铜及铜合金线材生产概况
铜及铜合金线材发展概况
山东奥博特铜铝业有限公司技术中心
王涛 2006年3月24日
2007.12.01
总工办
王涛
一、铜及铜合金线材的市场现状及发展 1
二、铜及铜合金线材的品种及特性 6
三、现代铜及铜合金线材生产技术及发展8
1、连铸连轧法8
2、上引铸造－拉伸法10
3、水平连铸－拉伸工艺11
4、挤压－拉伸工艺12
5、OCC工艺12
6、连续挤压法12
7、铜及铜合金线材冷加工成形方法14
四、铜及铜合金线材生产线的设计15 2007.12.01总工办王涛
一、铜及铜合金线材的市场现状及发展
铜及铜合金线材广泛用于电子、电力、仪表、日用五金等工业部门，主要品种有：电力通讯用纯铜导线、电子工业用无氧铜导线、眼镜架用锌白铜线材、汽车电气用黄铜导线、精密加工用电极线、圆珠笔芯用线材、集成电路引线、半导体管脚线、精密弹簧线、铆钉线、辐条帽线等，用量巨大品种繁多，在铜加工材中线材所占比例高达45％，居各种铜加工材产量之首。近年来随着我国国民经济的高速增长和人民生活水平的提高，铜及铜合金线材产量、进口量迅速增长，其中2000年～2005年产量统计见图1，出口量统计见图2，进口量统计见图3，我国铜及铜合金线材合金比例见图4。 近年来，铜及铜合金线材发展的特点主要表现在：
1、高导电纯铜线增长迅速，主要用于制造各种电缆导线，我国自九十年代开始，陆续引进数条先进的铜线杆连铸轧机组，使目前高导纯铜线生产能力达到年产200万吨的水平，基本满足国内市场需求；
2、世界铜合金线材产量大约50万吨，主要生产国为美国、日本、德国，2004年三国铜合金线材产量及出口量见表1。随着我国加工制造业的蓬勃发展，铜合金线材市场需求旺盛，平均增幅达15％，预计今后增幅可达10％左右，市场年需求量在9～10万吨之间，占线材总用量的5～6％，占铜加工材的2～3％，主要消费领域需求量及所占百分比见表2，各种铜合金线材市场需求及所占百分比见表3，其中增长幅度较大的应用领域如表4所示，主要发展方向如下：
·以各种铜合金焊丝、汽车电气连接线、插接线、电极丝、高能电池线为代表的特种复杂铜合金线材国内、外市场供应严重不足，其生产特点是多品种、小批量，属于高附加值产品，其品种性能分布间图5。近年来随着造船、化工、各类大型管道、海洋工程的蓬勃发展，该类合金线材已成为目前最具发展潜力的线材品种，其中正在形成市场规模的高性能线材品种及用途见表5；
·轻工用铜合金线材需求量日益增长，以H65、C36000等为代表的黄铜线材市场巨大，其用量占铜合金线材总量的65％左右，产量稳中有升。
·目前我国铜合金线材生产主要集中在如下企业： 广州金一百、宁波有色合金有限公司（现博威集团）、天津有色线材厂、上海棒线厂、宁波金田、沈阳有色金属加工厂、上海斯米克、南京合金线材厂、西北铜加工厂，这9家企业产能约5万吨，尚不能满足日益增长的合金线材的市场需求。
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表1 2004年美国、德国、日本三国铜合金线材产量及出口量
国别
美国
日本
德国 产量（万吨） 12.85 4.7 3.96 出口（万吨） 4.46 1.65
1.44
表2 铜合金线材主要消费领域消费量及所占百分比
消费领域
拉链 饰件、按钮、钟表
汽车插件气门芯、条帽
镜架 焊丝 其它消费量（万吨） 2.4 0.58 0.29
0.58
1.65
0.87 1.5 1.84
百分比％ 25
6
3 6 17 9 15 19
表3 各种铜合金线材市场需求量及所占百分比
品种
普通黄铜线 铅黄铜线
高导合金线
白铜线
银铜线 青铜线 其它
消费量（万吨） 3.6
2.6
0.9
1 0.5 0.9 0.2
百分比％ 37 27 9.3 10.2 5.2 9.2 2.1
表4 增长幅度较大的应用领域
领域
汽车制造 插件 高能电池、仪器仪表
焊丝、焊料
条帽、拉链等易耗品
增长幅度％ 20 18
10
8
4～6
表5 目前高性能铜合金线材品种及用途
材料 牌号 标称成份％ 规格mm 用途
CZ3 Cr0.3 Zr0.02
2.6 飞机、医疗器件
Cu-Cr-Zr
PHC
Cr0.3 Zr0.1 Sn0.03 3 滑接线 Cu-Mg-P MGW Mg0.7 P0.005 2.6 8
电线
Cu-Ag Ag0.025~0.2 2.6~22 整流器铜条、耐热线、滑接线 Cu-Sn Sn0.25~0.35 2.6~22 汽车、滑接线 Cu-Zr
Zr0.06~0.10
2.6
针－格－网
图1 2000～2005年铜及铜合金线材总产量0
50100150200250
20012002200320042005年度产量（万吨
）
0.511.522.5
200020012002200320042005
年度
出口量（万吨）
2000图2 2000～2005年铜及铜合金线材进出口量
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10203040502000
2001
2002
2003
2004
2005
年度
进口量（万吨
）
图3 2000～2005年铜及铜合金线材进出口量 图4 铜及铜合金线材比例
图5 铜合金线材的品种与性能分布
R m M p a
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二、铜及铜合金线材的品种及特性
常用铜及铜合金线材的分类、牌号、特性及用途见表5，目前国内外对铜及铜合金线材按用途不同，均制定有严格的专业技术标准和通用技术标准。为适应先进制造技术的发展，铜及铜合金线材生产将呈现规模化、专业化方向发展的趋势，产品规格有向小型化、细径化方向发展的趋势，不断有新品种、新规格、新用途出现，因而决定了将来铜及铜合金线材的合金品种将呈多元化发展趋势，按用途分类的专业化标准将不断增加。
表6 铜及铜合金线材的分类及用途
合金分类 合金牌号 状态 规格mm
执行标准
用途及特性
线缆用纯
铜线杆
T2 TU1
M
各种通讯、输电导体材料H62 M Y 2 Y Φ0.1~6GB/T14954-94 钟表螺钉、按钮、钮扣等H80 MY 2Y Φ0.1~6专用标准 按钮、钮扣、别针等 HPb58-3 Y 2Y Φ1~6 专用标准 易切削材料 HPb62-0.8 Y 2Φ3.5~6GB/T14954-94 自行车条帽
HPb59-1 HPb63-3 MY 2T Φ0.5~6
GB/T14954-94
钟表元件、圆珠笔芯、制
锁材料
C3601(Cu59～63
Pb1.8～3.7 Zn 余)
1/2H H Φ3～6 JIS H3250 汽车轮胎气门嘴 C3771(Cu58~61
Pb1.5~2.5 Zn 余）
1/2H H
Φ3～6 ASTM B124M-94连接螺帽、异型表壳、卫生洁具，热锻切削性好。C2700 H65 H68 M Y 4 Y 2Y
Φ0.1~6
参照
GB/T14954-94
高能电池芯、金属网、饰品、拉链、按钮、铜扣等
B10 MY 2Y
Φ2~6 GB/T14954-94
镜架、海洋工程热喷涂丝
饰品、拉链等
Qsi3-1 Y Φ0.1～6GB/T14955-94 仪表游丝、张力丝 QSn6.5-0.1 QSn6.5-0.4 QSn4-3
Y
Φ0.1～6
GB/T14955-94 JIS3270 弹簧、耐磨零件 轻工用铜 合金线材
C54400 H 1/2H Φ2~6 美国ASTM 标准高级通讯电缆接插件、减磨耐蚀零件等。 C18200 C15100 C18150 C14500 H 1/2H Φ3～25美国ASTM 标准高导电极合金用棒线材 特种铜合金线材
C11000 C10500
H 1/2H
2×5 10×15
美国ASTM 标准
电机绕组用高导扁线
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三、现代铜及铜合金线材生产技术及发展
铜及铜合金线材生产具有悠久的历史，早在18世纪欧洲就开始用铸锭－锻造－拉伸的方法生产铜及铜合金线材，19世纪欧洲发明孔型热轧（横列式轧机）－拉伸生产工艺，铜及铜合金线材进入工业化大规模生产阶段，热轧线坯由于高温氧化而成黑色，因而该种生产工艺又称“黑杆”工艺。20世纪七十年代新型铜及铜合金线材生产方法不断涌现，“黑杆”工艺耗能高、成品率低、环境污染大的弊端日益突出，目前该生产工艺已被国内外所淘汰，我国已明令禁止在铜及铜合金线材生产中使用“黑杆”工艺。按铸坯成形方式及冷加工方式的不同，目前国内外先进、成熟的铜及铜合金线材生产工艺主要有：
1、连铸连轧法
连铸轧工艺主要用于生产通讯、电缆用高导低氧纯铜线杆（含氧量200ppm左右，导电率100％IACS），具有生产能力大（5～60吨/小时）、生产效率高、产品质量好的特点，适合电线、电缆用纯铜线杆这类需求巨大但合金品种单一的产品生产，其主要生产工艺流程为：
目前连铸轧工艺主要有两种形式：美国SCR南线法和德国CONTIROD法，SCR法为轮带式铸造（如图5），CONTIROD法为双钢带式铸造（如图6），两者相比较，CONTIROD法产品质量优于SCR法，其原因是两者的出坯方式不同，SCR法出坯存在热弯曲变形，在铸坯尚未充分结晶时易导致线坯表面微裂纹，而CONTIROD法出坯与水平方向呈15度，热弯曲变形很小，完全避免了铸坯热裂纹倾向，结晶细小、均匀，因而目前CONTIROD法已成为纯铜线杆的主流生产方式。CONTIROD法的主要技术参数见表7，两种工艺的对比见表8。
表7、CONTIROD法机列数据
熔炼竖炉熔化：电炉保温：
·熔化效率5～60吨/小时；·熔化效率4～10吨/小时；·连续运行。·连续运行。
工厂型号5C8 8C10 10C10 14C10 18C10 25C12 45C14 60C14 小时产能t/h 5～6 8～9 10～1113～1516～1925～30 40～45 55～60
年产能t/y 27000 43000 54000 75000 97000 161000 230000 313000 铸造机型号2200 2800 3500 3700 铸坯横截面积mm 45×35 60×3560×3560×5060×5090×60 120×60 130×70
机架号×轧辊直径mm
1×280
7×220 3×280
7×220
3×280
7×220
3×360
7×220
3×360
7×220
5×360
7×220
2×480
5×360
7×220
4×480
3×360
7×220
成品线坯直径mm 8～16 8～20 8～20 8～22 8～22 8～30 8～30 8～30 除氧化层和收线
除去热轧氧化层的方法：570～630℃用酒精还原或酸洗后涂蜡、烘干保护；
收线：有收线卷式和卷取式两种。
图6、SCR轮带式连铸轧铸造机图7、CONTIROD法双钢带铸造机2、上引铸造－拉伸法
上引铸造是二十世纪六、七十年代芬兰发明的技术，适合含氧量在≤20ppm的无氧铜杆的铸造，一般铸造规格为Φ8～18mm，该种上引无氧铜杆塑、韧性极好、无氧化、无夹杂、线坯质量稳定，适用于各种超细线材例如电子引线、仪表用超细线材等，最细可拉制Φ0.001mm 的电子工业用线材。该工艺属于投资小、见效快的生产技术，但上引铸造速度较慢，必须采用多线连续上引的方法，提高生产效率。目前在上引制坯技术方面普遍采用二炉合一、三炉合一的潜流式炉型结构，该种炉型密封性能极好，液流过渡无暴露，减少了金属氧化吸氧的倾向，是目前无氧铜线杆生产的主要方式，当前已可实现24条线同时上引，并实现了规模化生产，是目前紫铜系列线材应用较为广泛的制坯技术。在合金品种方面，上引连铸技术也取
得了很大突破，在广东金一百实现了利用黄杂铜上引铸造黄铜线坯，为该技术在铜合金线坯
制造的应用奠定了基础，改变了传统上认为上引法只适用于生产纯铜产品的观念，同时该方法在高铜合金如：银铜等线坯制造方面也有良好的应用范例。 3、水平连铸－拉伸工艺
水平连铸技术是上世纪七十年代英国劳同美德公司发明的铜及铜合金坯料制备方法，目前在铜及铜合金线材生产中应用最为广泛，具有生产合金品种多、规格变化灵活、投资小、能耗低、工艺简单等优势。水平连铸技术可以生产紫铜、黄铜、青铜、白铜各种合金线坯，坯料规格变化灵活，即可生产大直径的棒坯又可生产小规格的线坯，可以根据成品线径选择坯料尺寸，在保证产品组织、性能的基础上，最大限度地减少拉伸、退火次数，简化生产工艺，提高生产效率，特别是在合金异型线坯制造、高强度难变形合金线材及铸造类合金棒材生产方面具有独特的优势，因此目前成为各线材厂的主流制坯技术，其主要构成为：
水平连铸出坯速度较慢，多线连铸是提高水平连铸供坯能力、提高生产效率的关键，目前水平连铸根据坯料规格不同，连铸数量一般为1～24根，国内水平连铸设备主要线坯规格如表8所示。
表9、国内水平连铸设备生产规格
序号
铸造头数
规格范围mm 合金品种
收线形式 1 6 Φ14～25 紫铜、黄铜、青铜、白铜 立式 2 8 Φ12～18 紫铜、黄铜、青铜、白铜 立式/卧式 3 10 Φ12 紫铜、黄铜、青铜、白铜 立式/卧式 4 12 Φ8、Φ12 紫铜、黄铜、青铜、白铜 立式/卧式 5 24 Φ8 紫铜、黄铜、青铜、白铜 立式/卧式 6 8
Φ8、Φ16
紫铜、黄铜、青铜、白铜
立式/卧式
备注 生产紫铜一般采用潜流式（二合一、三合一）炉子；
生产其它合金一般采用熔化、保温炉分离的炉型。
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4、挤压－拉伸工艺
挤压坯料变形充分、质量优良，适合各种铜及铜合金线材坯料的生产，尤其是不适合水平连铸的合金品种如高磷合金（如含磷6％、5%、7％的焊料）和蒙奈尔合金等，必须依靠挤压提供坯料。挤压供坯产能大，但设备投资较大、能耗较高、有压余、料头损失成品率不高，适合大型企业大批量生产，是目前大型综合性铜管棒厂生产的主要方式，也是一种成熟、传统的生产方式。
5、OCC 工艺
OCC 工艺是上世纪八十年代形成的单晶铜制坯新技术，单晶铜线具有许多独特的优点，其在纵向为单一晶粒定向生长，没有晶界，具有良好的韧性和导电性能，由于没有晶界的阻挡因而信号衰减很小，可以加工成极细的高保真导线，是通讯器件及高保真音响等领域高端材料，具有很高的附加值。
OCC 技术为保证在纵向单个晶粒纵向定向生长，采用加热结晶器技术保证除底面外其它位置由于不具备形核条件，使拉铸时底面晶粒定向生长，形成单晶组织。OCC 技术的工艺难点在于精确控制结晶器加热功率，既能保证底面结晶，又要保证抑制结晶器内其它部位发生结晶，其维持不拉漏主要靠结晶器内铜液的表面张力。目前OCC 技术主要有两种铸造形式：立式和水平铸造，出坯极为缓慢，控制要求极为严格，但坯料表面极为平滑、光亮，是高端通讯保真导线的主要生产方式，特点是：小批量、高附加值。
6、连续挤压法
连续挤压又称康夫姆法（CONFORM ），是上世纪七十年代由英国Springfield 核能研究所发明的铜扁坯、异型坯料制备工艺，典型产品如：紫铜扁线、异型滑触线（如图7）、电机换向异型线坯（如图8）等。
连续挤压原理见图9，设备组成见图10，其利用金属在模腔中由于摩擦产生的高温、高压使金属产生变形，属于热塑性变形，再结晶充分，组织结构优良，具有能耗低，比传统挤压工艺节能30％以上；设备投资低，不需配备加热设备；生产长度理论上不受限制（取决于卷取机能力及进线坯料长度）；设备紧凑、占地面积小、自动化程度高，可进行连续化生产，无料头、压余，产品成品率高达97％以上等特点，产品表面光洁、尺寸精确、无起皮、无毛刺，是目前纯铜或高铜（铜银Tag0.1、铜锡TSn0.12）合金扁线、异型坯料的先进生产方式，正在开发的黄铜扁线生产技术，具有较强的发展前景。该设备的主要规格见表9。
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表10 连续挤压机的规格
主要技术指标 TLJ250型
TLJ300型 TLJ350型 挤压轮直径
mm
250 300 350 主机功率kw 45 90 160 主机重量kg 5500 7000 14000 合金品种
紫铜
紫铜/合金
紫铜/合金
线杆直径mm 8 12.5 16 产品面积mm 2
5～60 10～150 20～400
生产效率kg/h 140 400 800 溢料率％
1～3 1～3 1～3
图8、异型滑触线85/100/110mm 2
图9、换向器用异型铜排
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图10、连续挤压的原理
摆臂
铜杆放线
矫直、送料、
切断
连续挤压机
冷却、防氧化
系统
计米、涂油收排线机
图10、连续挤压机列的组成
7、铜及铜合金线材冷加工成形方法
铜及铜合金线坯必须经过冷加工才能精确控制线材尺寸、性能和表面质量，满足用户使用要求。线材冷加工主要有两种方法：拉伸法、轧制法。两者相比较，轧制时金属受三向压应力作用，受力状态良好，断面缩减率大，可最大限度地利用金属塑性，达到大幅缩短工艺流程，减少拉伸道次和退火次数的目的，但设备投资较高，一般用于冷加工的中间工序，主要合金品种的冷轧工艺见表10；拉伸的道次加工率相对较小，但尺寸精度控制高、加工表面质量好、可以拉制异型线，是当前线材生产中必不可少的加工方法，一般线材成品精加工均采用拉伸方法。为了提高拉伸效率，常常使用多模拉伸，常见的装备有三模拉丝机、五模拉丝机、七模拉丝机，既可以单独形成线材冷加工生产线，又可与Y型轧机配合使用取得最佳的规模化工艺配置。
在铜及铜合金线材生产中坯料规格的选取至关重要，尤其对一些高变形抗力的合金品种如：铝青铜、硅青铜、高镍白铜等，在保证产品性能的基础上尽量选取小规格的料坯是提高生产效率的关键。对于一些铸造线坯如铅黄铜等，拉伸前的扒皮工艺也是保证成品质量的关键，
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有些合金的铸造线坯冷加工前还必须进行均匀化退火，以稳定料坯的组织、消除铸造应力，防止在冷加工过程中产生裂纹。
对于一些变形抗拉极大的合金品种，冷加工是非常困难的，有的不得不依靠旋锻（冷锻）才能加工，如QAl14－8－3－2合金Φ5mm 线材生产工艺流程如下：
Φ8mm 线坯－旋锻Φ7mm－650℃×2小时退火－酸洗－旋锻Φ6mm－650℃×2h 退火－酸洗－旋锻Φ5.5mm－650℃×2h 退火－酸洗－旋锻Φ5mm。
目前市场上大量的黄铜扁线主要用于制造拉链之类的轻工制品，主要合金品种为H62、H65，也有H85、H90合金，一般规格为0.75~1.5×3.18~12mm ，状态一般为半硬态，宽厚比目前已达到11.8左右。该类产品一般采用园线经平辊轧制－拉伸法生产，轧辊直径一般在Φ150～200之间，轧辊长度50～500mm 不等。由于目前大多数扁线轧机都是自己改造的，轧制时既无前张力又无后张力，轧制时料坯常常“摇头摆尾”，轧制出的扁线常常厚薄不均，必须必须制定合理的轧机压下制度、润滑方式、严格控制进料园线的规格，才能达到合理的宽展和厚度偏差，满足后续成品拉伸的要求，获得尺寸规范、边角饱满的扁线。
表11 铜合金线材冷轧工艺
合金
进线直径mm
出线直径mm
断面压缩率％
高铜合金 7.64 6.35 31 铝青铜C61000 6.60 2.85 80 铅黄铜C3620 7.35 4.2 67 硅青铜C65600 7.30 2.85 85 镍银C77300 6.35 5.20 33 白铜C70200 8.10 2.85 89 铍青铜C17200 6.35
2.85
80
注：根据普洛伯兹轧机，在每秒10米状态下测得。
四、铜及铜合金线材生产线的设计
1、合理进行市场定位，目前铜及铜合金线材合金品种繁多，加工方法各不相同，主要表现在线材坯料制备技术方面，因此根据市场发展、企业资金状况合理确定主要生产品种，是进行生产线设计的关键，对此主要应考率以下几点：
·目前电线、电缆用低氧高导紫铜线市场需求巨大，料坯一般采用连铸轧方式生产，其它
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各种制坯方法均不可能与其的高效率相比，而线缆制造厂目前均具备各种拉丝手段，因此介入该领域只能从事铜线杆的生产，目前连铸轧生产线设备投资约900万欧元，只有充分的资金支持才能从事改行业；
·如果以无氧铜、高铜线材为主要合金品种，采用上引铸造供坯，与连续挤压机、拉伸机
相配合生产各种无氧铜线、异型高导铜线是最佳的工艺选择；
·挤压供坯的生产成本较大，一般适用于大型综合性铜加工企业，利用原有的挤压设备扩
展产品品种；
·水平连铸是目前应用最广泛的线材制坯方法，合金品种多，产品及规格转换灵活，多线
水平连铸目前技术相当成熟，能快速形成生产规模，投资不高，市场适应能力强，可与后续冷加工设备形成完整的铜及铜合金线材生产体系，同时可生产一些铸棒产品，是目前主流的生产配置，关键是依据不同合金线材的成品规格合理选择坯料规格，以达到最佳的生产效率；
·线材冷加工的最佳配置是：线材轧机＋拉伸机，这种组合是目前最合理、工艺流程最短、
效率较高的工艺配置，但线材冷轧机价格较高，也有许多厂家采用不同吨位拉伸机合理搭配的办法，以节省设备初期投资，一般粗拉采用大吨位卧式或立式园盘拉伸机开坯，细线采用多模拉伸机精拉；
·铜合金线材中间退火、成品退火一般采用可控气氛罩式炉，黄铜采用高氢气体、紫铜及
其它合金采用低氢气体保护，可以取消酸洗；
2、线材生产线主要装备的配置（以水平连铸＋冷轧＋拉伸工艺为例）
序号 设备名称 台数
年产能t 预算（万元）
1 水平连铸机（包括炉子） 3 6000 360
2 罩式光亮退火炉（带氨分解装置） 2 8000 200
3 线材轧机 1 8000 500
4 三模连续扒皮拉伸机（5吨） 3 6000 24
5 园盘拉伸机（单模）三连拉、六联拉等
6 5500 56
6 连续挤压机 1 3000 110 7
辅助装备：制头机、磨模机、砂轮锯、天车等
多种－ 40 合计
5000吨
1290
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国家标准《铜及铜合金扁线》编制说明
《铜及铜合金扁线》国家标准 征求意见稿编制说明 1工作简况 1.1任务来源 随着我国国民经济的飞速发展和人民生活水平的日益提高，国内外在电力、电子电讯、仪表、眼镜、拉链、照相器具的知名企业，对铜及铜合金的扁线的需求，已由电力行业扩展到了其他领域，并逐年增加。世界各国为了适应现代工业的发展需要，均已编制和修改了铜及铜合金扁线的标准，其产品的牌号、性能、规格也有已较大的补充。而我国的铜及铜合金扁线的标准，仍延用GB/T 3114-94的标准，已不能满足众多的铜合金扁线生产企业、中间供应商和使用企业的要求。2008年全国有色金属标准化技术委员会在广泛征求意见的基础上，以国标委综合[2008]118号文件下达本标准的起草任务，并由宁波博威集团有限公司负责起草修订，完成年限为2009年。 1.2主要工作过程和工作内容 根据任务落实会会议精神，我公司于2008年1月组建了铜及铜合金扁线国家标准起草小组，主要由总工程师办公室、技术部等技术人员组成。主要进行如下工作：1）确立《铜及铜合金扁线》国家标准起草遵循的基本原则； 2）申报起草该标准的立项报告； 3）对生产、使用厂家进行调研、收集资料； 4）查阅相关标准； 5）确定产品主要技术内容； 6）确定建立仲裁分析方法； 7）根据测试数据确定技术指标取值范围； 8）编写征求意见稿草案。 2标准制定原则和确定标准主要内容的论据 2.1本标准在制定时主要遵循以下原则 （一）充分满足市场要求的原则； （二）划繁就简的原则； （三）经济合理的原则； （四）有利于创新发展并与国际接轨的原则。 2.2标准的主要内容 2.2.1关于范围 本标准的铜及铜合金扁线主要用于电力、电子电讯、仪表、眼镜、拉链、照相器具等行业。本标准中的产品牌号是基于GB/T 5231-2001和GB/T 21652-2008的基础而来的，标准中的一部分牌号是在客户需求的基础上，结合国外实际情况和我国铜及铜合金扁线的实际需要而增加的。
关于铜合金的凝固技术
关于铜合金的凝固技术 初见，发现生活之美https://www.360docs.net/doc/231858200.html,/ 1、前言 铜是与人类关系非常密切的有色金属，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。铜在电气、电子工业中应用最广、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；在机械和运输车辆制造中，用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等；在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等；在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等，每生产100万发子弹，需用铜13--14吨；在建筑工业中，用做各种管道、管道配件、装饰器件等。铜的这种广泛应用使得研究开发高性能的铜合金来满足日益发展的要求显得很有必要。 随着研究的进展，制备高性能铜合金的工艺方法越来越多，并向实用化工业化生产进行，总的来说有合金化法、复合材料法。合金化法就是传统的固溶强化和析出强化，这种方法虽然在一定程度上提高了铜合金的强度，最高抗拉强度可以达到650Mpa，但由于固溶于铜基体中的原子引起铜原子点阵畸变对电子的散射作用增强，使铜合金电阻增大，因而降低了Cu合金的导电性。复合材料法包括粉末冶金法、塑性变形法、定向凝固法等。其中有一些方法还只是停留在实验室阶段，离投入生产有一段距离。虽然一些新工艺也在高性能铜合金的生产制备方面有所突破，如70年代就有美国SCM公司生产氧化物弥散强化铜合金，确立了此种合金的地位，而且粉末冶金技术也越来越多的应用到制备高性能的铜合金，但一种新的方法由研究到使用毕竟有一段很长的路要走，而以传统的熔炼和铸造技术在制备生产铜合金方面还是占有很大的地位，问题是如何改进这些工艺发展适合我国资源国情和市场需求的铜及合金产品。尤其是随着电子工业的急速发展，带来了工程中各种机械向着小型化发展的倾向，因而也就强烈的需要我们去开发新的铸造方法以生产那些没有铸造缺陷的优质材料。 现在很多研究都致力于在合金中加入什么样的元素对其机械性能产生怎么样的影响，而且也取得一系列的进展，并且一些还没有应用到实际当中去，说明还是有继续研究的必要，由于这文章是关于凝固技术这门课的，所以将主要关注的在熔炼铸造方面，如何能够制得好的凝固铸件，结合自己的专业，将介绍放在铜合金方面。 2、凝固理论进展 在近几十年中，凝固技术的重要进展有：连续铸造的扩大应用；定向凝固与单晶生长技术的完善；半固态（流变)铸造从研究走向了实际应用；通过凝固过程制备重要的新型材料，如复合材料、自生复合材料、梯度材料等；快速凝固技术的出现与应用。快速凝固是通过合金熔体的快速冷却或非均质形核的被遏制，使合金在很大的过冷度下发生高生长速率(≥l—100cm/s)的凝固，可制备非晶、准晶、微晶和纳米晶合金，此类新型功能或结构材料正在逐步进入工业应用。可见，现代凝固技术的发展不仅致力于获得外形完美、内无宏观缺陷的零件，而且追求在材料中形成常规工艺条件下不可能出现的结构与显微组织特征，使其具备一系列特殊优异的使用性能。从这个意义上说，新凝固技术与新材料的研究和发展已融为一体，最具代表性的例子是快速凝固技术，它的出现和发展直接促进了
铜及铜合金线材生产概况
铜及铜合金线材发展概况 山东奥博特铜铝业有限公司技术中心 王涛 2006年3月24日 2007.12.01 总工办 王涛
一、铜及铜合金线材的市场现状及发展 1 二、铜及铜合金线材的品种及特性 6 三、现代铜及铜合金线材生产技术及发展8 1、连铸连轧法8 2、上引铸造－拉伸法10 3、水平连铸－拉伸工艺11 4、挤压－拉伸工艺12 5、OCC工艺12 6、连续挤压法12 7、铜及铜合金线材冷加工成形方法14 四、铜及铜合金线材生产线的设计15 2007.12.01总工办王涛
一、铜及铜合金线材的市场现状及发展 铜及铜合金线材广泛用于电子、电力、仪表、日用五金等工业部门，主要品种有：电力通讯用纯铜导线、电子工业用无氧铜导线、眼镜架用锌白铜线材、汽车电气用黄铜导线、精密加工用电极线、圆珠笔芯用线材、集成电路引线、半导体管脚线、精密弹簧线、铆钉线、辐条帽线等，用量巨大品种繁多，在铜加工材中线材所占比例高达45％，居各种铜加工材产量之首。近年来随着我国国民经济的高速增长和人民生活水平的提高，铜及铜合金线材产量、进口量迅速增长，其中2000年～2005年产量统计见图1，出口量统计见图2，进口量统计见图3，我国铜及铜合金线材合金比例见图4。 近年来，铜及铜合金线材发展的特点主要表现在： 1、高导电纯铜线增长迅速，主要用于制造各种电缆导线，我国自九十年代开始，陆续引进数条先进的铜线杆连铸轧机组，使目前高导纯铜线生产能力达到年产200万吨的水平，基本满足国内市场需求； 2、世界铜合金线材产量大约50万吨，主要生产国为美国、日本、德国，2004年三国铜合金线材产量及出口量见表1。随着我国加工制造业的蓬勃发展，铜合金线材市场需求旺盛，平均增幅达15％，预计今后增幅可达10％左右，市场年需求量在9～10万吨之间，占线材总用量的5～6％，占铜加工材的2～3％，主要消费领域需求量及所占百分比见表2，各种铜合金线材市场需求及所占百分比见表3，其中增长幅度较大的应用领域如表4所示，主要发展方向如下： ·以各种铜合金焊丝、汽车电气连接线、插接线、电极丝、高能电池线为代表的特种复杂铜合金线材国内、外市场供应严重不足，其生产特点是多品种、小批量，属于高附加值产品，其品种性能分布间图5。近年来随着造船、化工、各类大型管道、海洋工程的蓬勃发展，该类合金线材已成为目前最具发展潜力的线材品种，其中正在形成市场规模的高性能线材品种及用途见表5； ·轻工用铜合金线材需求量日益增长，以H65、C36000等为代表的黄铜线材市场巨大，其用量占铜合金线材总量的65％左右，产量稳中有升。 ·目前我国铜合金线材生产主要集中在如下企业： 广州金一百、宁波有色合金有限公司（现博威集团）、天津有色线材厂、上海棒线厂、宁波金田、沈阳有色金属加工厂、上海斯米克、南京合金线材厂、西北铜加工厂，这9家企业产能约5万吨，尚不能满足日益增长的合金线材的市场需求。 2007.12.01 总工办 王涛
铜及铜合金牌号对照表
铜及铜合金牌号对照表 CONVERSION TABLE OF GRADES FOR COPPER & ITS ALLOYS
Werkstoffe: Automatenstahl: 11SMn30 11SMnPb30 * 11SMnPb37 * *) auc h 麻省理工学院Zus5atzen 冯Bi und Te (1.0715) (1.0718) (1.0737) Nirosta (INOX): X14CrMoS17 X8CrNiS18-9 (1.4104) (1.4305) 弄乱: CuZn38Pb1,5 CuZn39Pb3 CuZn35Ni2 CuZn40Al2 (2.0371) (2.0401) (2.0540) (2.0550) Neusilber: CuNi7Zn39Pb3Mn2 CuNi12Zn30Pb1 (2.0771) (2.0780) Kupfer: OsnaCu58S OsnaCu58Te (2.1498) (2.1546) 铝: AlMgSiPb AlCu4PbMgMn AlCu6BiPb (3.0615) (3.1645) (3.1655) Titan: 6.Al4V (3.7165) Maschinen: ? 索引Automaten □2 - □60mm ? Tornos-Langdrehautom aten □2 - □26mm ? Esco-Ringdrehautomaten □1 - □9mm ? 索引, Tornos und Esco CNC-Drehautomaten bis □100mm ? Kummer Feinstdrehautomaten ? 6-Spindel-Drehautomaten: 索引bis □32mm (CNC), 可利用的合金从瑞士METALWORKS
废杂铜生产铜合金生产工艺流程
铜合金生产工艺流程：
经过分选后的铜、锌原料运送到铜合金熔炼铸造车间的对应料仓暂存。 根据不同的产品的要求，技术部下达配料单至生产车间，生产车间根据营销部下达的生产任务单组织生产。 熔化炉按炉次及配料单进行投料。 在熔化设备方面，采用工频感应电炉，在型式上选用潜流式熔化+调质+保温一体炉，炉子的个熔化、调质过程在一个完全密闭的环境内进行。不仅使整个生产过程中各种合金元素的损耗降到最低，而且熔炼过程中的烟气全部进入高效脉冲袋式除尘器得到净化后达标排放。 合金成分检测合格后，开始进行水平连续浇铸。浇铸设备选用连铸切割一体机，只需设定所需的规格尺寸，设备即按设定自动控制浇铸速度、并进行定尺切割。切割方式采用热切割方式，免去了一般金属切割过程中必须的切削油冷却和润滑。 连铸后的坯棒（锭）按最终产品要求进入二个流程： 普通的高纯度铜合金材通过免做头自动拉丝机进行去除氧化皮的处理，然后根据需要决定是否进行矫直和压光。经检验尺寸和外观合格后，这部产品已经完成。 高精度高精密合合金材还需要经过热挤压成型和后处理加工。 首先将铜锭加热后按产品要求进行棒/线坯的挤压生产，挤压机控制压余在4%以下，铜锭均匀脱壳（去除熔铸铜锭表面部分）。配合全自动的收线及牵引设备，实现从上料、挤制到下料的全过程自动化。 挤压坯根据产品要求采用盘拉机进行冷拉作业，在盘拉的过程中还需要有退火工序配合进行，以获得最佳的产品金相组织及加工性能。退火设备采用井式炉,实现三区独立温控，使得炉内的温差控制不超过3℃，既大大降低了能耗，又保证了热处理效果的同时克服了铜材表面的深度氧化，使得铜材的结晶组织更为致密。该炉子可以同时满足盘圆和直条的退火需求。 退火后的铜材表面会氧化，在进行下道工序作业前，必须把表面的氧化皮去除，去除氧化皮的方法有二种： 常规采用酸洗的方法进行处理。酸洗场地全部采用防渗防漏处理，酸洗和清洗废液设置专门的废水处理设施，中和后回用，沉淀下来的污泥集中贮存后由废杂铜综合回收生产工序进行处理。
铜与铜合金线材生产项目可行性研究报告
铜与铜合金线材生产项目可行性研究报告
目录第一章总论 1.1项目概况 1.1.1项目名称 1.1.2建设单位 1.1.3法人代表 1.1.4项目概述 1.2编制依据与原则 1.2.1编制依据 1.2.2编制原则 1.3研究范围 1.3.1建设内容与规模 1.3.2拟建设地点 1.3.3项目性质 1.3.4建设总投资及资金筹措 1.3.5建设期 1.4主要技术经济指标 1.5结论 第二章项目概述 2.1铜线材 2.2项目背景 2.3项目可行性
2.3.1项目所在地优势明显2.3.2项目建设意义重大 2.3.3项目经济效益显著 第三章铜线材市场分析与预测3.1国内外铜线材市场分析3.2国内铜线材需求预测 第四章产品方案及生产规模4.1产品方案 4.1.1产品定位 4.1.2产品类别及技术参数4.2生产规模及销售预测 第五章技术方案及设备方案5.1技术方案 5.1.1生产工艺技术 5.1.2生产工艺流程 5.1.3产品原材料 5.2设备方案 第六章项目工程方案 6.1土建方案 6.1.1总平面布局 6.1.2建筑功能布局 6.1.3建筑结构
6.2给排水系统 6.3空调通风系统 6.4供电系统 6.4.1供电配置 6.4.2弱电系统 第七章资源利用与节能措施7.1资源利用分析 7.1.1土地资源利用分析 7.1.2水资源利用分析 7.1.3电能源利用分析 7.2节能措施分析 7.2.1土地资源节约措施7.2.2水资源节约措施 7.2.3电能源节约措施 第八章生态与环境影响分析8.1项目自然环境 8.1.1项目地理位置 8.1.2气候、气象 8.1.3土地、矿藏、水资源8.1.4地形、地貌及交通8.2社会环境现状 8.2.1行政区划及人口
锻造铸造铜及铜合金状态表示方法B
锻造和铸造铜及铜合金 状态表示方法 ASTMB601－01 16日1． 1.1 2. 3. 3.1 有关铜及铜合金的术语参见标准B 846。 4. 意义和用法 4.1 意义－－铜及铜合金产品状态采用字母和数字混合的表示方法。 4.2 用法－－字母和数字混合来表示产品的状态用于技术标准和数据发布中。 4.2.1 字母表示生产产品的一种加工过程。如“H”表示采用冷加工。
注1－这些字母经常与其它产品的状态表示方法相同。 5. 状态分类 5.1 退火态，O－通过退火方法生产的以满足机械性能要求的状态。 5.2 退火态，OS－通过退火方法生产的以满足标准或特殊晶粒度要求的状态。 5.3 加工态，M－通过铸件的初加工和热加工以及其它控制方法生产的产品的状态。 5.6.5 拐点热处理状态，TX－通过拐点硬化合金的拐点热处理而生产的状态。 5.6.6 冷加工和沉淀热处理状态，TH－用已经进行固溶热处理，冷加工和沉淀热处理的合金生产的状态。 5.6.7 冷加工和拐点热处理状态，TS－用已经进行固溶热处理，冷加工和拐点热处理的合金生产的状态。
5.6.8 加工硬化状态，TM－通过冷加工结合沉淀热处理或拐点热处理而供货的材料状态。 5.6.9 沉淀热处理或拐点热处理和冷加工状态，TL－通过对沉淀热处理或拐点热处理合金进行冷加工而生产的状态。 沉淀热处理或拐点热处理，冷加工，和消除热应力状态，TR－通过对沉淀热处理和拐点热处理消除热应力合金进行冷加工而生产的状态。 6. 6.1.1 退火以满足机械性能，O：
6.2 冷加工状态，H： 6.2.1 冷加工状态用于满足基于冷轧或冷拉的标准要求，H： 6.2.2 冷加工状态用以满足基于特殊产品状态名称的标准要求。H：
铜及铜合金的发展与应用
铜及铜合金的发展与应用 摘要：本文叙述了铜加工工业概况、铜材品种和质量现状及铜加工工艺与装备现状。同时, 阐述了高强高导铜合金的发展方向及应用前景。高强高导铜合金是一类很有应用潜力的功能材料, 近年来研究和开发应用高强高导铜基合金取得了显著成效，本文阐释了开发和研究高强高导铜合金的及制备方法与强化原理。 关键词：技术；发展；高强高导；强化机理；制备方法 正文：人类使用铜及其合金已有数千年历史。古罗马时期铜的主要开采地是塞浦路斯，因此最初得名cyprium（意为塞浦路斯的金属），后来变为cuprum，这是英语：copper、法语：cuivre和德语：Kupfer的来源。二价铜盐是常见的铜化合物，常呈蓝色或绿色，是蓝铜矿和绿松石等矿物颜色的来源，历史上曾广泛用作颜料。铜质建筑结构受腐蚀后会产生铜绿（碱式碳酸铜）。装饰艺术主要使用金属铜和含铜的颜料[1]。 铜是与人类关系非常密切的有色金属，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，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。铜是一种红色金属，同时也是一种绿色金属。说它是绿色金属，主要是因为它熔点较低，容易再熔化、再冶炼，因而回收利用相当地便宜。[2]。 纯铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色带金属光泽、延展性好、导热性和导电性高，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料，也可用作建筑材料，以及组成众多种合金。铜合金机械性能优异，电阻率很低，其中最重要的数青铜和黄铜。此外，铜也是耐用的金属，可以多次回收而无损其机械性能。 矿石的冶炼过程通常有两种方式：1.火法炼铜。通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20～30%，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍（冰铜）接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达99.9%的电解铜。该流程简短、适应性强，铜的回收率可达95%，但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。90年代出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。2.湿法炼铜。一船适于低品位的氧化铜，生产出的精铜称为电积铜。现代湿法冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积，浸出－萃取－电积，细菌浸出等法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广，预计本世纪末可达总产量的20%，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。 铜合金（copper alloy ）以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。主要用于制作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。铜的重要合金有以下几种：1.黄铜。黄铜是铜与锌的合金，因色黄而得名。黄铜的机械性能和耐磨性能都很好，可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。黄铜敲起来声音好听，因此锣、钹、铃、号等乐器都是用黄铜制做的。2.青铜。铜与锡的合金叫青铜，因色青而得名。在古代为常用合金(如中国的青铜时代)。青铜一般具有较好的耐腐蚀性、耐磨性、铸造性和优良的机械性能。用于制造精密轴承、高压轴承、船舶上抗海水腐蚀的机械零件以及各种板材、管材、棒材等。青铜还有一个反常的特性——“热缩冷胀”，用来铸造塑像，冷却后膨胀，可以使眉目更清楚。3.磷青铜。铜与锡、磷的合金，坚硬，可制弹簧。4.白铜。白铜是铜与镍的合金，其色泽和银一样，银光闪闪，不易生銹。常用于制造硬币、电器、仪表和装饰品。[3]。
铜及铜合金线材单位产品能源消耗限额
《铜及铜合金线材单位产品能源消耗限额》 编制说明（征求意见稿） 1、任务来源 国家在“十一五”规划纲要中，首次提出了节能的明确指标，即2010年每万元生产总值的能耗要降低20%，节能率为4.4%，这就要求八大重点行业主要产品单位能耗达到或接近本世纪初国际先进水平。2007年10月，国家正在布署建立和完善以“节能法”为核心，配套法规标准，建立节能法规和标准体系，并明确尽快将重点有色金属行业产品（铜管、板、棒、线）能耗标准要求列入配套《节能法》实施的主要组成部分，全面强化节能降耗的管理，推进国家“节能法”的实施步伐。将对我国的有色金属行业的节能降耗和建立资源节能型社会产生重大影响。 2008年全国有色标委及时组织宁波博威合金材料股份有限公司等单位进行了铜及铜合金线材产品单位能耗情况进行了调研工作。据初步调查情况看，全国近300家铜线材的加工企业单位能耗的水平高低差异较大，节能降耗的潜力也较大，如及时出台铜及铜合金线材产品单位能耗限额的国家标准，将会对我国有色金属行业的节能降耗，实现国家“十一五、十二五节能指标，建设资源节约型社会具有重大的战略意义，坚持技术进步，淘汰落后用能，缓解用能紧缺。并于2009年根据国家标委的要求以“中色协综[2009]021号”文件下达了《铜及铜合金线材单位产品能源消耗限额》国标编制计划。 2、工作简况 2009年在全国有色标委的组织下，成立了以宁波博威合金材料股份有限公司、浙江宏磊铜业股份有限公司、宁波长振铜业有限公司、中铝沈阳有色金属加工有限公司为负责起草单位的编制小组。进一步调查、收集了全国一些主要的铜棒线生产企业的产品单位能耗情况，收集了国家关于节能的法律、政策和标准，获得了大量的资料和数据，经综合研究、分析，整合调查的资料，对能耗的技术要素、计算方式、参数、相关的析算系数等进行确定，完成了本稿。 3、标准的制定原则、标准的主要内容说明 3.1标准制定的原则 3.1.1本标准的编制主要内容是根据、国家节约能源法的要求，参照《铜及铜合金管材产品能源消耗限额》的国家标准等进行编制的，是国家有色金属产品能耗标准的主要组成部分。。 3.1.2本标准是以全国一些主要的铜棒线材企业单位能耗的数据为基础，结合全国铜棒线材企业数量众多、生产规模小，且生产工艺路线多样化、设备能耗差异化、生产品种多、批量小的实际，既考虑了今后的发展方向，又体现区别，兼顾了现实和改进的警限。坚持技术进步、鼓励先进、淘汰高能耗的工艺、设备，提高产品的节能降耗工作的深入开展，力求广泛适用，利于已建厂和新建厂的节能指标完成。 3.1.3本标准为了使有色金属产品单位能耗的计算和考核的一致性，使线材和管材的产品单位能耗的基本要求相同，有利于有色金属产品能耗标准体系的形成。 3.1.4本标准提倡节能降耗与降低生产成本的一致性。并考虑到生产工艺路线的差异，故在能耗限额的制定上留出了一定的空间，坚持节能与降低成本并举。 3.2标准的主要内容说明 3.2.1本标准涉及到的术语均与GB21350-2008标准相一致。 3.3技术要求 3.3.1铜及铜合金线材产品能源消耗限额分为现有线材生产企业的产品能耗限额、新建
铜及铜合金的焊接
铜及铜合金的焊接 铜合金的制造 铜合金材料在运用于连接器的加工过程中，先是被加工成为薄片状的板材，然后切成条带形状以适应后面的冲压过程的需要。线材同样应用于连接器中，但是在端子组件和其他类型的连接器中这样的材料应用得很少。 图4.1描述了一个典型的薄板和条带铜合金的制造流程。此外在参考书目3中可以得到更详细的描述。合金线材以同样的方式制造但具有几个显著的特点：热挤压，轧制，和通过冲模的拉拔以改变热轧制和冷轧制在板材中的应用，以及退火处理过程经常用于这种产品。 连接器技术之4.1.1 铜合金的制造 溶炼和铸造铜合金是最先用于可回收的商业应用的金属之一，这是因为工业上能用经济的办法将铜合金中的杂质维持在一个较低的水平。溶炼常用于电溶炉之中而少见于铜合金在真空和惰性气体下的溶炼和铸造过程中。碳层能提供一足够的保护。此外，利用真空或特殊的空气环境将会很大的增加合金制造的成本。 氢、氧和碳的污染影响由溶炼过程和热力学方法来平衡其溶炼层进行控制，其中氢能溶解于铜，氧能与铜和一些合金元素形成氧化物，而碳能与有碳化物组分的合金起反应。溶炼控制包括纯电解阴极铜和有选择的兼容合金碎屑。当一些纯组分如镍、锡、硅或起支配作用的合金如磷、铍、和铬合金组分增加时，都会引起合金成份改变。 板材锻造的制造过程是从不连续的铸造成大矩形横截面金属锭或薄铸片开始的。前述大金属锭的典型尺寸为约150 毫米厚，300 到900 毫米宽，并且经过热轧制处理以有效的减少其厚度并消除在铸造过程中残余的铸造微片。另一种铸造方法是薄铸片(常用于窄条状铸造材料)，其典型的尺寸是约15 毫米厚，150 到450 毫米宽，这些薄铸片将直接转到冷轧过程之中。选择条形铸造是基于经济上的考虑因素(热研磨需要较高的资金成本)以及合金的特性(一些铜合金不容易在热条件下工作)。 前述半连续且大的金属锭在铸造过程中垂直利用一个中空水冷的铜模，在开始时此铜模的下底部被封住。溶化的金属实际上并未象图4.1中所示的直接进入溶模。此溶化的金属通过一流槽及分配系统进入溶模，分配系统能通过一陶制阀系统控制金属的流量。底关闭部从溶模中降低，此时形成一稳定的固体外壳以容纳溶化的金属。铸造将继续进行直到一直冷(DC)金属锭形成以足够热轧制的长度。直冷(DC)金属锭处理的经济上的优点是几个金属锭可当溶炉中的溶化金属加入相邻的溶模时同时形成。此外接着通过热轧制在厚度方面的分离是一个快速有效的方法，尽管在轧制以前要经过重新加热。 水平方向进行的条状铸造将会产生呈盘旋状的薄片，此薄片的厚度是与冷轧中第一次分离的轧磨容易相配合的。薄片在制造中被切成盘旋状而不影响其铸造过程。铸造后的表面将会重新研磨加工以形成高的表面精度。锡青铜大多数情况下用于条状加工是因为其较差热环境下
铜合金材料对照-成分-性能
铜合金牌号以及对照列表 ALLOY TYPE BS STANDARD EN STANDARD SYMBOL ASTM/UNS (NEAREST EQUIVALENT) OTHER COMPATABLE ALLOYS Aluminium Bronze CA104 CW307G CuAl10Ni C63200 / C63000 NES833, BSB23(DTD197A) Aluminium Bronze CA105 - CuAl10Fe3Ni7Mn2 C63000 - Aluminium Bronze AB1-C CC331G CuAl10Fe2-C C95400 SAE68 Aluminium Bronze AB2-C CC333G CuAl10Fe5Ni5-C C95500 SAE68B Leaded Bronze LB1-C CC496K CuSn7Pb15-C C93800 SAE67 Leaded Bronze LB2-C CC495K CuSn10Pb10-C C93700 SAE64 / SAE797 / SAE792 Leaded Bronze LB4-C CC494K CuSn5Pb9-C C93500 SAE66 Leaded Bronze LB5-C CC497K CuSn5Pb20-C C94100 SAE94, SAE794 & SAE799. Leaded Bronze - - CuSn7ZnPb C93200 SAE660 Leaded Gunmetal LG2-C CC491K CuSn5Zn5Pb5-C C83600 SAE40 Leaded Gunmetal LG4-C CC492K CuSn7Zn2Pb3-C C93400 - Leaded phosphor bronze LPB1 - CuSn8Pb4Zn1 C93100 - Leaded Phosphor Bronze PB4-C CC480K CuSn10-C C92700 - Nickel Gunmetal G3 - CuSn7Ni5Zn3 B292-56 - Phosphor Bronze PB101 CW450K CuSn4 C50900 C51100 - Phosphor Bronze PB102 CW451K CuSn5 C51000 NES838 Phosphor Bronze PB103 CW452K CuSn6 C51900 - Phosphor Bronze PB104 CW459K CuSn8 C52100 BSB24 DTD265A Phosphor Bronze DTD265A - - - BSB24, PB104 Tin Phosphor Bronze PB1-C CC481K CuSn11P-C B143 SAE65 Tin Phosphor Bronze PB2-C CC483K CuSn12-C CC483K SAE65 材料化学成分
铜及铜合金分类及产品牌号表示方法
铜及铜合金分类及产品 牌号表示方法 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
一、纯铜 纯铜是玫瑰红色金属，表面形成氧化铜膜后呈紫色，故工业纯铜常称紫铜或电解铜。密度为8-9g/cm3，熔点1083°C。纯铜导电性很好，大量用于制造电线、电缆、电刷等；导热性好，常用来制造须防磁性干扰的磁学仪器、仪表，如罗盘、航空仪表等；塑性极好，易于热压和冷压力加工，可制成管、棒、线、条、带、板、箔等铜材。纯铜产品有冶炼品及加工品两种。分别见表6和表7。表6冶炼铜的牌号、成分及用途 表7加工铜的组别、牌号及成分 二、铜合金 （1）黄铜黄铜是铜与锌的合金。最简单的黄铜是铜——锌二元合金，称为简单黄铜或普通黄铜。改变黄铜中锌的含量可以得到不同机械性能的黄铜。黄铜中锌的含量越高，其强度也较高，塑性稍低。工业中采用的黄铜含锌量不超过45%，含锌量再高将会产生脆性，使合金性能变坏。为了改善黄铜的某种性能，在一元黄铜的基础上加入其它合金元素的黄铜称为特殊黄铜。常用的合金元素有硅、铝、锡、铅、锰、铁与镍等。在黄铜中加铝能提高黄铜的屈服强度和抗腐蚀性，稍降低塑性。含铝小于4%的黄铜具有良好的加工、铸造等综合性能。在黄铜中加1%的锡能显着改善黄铜的抗海水和海洋大气腐蚀的能力，因此称为“海军黄铜”。锡还能改善黄铜的切削加工性能。黄铜加铅的主要目的是改善切削加工性和提高耐磨性，铅对黄铜的强度影响不大。锰黄铜具有良好的机械性能、热稳定性和抗蚀性；在锰黄铜中加铝，还可以改善它的性能，得到表面光洁的铸件。黄铜可分为铸造和压力加工两类产品。常用加工黄铜的化学成分，见表8。表8常用加工黄铜的化学成分
铜及铜合金的分类讲解
铜及铜合金的分类 第二章铜及铜合金的分类铜是人类最早使用的金属，自然界有自然铜存在，与其他金属不同，铜在自然界中既以矿石的形式存在，也同时以纯金属的形式存在，其应用以纯铜为主，同时其合合金也在工业等多个领域中广泛应用，工业上常将铜和铜合金分为四类，分别是：纯铜、黄铜、青铜和白铜。1. 铜与铜合金的分类1.1 按生产应用的方式（可分为二大类）形变铜与铜合金、铸造铜与铜合金对于压力加工专业来说，主要是和形变铜与铜合金打交道，因此，重点学习形变铜与铜合金。1.2 铜与铜合金的名称：根据历史上形成的习惯，起的是某一种颜色的名称，它们是：紫铜——纯铜Cu 黄铜——Cu-Zn 合金青铜—— 锡青铜：Cu-Sn 合金铝青铜：Cu-Al 合金铍青铜：Cu-Be 合金钛青铜：Cu-Ti 合金白铜——Cu-Ni 合金( 有的铜合金叫做青铜，但合金的颜色并不真就是青色的。) 2. 纯铜纯铜的新鲜表面是玫瑰红色的，当表面氧化形成氧化亚铜 Cu2O 膜后就呈紫色，所以纯铜就常被称为紫铜。紫铜具有好的导电、导热、耐蚀和可焊等性能，并可冷、热压力加工成各种半成品，工业上广泛用于制作导电、导热和耐蚀等器材。 2.1纯铜的成份、组织与性能 2.2.1．其结构、组织：在金属学中学过，纯Cu的晶体[结构]是面心立方晶格（f、c、c），滑移系多，易塑性变形，塑性好。其组织由单一的铜晶粒组成。2.2.2．在成分方面：100%纯的金属是没有的，非100%纯。Cu 的最高纯度可达99.999%（三个9）工业纯Cu 的纯度约为99.90～99.96%杂质的存在相当于使纯铜的成份改变，这自然会引起一些性能的变化。虽纯Cu 有一些性能几乎不受杂质的影响但导电率、机械性能却受杂质或晶4 体缺陷的影响较大现在先综合看看工业纯Cu 的性能—— 2.2 工业纯铜的性能2.2.1 纯铜的性能优点：从纯铜的各种性能中我们可以总结出几条性能优点，从而可以明白为什么铜会以纯金属的形式得到这么广泛的应用。①优良的导电、导热性；∴Cu 广泛用于：导电器（如：电线、电缆、电器开关）导热器（如：冷凝管、散热管、热交换器）②良好的耐蚀性；Cu具有极好的耐蚀性，且反应后表面有保护膜（铜绿）在普通的温度下，铜不太会与干燥空气中的氧气O2反应，但Cu能与CO2、SO2、醋发生作用，生成铜绿――碱式碳酸铜、碱式硫酸铜CuSO4·3(OH)2 （深绿色）、碱式醋酸铜，这样铜的表面上就慢慢生成了一层保护膜。③有良好的塑性退火工业纯铜的拉伸延伸率δ≈50%，纯Cu 易加工成材例：加工出来的细铜丝可细于头发丝（8 丝）达4～5 丝2.2.2 纯铜的机械性能与工艺性能我们通过结合纯铜的生产、加工过程来了解、认识(1) 纯Cu 的加工过程（几乎全部纯铜都是经过加工成材供应用户的，我们在工厂中可以观察到，其生产过程一般为：(2) 纯铜的机械性能——①铸态铜的性能很低；②经加工后，软态铜、硬态铜的性能，见上面数据；③铜经过强烈冷加工（形变率ε≥80%）后，强度δb将急剧升高，但塑 5 性强烈变坏，加工硬化很厉害，对纯铜来说，其机械性能是由其晶粒度和位借密度所决定我们知道，热加工应选择在塑性高的温度范围纯铜的热加工工艺性能(3) 的。． 内进行，那么纯铜在什么温度时塑性高呢？——人们通过实验，得到了纯铜的机
铜及铜合金板带材的生产工艺
铜及铜合金板带材的生产工艺 铜及铜合金板带材是重有色金属中应用最广的一类，其生产方法，根据合金的具体特性、产品规格范围、产品性能要求与技术设备条件的不同而不同。目前根据国内外实际的生产情况，生产方法大致有以下几种； (1)半连续铸锭加热-热轧-冷轧法。此法是最成熟的传统生产方法，应用最广。它适宜于大规模生产，且不受合金牌号限制，除生产带材和成卷轧制横切薄板之外，还适宜于生产不同厚度与宽度的中厚板材。 (2)水平连续铸造卷坯-成卷冷轧法。此法也属于现代化铜板带材生产方法，但在生产规模、合金牌号、产品宽度上都有一定的局限性，在产品厚度上仅适宜于生产带材与宽度不大的薄板材。 (3)块状铸坯-冷轧与挤压坯料-冷轧法。此种方法已在工业发达国家有所见，但由于其适用品种有限，因此使用还不广。 前两种进行比较，主要差异在于后一种方法省去了铸锭加热与热轧工序，因而生产周期短、生产效率高以及节约能耗等优点，但该方法由于生产规模、合金品种以及产品规格上的限制，其适用性远不如第一种方法。半连续铸锭加热-热轧-冷轧工艺被广泛应用在铜及铜合
金板带材生产，其最先进的生产过程是：大容量电炉熔炼和立式半连续铸造方法铸锭，在轧机允许的情况下，采用单重几吨到几十吨的锭坯进行热轧开坯，热轧后进行坯料
铜合金牌号
铜合金牌号 2010-04-01 14:17:09来源：我的钢铁试用手机平台 黄铜H96.C2100.C21000.H90.C2200.C22000.H85.C2300.C23000.H80.C2400.C24000. H68A.C2680. C26200.H65.C2700.C26800.H62.C2720.C27400. 铅黄铜HPb59-1.C3710.C37800.HPb59-2.C3771.C35300. HPb60-2.C3604.C36000.HPb63-3.C3560.C34500.HPb63-0.1.C34900. 铝黄铜HAi77-2.C6870.C68700. HAi60-1-1.C6782.C67000.HAi59-3-2.C67800.HAi66-6-3-2.C6872. 锡黄铜HSn62-1.HSn70-1AB. 锰黄铜 HMn58-2.C67400.HMn57-3-1. 铁黄铜HFe59-1-1.C6782.C67820. 硅黄铜HSi80-3.C69400. 青铜类： 锡青铜QSn4-3,QSn6.5-0.1.QSn7-0.2.C5212.C52100.QSn6.5-0.4. 铝青铜QAi9-2.C61000.QAi9-4.QAi10-3-1.5. C6161.C61900.QAi10--4-4.C6301.C63000.C63200. 硅青铜QSi3-1.C65500.C65800.QSi1-3.C64700.QSi1.8. 锰青铜QMn5. 锆青铜QZr0.2-0.4. 铬青铜QCr0.5.C18100.C18200.C18400.QCr1-2. 铬锆铜QCr1-0.15.C18150.
铜及铜合金概述
铜及铜合金概述 铜是人类最早发现和使用的金属材料，铜的熔点低，易合金化，是人类使用的最古老的金属之一，早在公元前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。 现代工业文明制品，大多数使用金属材料，尤其是重要部件，显示了其的可靠性，但使用单一金属的情况很少，大多使用合金材料，合金品种多，制造工艺各有特色。铜及铜合金的特点不单纯是强度，主要是导、电导热性能优良，必须充分发挥其的导电性能好的优势，才能最大限度地为社会做贡献。近现代，特别是十七世纪的产业革命，及法拉第电磁感应定律发现以来，由于铜及铜合金具有优良的导电、导热、耐蚀性能，易于加工，外表美观而大规模应用于现代工程技术领域，广泛应用于机械、电子、电气、化工、交通、能源、建筑、信息通讯等领域，例如：一部拖拉机平均用铜31㎏，一部解放汽车平均用铜21㎏，各种家用电器产品、工业装置等都离不开铜及铜合金产品，是国民经济中不可替代的重要工程材料。据国外统计，发达国家铜及铜合金与钢的消费比例大约在1.3：100左右，铜及铜合金的品种及消费量已成为衡量一个国家工业技术水平的标志之一。 铜及铜合金在工程技术领域广泛应用的根本特点是：其是目前经济的导电材料。纯铜具有仅次于银的高导电、导热性能、适宜的强度、优良的耐蚀性能，易于钎焊和形变加工，大量用于制造各种电气导线和导体，其在电气（器）、电子行业应用的比例占总产量的一半以上，例如：制造1万千瓦发电设备，包括输变电器材在内需用铜材近800吨。近年来随着能源日益紧迫，各行业节能降耗工作日益突出，电动机是广泛应用的耗电大户，各国都十分重视高效节能电动机的开发推广，其中降低电阻消耗的重要途径就是加大电动机绕组的截面积。同时随着人民生活水平的提高，民用负载不断加大，各种输电电缆的截面积也呈增加的趋势，随着铜代铝按、国际标准配置居民电线线径等建筑规范的出台都为铜在电气领域提供了广阔的发展前景。 铜及铜合金的另一个特点是：其具有优良的合金化特性，能和目前绝大多数金属或非金属元素形成各具特色的合金，目前已形成250余个合金牌号，近万种规格的产品系列，满足各行各业的需要，而且绝大多数铜合金具有较强的耐蚀性能，例如：白铜具有优良的机械性能、加工性能和耐蚀性能，适用于高温高压下的耐蚀环境，广泛应用于医疗、仪表、造船、
铜及铜合金的熔炼工艺特性及操作要点
铜及铜合金的熔炼工艺特性及操作要点 铜及铜合金的熔炼是什么？铜及铜合金的熔炼工艺特性是什么？操作要点又有哪些呢？首先来看熔炼定义：熔炼是铸造生产工艺之一。将金属材料及其它辅助材料投入加热炉溶化并调质，炉料在高温(1300～1600K)炉内物料发生一定的物理、化学变化，产出粗金属或金属富集物和炉渣的火法冶金过程。炉料除精矿、焙砂、烧结矿等外，有时还需添加为使炉料易于熔融的熔剂，以及为进行某种反应而加入还原剂。此外，为提供必须的温度，往往需加入燃料燃烧，并送入空气或富氧空气。粗金属或金属富集物由于与熔融炉渣互溶度很小和密度差分为两层而得以分离。富集物有锍、黄渣等，它们尚须经过吹炼或其他方法处理才能得到金属。 铜及铜合金的熔炼图1 常见铜及铜合金的熔炼工艺特性及操作要点： 黄铜熔炼工艺特性及操作要点： 1）锌的除气和脱氧性能很好，操作中加入脱氧剂铜-磷的目的，主要是改善合金的流动性； 2）含锌大于20％的黄铜，一般可按喷火次数作为实际出炉依据； 3）尽量低温加锌，高温捞渣，以减少熔炼损耗； 4）以冰晶石作熔剂的合金，冰晶石加入量约为炉料重量的0.1％； 5）铁以Cu-Fe或Al-Fe中间合金加入，易氧化元素如砷、铍等与铜制成中间合金加入。
青铜熔炼工艺特性及操作要点： 1）青铜宜采用中频感应电炉熔炼，硅砂或镁砂炉衬，但用有芯感应炉熔炼铝青铜时，最好使用中性或碱性炉衬； 2）硅青铜、锡锌铅青铜吸气性强，应使用煅烧木炭作覆盖剂，装料后立即加入足够木炭，直到浇铸完毕不再向炉内添加木炭。 铜及铜合金的熔炼图2 白铜熔炼工艺特性及操作要点： 1）白铜宜采用工频或中频感应电炉熔炼，硅砂或镁砂炉衬； 2）为提高普通白铜的热塑性，可加入钛、锆作变质剂。 3）装料时如炉内残留铜水过少，镍、铁不易熔化时，允许先加入少量紫铜以加速熔化。 镍和镍合金熔炼工艺特性及操作要点： 1）镍和镍合金采用中频或高频感应电炉熔炼，高铝砂或镁砂炉衬； 2）为提高纯镍和镍合金的热塑性，细化晶粒，可加入少量钛作变质剂，在炉料全部熔化后加入； 3）加炭脱氧时，可用小块木炭慢慢加于液面，一次加入过多或过快易造成金属液上涨，甚至外溢。木炭加入量视木炭与金属液反应情况而增减； 4）加镁脱氧时，镁用镍片包住，迅速插入金属液中。也可采用镍镁中间合金作脱氧剂。
铜及加工铜合金的热处理
一、铜和加工铜合金的热处理 字体[大][中][小] (一)铜和加工铜合金的退火 1. 再结晶退火 加工硬化可以提高铜和铜合金的强度和硬度，但也降低了材料的塑性和韧性。 冷加工(冷轧、冷冲或冷拔)后的型材(线材、棒材、板材)再作进一步冷变形时将 成为困难。所以，材料冷轧或冷拔的过程中，一道与一道之间须进行再结晶退火，恢复其塑性，以便于冷加工，此类再结晶退火为中间(再结晶)退火。 为了改善材料的组织，且使材料均匀化，以满足使用条件的要求，成品最终要进行一次再结晶退火，即为最终再结晶退火。 通常中间退火时，采取快速升温，装炉量大，温度取上限.从而提高再结晶温度，细化晶粒，缩短加热时间，减少氧化，提高生产率;最终退火，缓慢升温，控 制装炉量，温度取下限，特别是薄壁零件，以保证产品性能均匀。温度控制在±5℃ 之内，退火保温时黄铜为1.5～3h，锡青铜、铝青铜、铍青铜为1～3h。纯铜的 再结晶退火工艺见表9.2-1，加工铜合金再结晶退火工艺见表9.2-2，对于能热处 理强化的铜合金，中间退火后必须缓冷，其他铜合金冷却速度对性能影响不大。 中间退火的温度与预先的冷变形程度、金属的成分、加热速度、原始晶粒尺寸等 有关。加热温度且在再结晶温度以上，温度太低再结晶不完全，但太高又会使晶 粒粗大，使下一道冷加工时，材料表面出现“桔皮”状，这是十分有害的，尤其 在单相材料中。在成形加工量小时，宜采用晶粒细小的坯料，当成形加工量大时，宜采用晶粒粗大的坯料。铜合金再结晶后的力学性能不仅与其成分有关，还与退 火温度及退火前的冷加工量有关，表9.2-3显示了黄铜带材的制造过程与力学性能 的关系。 2. 去应力退火 其作用是去除铸件、焊接件及冷成形件的内应力，以防止零件变形与开裂，也能提高抗蚀性(因零件存在拉应力时，在腐蚀介质中，极易产生应力腐蚀)。去 应力退火也能提高冷成形黄铜、锌白铜、磷青铜的弹性和强度。一般合金去应力 退火保温时间为1～3 h，铍青铜为15～20 min，去应力退火温度见表9.2-2。 3. 一般铜合金弹性材料的强化和热处理 有些铜合金通过冷塑性变形加低温退火来提高其弹性极限，制作弹性元件。 冷塑性变形度愈大，低温退火后的弹性极限提高愈多。一般铜合金弹性材料获得 最好的弹性极限及其应力松弛的低温退火规范见表9.2-4。 表9.2-1 纯铜再结晶的退火温度及保温时间