純銅就是含銅量最高的銅,因為顏色紫紅又稱紫銅,主成分為銅加銀,含量為99.7~99.95%;主要雜質(zhì)元素:磷、鉍、銻、砷、鐵、鎳、鉛、錫、硫、鋅、氧等;用于制做導(dǎo)電器材、高級銅合金、銅基合金。
無氧銅不含氧也不含任何脫氧劑殘留物的純銅。但實際上還是含有非常微量氧和一些雜質(zhì)。按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,氧的含量不大于0.03%,雜質(zhì)總含量不大于0.05%,銅的純度大于99.95%。
紫銅就是銅單質(zhì).因其顏色為紫紅色而得名.各種性質(zhì)見銅.
紫銅就是工業(yè)純銅,其熔點(diǎn)為1083℃,無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,相對密度為8.9,為鎂的五倍。比普通鋼還重約15%。其具有玫瑰紅色,表面形成氧化膜后呈紫色,故一般稱為紫銅。它是含有一定氧的銅,因而又稱含氧銅。
紫銅因呈紫紅色而得名。它不一定是純銅,有時還加入少量脫氧元素或其他元素,以改善材質(zhì)和性能,因此也歸入銅合金。中國紫銅加工材按成分可分為:普通紫銅(T1、T2、T3、T4)、無氧銅(TU1、TU2和高純、真空無氧銅)、脫氧銅(TUP、TUMn)、添加少量合金元素的特種銅(砷銅、碲銅、銀銅)四類。紫銅的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率僅次于銀,廣泛用于制作導(dǎo)電、導(dǎo)熱器材。紫銅在大氣、海水和某些非氧化性酸(鹽酸、稀硫酸)、堿、鹽溶液及多種有機(jī)酸(醋酸、檸檬酸)中,有良好的耐蝕性,用于化學(xué)工業(yè)。另外,紫銅有良好的焊接性,可經(jīng)冷、熱塑性加工制成各種半成品和成品。20世紀(jì)70年代,紫銅的產(chǎn)量超過了其他各類銅合金的總產(chǎn)量。
紫銅中的微量雜質(zhì)對銅的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能有嚴(yán)重影響。其中鈦、磷、鐵、硅等顯著降低電導(dǎo)率,而鎘、鋅等則影響很小。氧、硫、硒、碲等在銅中的固溶度很小,可與銅生成脆性化合物,對導(dǎo)電性影響不大,但能降低加工塑性。普通紫銅在含氫或一氧化碳的還原性氣氛中加熱時,氫或一氧化碳易與晶界的氧化亞銅(Cu2O)作用,產(chǎn)生高壓水蒸氣或二氧化碳?xì)怏w,可使銅破裂。這種現(xiàn)象常稱為銅的“氫病”。氧對銅的焊接性有害。鉍或鉛與銅生成低熔點(diǎn)共晶,使銅產(chǎn)生熱脆;而脆性的鉍呈薄膜狀分布在晶界時,又使銅產(chǎn)生冷脆。磷能顯著降低銅的導(dǎo)電性,但可提高銅液的流動性,改善焊接性。適量的鉛、碲、硫等能改善可切削性。紫銅退火板材的室溫抗拉強(qiáng)度為22~25公斤力/毫米2,伸長率為45~50%,布氏硬度(HB)為35~45。
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。
純凈的銅是紫紅色的金屬,俗稱“紫銅”、“紅銅”或“赤銅”。
一)銅合金
在純銅中加入某些合金元素(如鋅、錫、鋁、鈹、錳、硅、鎳、磷等),就形成了銅合金。銅合金具有較好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐腐蝕性,同時具有較高強(qiáng)度和耐磨性。
根據(jù)成分不同,銅合金分為黃銅和青銅等。
1.黃銅是以鋅為主要合金元素的銅合金。按照化學(xué)成分,黃銅分為普通銅和特殊黃銅兩種。
(1)普通黃銅普通黃銅是銅鋅二元合金。由于塑性好,適于制造板材、棒材、線材、管材及深沖零件,如冷凝管、散熱管及機(jī)械、電器零件等。銅的平均含量為62%和59%的黃銅也可進(jìn)行鑄造,稱為鑄造黃銅。
(2)特殊黃銅為了獲得更高的強(qiáng)度、抗蝕性和良好的鑄造性能,在銅鋅合金中加入鋁、硅、錳、鉛、錫等元素,就形成了特殊黃銅。如鉛黃銅、錫黃銅、鋁黃銅、硅黃銅、錳黃銅等。
鉛黃銅的切削性能優(yōu)良,耐磨性好,廣泛用于制造鐘表零件,經(jīng)鑄造制作軸瓦和襯套。
錫黃銅的耐腐蝕性能好,廣泛用于制造海船零件。
鋁黃銅中的鋁能提高黃銅的強(qiáng)度和硬度,提高在大氣中的抗蝕性,鋁黃銅用于制造耐蝕零件。
硅黃銅中的硅能提高銅的力學(xué)性能、耐磨性的耐蝕性,硅黃銅主要用于制造海船零件及化工機(jī)械零件。
2.青銅
青銅原指銅錫合金,但工業(yè)上都習(xí)慣稱含鋁、硅、鉛、鈹、錳等的銅合金也為青銅,所以青銅實際上包括錫青銅、鋁青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉛青銅等。青銅也分為壓力加工青銅和鑄造青銅兩類。
(1)錫青銅以錫為主要合金元素的銅基合金稱錫青銅。工業(yè)中使用的錫青銅,錫含量大多在3%~14%之間。錫含量小于5%錫青銅適于冷加工使用;錫含量為5%~7%的錫青銅適于熱加工;錫含量大于10%的錫青銅適于鑄造。錫青銅在造船、化工、機(jī)械、儀表等工業(yè)中廣泛應(yīng)用,主要用以制造軸承、軸套等耐磨零件和彈簧等彈性元件以及抗蝕、抗磁零件等。
(2)鋁青銅以鋁為主要合金元素的銅基合金稱鋁青銅。鋁青銅的力學(xué)性能比黃銅和錫青銅高。實際應(yīng)用的鋁青銅的鋁含量在5%~12%之間,含鋁為5%~7%的鋁青銅塑性最好,適于冷加工使用。鋁含量大于7%~8%后,強(qiáng)度增加,但塑性急劇下降,因此多在鑄態(tài)或經(jīng)熱加工后使用。鋁青銅的耐磨性以及在大氣、海水、海水碳酸和大多數(shù)有機(jī)酸中的耐蝕性,均比黃銅和錫青銅高。鋁青銅可制造齒輪、軸套、蝸輪等高強(qiáng)度抗磨零件以及高耐蝕性彈性元件。
(3)鈹青銅以鈹為基本元素的銅合金稱鈹青銅。鈹青銅的含鈹量為1.7%~2.5%。鈹青銅的彈性極限、疲勞極限都很高,耐磨性和抗蝕性優(yōu)異,具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,還具有無磁性、受沖擊時不產(chǎn)生火花等優(yōu)點(diǎn)。鈹青銅主要用于制作精密儀器的重要彈簧、鐘表齒輪、高速高壓下工作的軸承、襯套以及電焊機(jī)電極、防爆工具、航海羅盤等重要機(jī)件。