工业分析14课件.pptxVIP

《工业分析》;铜及铜合金背景知识;在有色金属中，铜的产量和耗用量仅次于铝，居第二位。其主要用途有以下几种：

（1）电气工业（导电性）48.2%

（2）建筑工业16.2%

（3）通用工具20.6%

（4）运输交通（高速轨道）6.6%

（5）家用及其他8.4%;;铜的冶炼以火法冶炼为主，其产量约占世界铜总产量的85%。铜的火法冶炼一般是先将含铜原矿石通过选矿得到铜精矿，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)送入转炉进行吹炼成粗铜，再在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。

铜的湿法冶炼有硫酸化焙烧-浸出-电积、浸出-萃取-电积、细菌浸出等方法，适于低品位复杂铜矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸或就地浸出。

;浮选后的铜精矿（品位10～35%Cu）

精矿在高温下熔化时，各种铜的硫化物都要转变成Cu2S。;①造锍熔炼

②转炉吹炼

③火法精炼

④电解精炼;焙烧

浸出

净化

电沉积;纯铜：中国俗称‘紫铜’，日本与台湾俗称‘红铜’每年有50%的铜被电解提纯为纯铜，用于电气工业

常见牌号：T1、T2、T3、TU1、TU2;常用的铜合金分为黄铜﹑青铜﹑白铜3大类。

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。

常见牌号：H59、H62、H65、

H68、HPb59-1;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。

;组别;白铜以镍为主要添加元素的铜合金。铜镍之间彼此可无限固溶，从而形成连续固溶体，即不论彼此的比例多少，而恒为α--单相合金。当把镍熔入红铜里，含量超过16%以上时，产生的合金色泽就变得洁白如银，镍含量越高，颜色越白。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

常见牌号：B19、B25、BFe10-1-1、

BZn15-20、BA13-3;组别;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。;组别;铜及铜合金背景知识;氢，氢与铜不形成氢化物，Cu-H相图表明，氢在液态和固态铜中的溶解度随着温度升高而增大，特别是在液态铜中有很大的溶解度，在凝固时，会在铜中形成气孔，从而导致铜制品的脆性和表面起皮；在固态铜中，氢以质子状态存在，氢的电子填充铜原子的S层轨道，形成质子型固溶体

氢对铜的性能影响甚微，但氢对铜及铜合金来说是有害的，含氧铜在氢气中退火时会产生裂纹，即“氢病”，原因是发生Cu2O+H2?2Cu+H2O反应，产生的水蒸气会造成气孔和裂纹；;氧在铜的生产过程中是不可避免的，其影响也非常重要，氧很少固溶于铜，1065℃时为0.06%,600℃时为0.002%（重量比）；氧在铜中除极少易固溶外，均以Cu2O形式存在，铜的氧化物不固溶于铜，呈现Cu+Cu2O共晶组织，分布于晶界。

氧对铜及合金性能的影响是复杂的；工业铜具有很高的导电率,其原因是氧作为清洁剂,可以从铜中清除掉许多有害杂质，以氧化物形式进入炉渣。电真空用铜应该是无氧铜，中国国家标准中规定无氧铜中含氧量小于20ppm，美国ASTM标准中规定为3ppm;铜及铜合金背景知识;锑、铋、硫、碲、硒

这些元素在铜中固溶度极小，室温下基本不溶于铜，它们以金属化合物形式存在，分布于晶界，对铜的的导电、导热影响不大，但是都严重的恶化了铜及合金的塑性加工