強(qiáng)度可達(dá)到500~800MPa,導(dǎo)電率可達(dá)85%LACS以上,在900℃燒氫后材料的強(qiáng)度仍達(dá)到200~400MPa。


另一類發(fā)展較快的是原位復(fù)合材料(自生符合材料),原位復(fù)合材料是指在銅基體中,通過元素之間或元素與化合物之間發(fā)生放熱反應(yīng)生成增強(qiáng)體的一類復(fù)合材料。這類復(fù)合材料中的增強(qiáng)體沒有界面污染,與基體有良好的界面相容性,與傳統(tǒng)的人工外加增強(qiáng)體復(fù)合材料相比,其強(qiáng)度有大幅度的提高,同時保持較好的韌性和良好的高溫性能。如Cu-20%Nb(體積分?jǐn)?shù))復(fù)合材料具有*的抗拉強(qiáng)度,接近2000Pa;Cu-18%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的導(dǎo)電率為66.6%LACS,抗拉強(qiáng)度為1450MPa。其他如Cu-Fe、Cu-Ta系復(fù)合材料也具有較高的室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度,材料的強(qiáng)度一般可達(dá)800~1500MPa。

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