铜的材质

一、常见分类：黄铜是由铜和锌所组成的合金白铜是铜和镍的合金青铜是铜和除了锌和镍以外的元素形成的合金，主要有锡青铜，铝青铜等紫铜是铜含量很高的铜，其它杂质总含量在1％以下。

1、紫铜：红铜即纯铜，又名紫铜，纯铜密度为8.96，熔点为1083℃。

具有很好的导电性和导热性，塑性极好，易于热压和冷压力加工，大量用于制造电线、电缆、电刷、电火花专用电蚀铜等要求导电性良好的产品。

因呈紫红色而得名。

它不一定是纯铜，有时还加入少量脱氧元素或其他元素,以改善材质和性能,因此也归入铜合金。

中国紫铜加工材按成分可分为：普通紫铜(T1、T2、T3、T4)、无氧铜（TU1、TU2和高纯、真空无氧铜）、脱氧铜（TUP、TUMn）、添加少量合金元素的特种铜（砷铜、碲铜、银铜）四类。

紫铜的电导率和热导率仅次于银，广泛用于制作导电、导热器材。

紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）、碱、盐溶液及多种有机酸（醋酸、柠檬酸）中，有良好的耐蚀性，用于化学工业。

另外，紫铜有良好的焊接性，可经冷、热塑性加工制成各种半成品和成品。

20世纪70年代，紫铜的产量超过了其他各类铜合金的总产量。

紫铜中的微量杂质对铜的导电、导热性能有严重影响。

其中钛、磷、铁、硅等显着降低电导率,而镉、锌等则影响很小。

氧、硫、硒、碲等在铜中的固溶度很小,可与铜生成脆性化合物,对导电性影响不大，但能降低加工塑性。

普通紫铜在含氢或一氧化碳的还原性气氛中加热时，氢或一氧化碳易与晶界的氧化亚铜(Cu2O)作用，产生高压水蒸气或二氧化碳气体，可使铜破裂。

这种现象常称为铜的"氢病"。

氧对铜的焊接性有害。

铋或铅与铜生成低熔点共晶，使铜产生热脆；而脆性的铋呈薄膜状分布在晶界时，又使铜产生冷脆。

磷能显着降低铜的导电性,但可提高铜液的流动性,改善焊接性。

适量的铅、碲、硫等能改善可切削性。

2、黄铜以锌作主要添加元素的铜合金，具有美观的黄色，统称黄铜。

铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。

三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。

含锌低於36％的黄铜合金由固溶体组成，具有良好的冷加工性能，如含锌30％的黄铜常用来制作弹壳，俗称弹壳黄铜或七三黄铜。

含锌在36～42％之间的黄铜合金由和固溶体组成，其中最常用的是含锌40％的六四黄铜。

为了改善普通黄铜的性能，常添加其他元素，如铝、镍、锰、锡、硅、铅等。

铝能提高黄铜的强度、硬度和耐蚀性，但使塑性降低，适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。

锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性，故称海军黄铜，用作船舶热工设备和螺旋桨等。

铅能改善黄铜的切削性能；这种易切削黄铜常用作钟表零件。

黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。

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。

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"。

锡能改善黄铜的切削加工性能。

铅黄铜即我们通常所说的易削国标铜。

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。

雕刻铜也是铅黄铜的一种。

多数黄铜具有良好色泽、加工性、延展性，易于电镀或涂装。

黄铜又分：1）普通黄铜它是由铜和锌组成的合金。

当含锌量小于 39% 时，锌能溶于铜内形成单相 a ，称单相黄铜，塑性好，适于冷热加压加工。

当含锌量大于 39% 时，有 a 单相还有以铜锌为基的 b 固溶体，称双相黄铜， b 使塑性小而抗拉强度上升，只适于热压力加工。

代号用" H ＋数字"表示， H 表示黄铜，数字表示铜的质量分数。

如 H68 表示含铜量为 68% ，含锌量为 32% ，的黄铜，铸造黄铜则在代号前" Z "字，如ZH62。

H90 、 H80 单相，金黄色，故有金色共称之，称为镀层，装饰品，奖章等。

H68 、 H59 属于双相黄铜，广泛用于电器上的结构件，如螺栓，螺母，垫圈、弹簧等。

一般情况下，冷变形加工用单相黄铜热变形加工用双相黄铜。

2）特殊黄铜在普通黄铜中加入其它合金元素所组成的多元合金称为黄铜。

常加入的元素有铅、锡、铝等，相应地可称为铅黄铜、锡黄铜、铝黄铜。

加合金元素的目的。

主要是提高抗拉强度改善工艺性。

代号：为" H ＋主加元素符号（除锌外）＋铜的质量分数＋主加元素质量分数＋其它元素质量分数"表示。

如： HPb59-1 表示铜的质量分数为 59% ，含主加元素铅的质量分数为 1% ，余量为锌的铅黄铜。

3、白铜以镍为主要添加元素的铜合金。

铜镍二元合金称普通白铜；加有锰、铁、锌、铝等元素的白铜合金称复杂白铜。

工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。

结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好，色泽美观。

这种白铜广泛用於制造精密机械、化工机械和船舶构件。

电工白铜一般有良好的热电性能。

锰铜、康铜、考铜是含锰量不同的锰白铜，是制造精密电工仪器、变阻器、精密电阻、应变片、热电偶等用的材料。

4、青铜原指铜锡合金，后除黄铜、白铜以外的铜合金均称青铜，并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。

锡青铜的铸造性能、减摩性能好和机械性能好，适合於制造轴承、蜗轮、齿轮等。

铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。

铝青铜强度高，耐磨性和耐蚀性好，用於铸造高载荷的齿轮、轴套、船用螺旋桨等。

铍青铜和磷青铜的弹性极限高，导电性好，适於制造精密弹簧和电接触元件，铍青铜还用来制造煤矿、油库等使用的无火花工具。

代号：表示方法为" Q+ 主加元素符号及质量分数 + 其它元素的质量分数"所组成。

铸造产品则在代号前加" Z "字，如： Qal7 表示含铝为 5% ，其余为铜的铝青铜 ZQsn10-1 表示含锡量为10% ，其它合金元素含量为 1% ，余量为铜的的铸造锡青铜青铜又可分为锡青铜和特殊青铜（即无锡青铜）两类。

（1）是由锡为主加元素的铜锡合金，也称为锡青铜当含锡量小于 5~6% ，锡溶于铜中形成 a 固溶体，塑性上升，当含锡量大于 5~6% 时，由于出现了 Cu31sb8 为基的固溶体，抗拉强度下降，所以秤的锡青铜含锡量大多在 3~14% 之间，当含锡量小于 5% ，适用于冷变形加工，当含锡量为 5~7% 时的适用于热变形加工。

当含锡量大于 10% 时，适用于铸造。

由于 a 与 & 电极电位相近，且成分中的锡氮化后生成致密的二氧化锡薄膜，耐大气、耐海水等的耐蚀性上升，只是耐酸性较差。

因为锡青铜结晶温度范围较宽，流动性差，不易形成集中缩孔，而易形成枝晶偏析和分散缩孔，铸造收缩率小，有利于得尺寸极接近于铸型的铸件，所以适于铸造形状复杂。

壁厚较大的条件，而不适宜铸造要求致密度高和密封性好的铸件。

锡青铜有良好的减摩性，抗磁性及低温韧性。

锡青铜按生产方法可分为压力加工锡青铜与铸造锡青铜两大类。

A 、压力加工锡青铜含锡量一般小于 8% ，宜冷热压力加工成板 | 、带、棒、管等型材供应，经加工硬化后，其抗拉强度、硬度上升、而塑性下降。

再退火后可保持较高抗拉强度下改善塑性、尤其是获得高的弹性极限。

适制仪表上要求耐蚀及耐磨件，弹性件，抗磁件及机器中滑动轴承，轴套等常用的有 Qsn4-3 Qsn6.5~0.1 。

B 、铸造锡青铜以铸锭供应，由铸造车间铸成铸件使用，适宜铸造形状复杂但致密度要求不高的铸件，如滑动轴承、齿轮等。

常用的有 ZQsn10-1 ZQsn6-6-3 。

2) 特殊青铜加入其它元素以取代锡，或为无锡青铜，多数特殊青铜都比锡青铜具有更高的机性，耐磨性与耐蚀性，常用的有铝青铜（ QAL7 QAL5 ）铅青铜（ ZQPB30 ）等。

以镍为主要添加元素的铜基合金呈银白色，称为白铜。

镍含量通常为10%、15%、20%，含量越高，颜色越白。

铜镍二元合金称普通白铜，加锰、铁、锌和铝等元素的铜镍合金称为复杂白铜，纯铜加镍能显着提高强度、耐蚀性、电阻和热电性。

工业用白铜根据性能特点和用途不同分为结构用白铜和电工用白铜两种，分别满足各种耐蚀和特殊的电、热性能。

二、辨别：白铜、黄铜、红铜（也称为"紫铜"）、青铜（青灰色或者灰黄色）是从颜色上区别的。

其中白铜、黄铜极易区分；红铜是纯铜（杂质<1％）、青铜（其他合金成分5％左右）稍难以区别。

未氧化时，红铜色泽较青铜亮，青铜略带青色或黄色偏暗；氧化后，红铜变为黑色，青铜则位青绿色（多水的有害氧化）或者巧克力色。

铜及铜合金的分类和焊接特点(1)纯铜：纯铜常被称作紫铜。

它具有良好的导电性、导热性和耐蚀性。

纯铜用字母+T}}(铜）表示，如Tl,T2,T3等。

氧的含量极低，不大于0. O1％的纯铜称为无氧铜，用TU(铜无）表示，如TU1、TU2等。

（2）黄铜：以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。

黄铜用+H;（黄）表示如H80、H70,H68等。

(3)青铜：以前把铜与锡的合金称作青铜，现在则把除了黄铜以外的铜合金称作青铜。

常用的有锡青铜、铝青铜和敏青铜等。

青铜用"Q，'（青）表示。

铜及铜合金的焊接特点是：(1)难熔合及易变形(2)容易产生热裂纹(3)容易产生气孔铜及铜合金焊接主要采用气焊、惰性气体保护焊、埋弧焊、钎焊等方法。

铜及铜合金导热性能好，所以焊接前一般应预热，并采用大线能量焊接。

钨极氢弧焊采用直流正接。

气焊时，紫铜采用中性焰或弱碳化焰，黄铜则采用弱氧化焰，以防止锌的蒸发。

补充：1．铜的自然属性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。

自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。

自然铜及氧化铜的储量少，现在世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的，这种矿石含铜量极低，一般在2-3%左右。

金属铜，元素符号CU，原子量63.54,比重8.92，熔点1083Co。

纯铜呈浅玫瑰色或淡红色。

铜具有许多可贵的物理化学特性，例如其热导率都很高，化学稳定性强，抗张强度大，易熔接，且抗蚀性、可塑性、延展性。

纯铜可拉成很细的铜丝，制成很薄的铜箔。

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：黄铜是铜锌合金，青铜是铜锡合金，白铜是铜钴镍合金。

2．铜的冶炼从铜矿中开采出来的铜矿石，经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品。

A．铜矿石的加工工业上使用的铜有电解铜（含铜99.9％～99.95％）和精铜（含铜99.0％～99.7％）两种。

前者用于电器工业上，用于制造特种合金、金属丝及电线。

后者用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等。

a.铜矿石的分类及属性：炼铜的原料是铜矿石。