铜及铜合金.ppt

第第4 4章章铜及铜合金铜及铜合金 概述 纯铜 铜合金 铜合金的应用 概述?铜存在于地壳和海洋中。铜在地壳中的含量约为 %,在个别铜矿床中,铜的含量可以达到 3-5%。?自然界中的铜,多数以化合物即铜矿物存在。开采出来的铜矿石,经过选矿而成为含铜品位较高的铜精矿。?铜矿石分为三类: (1)硫化矿,如黄铜矿(CuFeS2) 、斑铜矿(Cu5FeS4) 和辉铜矿(Cu2S) 等。(2)氧化矿,如赤铜矿(Cu2O) 、孔雀石[CuCO3Cu(OH)2] 、蓝铜矿[2CuCO3Cu(OH)2] 、硅孔雀石(CuSiO32 H2O ) 等。?(3)自然铜。铜矿石中铜的含量 1%左右( %~ 3%)便有开采价值,因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去,而得到含铜量较高( 8%~ 35 %)的精矿砂。纯铜:面心立方晶格,原子量 ,密度 ,熔点 1083 ℃电阻率 欧姆 mm2/m ,线性膨胀数 × 10-6/ ℃,导热率 0-100 ℃ 399W/mk 。软态 280MPA ,延伸率≥ 40% 概述?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. ??目前,世界上铜的冶炼方式主要有两种: 目前,世界上铜的冶炼方式主要有两种: 火法冶炼火法冶炼与与湿法冶炼湿法冶炼) ) 1 1. .火法火法: :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。除了铜精矿之外,废铜做为精炼铜的主要原料之一,包括旧废铜和新废铜, 2 2. .湿法湿法: :一船适于低品位的氧化铜,生产出的精铜称为电积铜。 概述 概述工业纯铜的牌号及应用纯铜含铜 -% ,加工铜国家标准有 9个牌号: 3个纯铜牌号、 3个无氧铜牌号、 2个磷脱氧铜牌号、 1个银铜牌号;高纯铜纯度可达 % — % ,又称为 4N 、 5N 、 6N 铜。工业纯铜的牌号用字母 T加上序号表示,如 T1 , T2 , T3 等,数字增加表示纯度降低。无氧铜用“T”和“U”加上序号表示,如 TUl 、 TU2 。用磷和锰脱氧的无氧铜,在 TU 后面加脱氧剂化学元素符号表示,如 TUP 、 TUMn 。 纯铜纯铜的性能工业纯金属的导电、导热性由高到低的顺序为: 银、铜、铝、镁、锌、镉、钴、铁、铂,锡、铅、锑。 20 ℃时铜的电阻率为 μΩ?cm ,热导率为 402W /m·K; 银为 μΩ?cm ,银为 419W /m·K。用途:各种导线、电缆、导电牌、电器开关等导电器材和各种冷凝管、散热管、热交换器、真空电弧炉的结晶器等。导电器材用量占铜材总量一半以上。所有杂质和加入元素,降低铜的导电、导热性能。固溶于铜的元素(除 Ag 、 Cd 外)对铜的导电、导热性降低较多,而呈第二相析出的元素则对铜的导电、导热性降低较少。 Ti 、P、 Si、 Fe 、 Co 、 As , Be 、 Mn 、 Al强烈降低 Cu 导电性。冷变形对铜的导电性能影响不大. A1203 弥散强化可提高铜的强度而又不使其导电率明显下降。 纯铜 纯铜耐蚀性:铜的标准电极电位为+ ,比氢高,在水溶液中不能置换氢,因此,铜在许多介质中化学稳定性好。铜在大气中耐蚀性良好,暴露在大气中的铜能在表面生成难溶于水、并与基底紧密结合的碱性硫酸铜(即铜绿, CuS04 · 3Cu(OH)2) 或碱性碳酸铜(CuCO3 · Cu(OH)2) 薄膜,对铜有保护作用,可防止铜继续腐蚀。铜在淡水及蒸汽中抗蚀性能也很好。所以野外架设的大量导线、水管、冷凝管等,均可不另加保护。铜在海水中的腐蚀速度不大,约为 /a;加入 ~ % As 能显著提高铜对海水的抗蚀性。铜在非氧化性的酸(如盐酸)、碱、多种有机酸(如醋酸、柠檬酸、脂肪酸、乳酸、草酸)中有良好的耐蚀性。但是,铜在氧化剂和氧化性的酸(如硝酸)中不耐蚀。氨、氯化铵, 氰化物,汞盐的水溶液和湿润的卤素族元素等,均引起铜强烈的腐蚀。铜在常温干燥空气中几乎不氧化,但当温度超过 100 ℃时开始氧化,并在其表面生成黑色的 CuO 薄膜。在高温下,铜的氧化速度大为增加,并在表面上生成红色的 Cu20 薄膜。 纯铜磁性:为逆磁性物质,磁化率为- × 10-6 ,常用来制造不受磁场干扰的磁学仪器, 如罗盘、航空仪器。铁磁性杂质(Fe 、 Co 、 Ni) 在铜中呈不溶状态时,即显铁磁性。用 T1 或