铜及铜材料知识汇总!


发布时间:

2023-07-21

金属铜,元素符号Cu,原子量63.54,比重8.92,熔点1083oC。纯铜呈浅玫瑰色或淡红色,表面形成氧化铜膜后,外观呈紫铜色。铜具有许多可贵的物理化学特性,例如其热导率和电导率都很高,化学稳定性强,抗张强度大,易熔接,具抗蚀性、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。

  1、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。
  金属铜,元素符号Cu,原子量63.54,比重8.92,熔点1083oC。纯铜呈浅玫瑰色或淡红色,表面形成氧化铜膜后,外观呈紫铜色。铜具有许多可贵的物理化学特性,例如其热导率和电导率都很高,化学稳定性强,抗张强度大,易熔接,具抗蚀性、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。
  铜冶炼技术的发展经历了漫长的过程,但至今铜的冶炼仍以火法冶炼为主,其产量约占世界铜总产量的85%。1)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。近年来出现如白银法、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)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。
  2、铜及铜产品分类
  ①、按自然界中存在形态分类
  自然铜------铜含量在99%以上,但储量极少;
  氧化铜矿-----为数也不多
  硫化铜矿-----含铜量极低,一般在2--3%左右,世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的。
  ②、按生产过程分类
  铜精矿----冶炼之前选出的含铜量较高的矿石。
  粗铜------铜精矿冶炼后的产品,含铜量在95-98%。
  纯铜------火炼或电解之后含量达99%以上的铜。火炼可得99-99.9%的纯铜,电解可以使铜的纯度达到99.95-99.99%。
  ③、按主要合金成份分类
  黄铜-----铜锌合金
  青铜-----铜锡合金等(除了锌镍外,加入其他元素的合金均称青铜)
  白铜-----铜钴镍合金
  ④、按产品形态分类:铜管、铜棒、铜线、铜板、铜带、铜条、铜箔等
  3、铜的主要用途
  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。
  铜材分类
  一.纯铜:中国俗称‘紫铜’,日本与台湾俗称‘红铜’
  a.常见牌号:T1、T2、T3、TU1、TU2
  b.特性:导电用
  c.常见用途:电器开关、电机线圈、电子零件、空调管路、软焊枪头
  2.黄铜:含锌
  a.常见牌号:H59、H62、H65、H68、HPb59-1(易切削黄铜)
  b.特性:强度较高、耐磨、耐水汽腐蚀
  c.常见用途:建筑五金、热交换器管、泵、动力汽缸与衬套、军需品
  3.白铜:含镍
  a.常见牌号:B19、B25、BFe10-1-1、BZn15-20、BA13-3
  b.特性:室温下物理性能稳定
  c.常见用途:医疗器具、精密仪器、热电偶、钟表零件、眼镜架
  4.青铜:
  a.定义:
  旧名称:即锡青铜,如古代的钟、鼎、酒器
  新定义:紫、黄、白铜三类以外的统称
  b.名称:
  铬青铜:QCr 0.5、QCr 0.6-0.4-0.05
  锡青铜:QSn 4-3、QSn 6.5-0.4、QSn 7-0.2
  铝青铜:QAl 5、QAl 9-2、QAl 10-4-4
  铍青铜:QSi 3-1、QSi 3.5-3-1.5
  锰青铜:QMn 1.5、QMn 5
  镉青铜:QCd 1等
  c.根据实用的物理化学指标,如硬度、强度、弹性、耐高温导电、导热等等的工程综合指数,而有不同配方。
  d.用途:
  例:锡磷青铜:弹性佳、作灯具弹簧片、开关弹簧片。
  电阻焊电极材料(滚焊机、对焊机、碰焊机、铆焊机)铬锆铜、铍钴铜。
  适用范围极广、极杂。
  二、电火花专用铜:亦称电蚀铜
  1940年左右,前苏联科学院因插头开合冒出火花烧毛表面的现象,由抗电腐蚀办法,转而利用电腐蚀现象对金属材料进行尺寸加工,1943年,研制第一台电火花加工机,可加工60HRC的钢材。
  2.表示方法:
  中国:电阻率ρ≤0.0017771Ω.mm2/m(20℃)
  欧盟:电导率1/ρ≥56.27 MS/m
  美.日:导电率56.27 X 1.73=97.34%IACS
  3.脱氧方法:
  a.磷
  b.氮气保护
  c.添加合金
  4.成本:影响价格
  a.原料选材
  b.冶炼工艺
  电解铜、紫铜、红铜的区别
  “电解铜”就是炼铜工艺的最后产品了,它不是锭状,而是片状,边缘不很规则(除经过裁剪的外),表面也不很光滑。
  “电解铜”可以说是纯铜,颜色是紫红色的,所以又称为“紫铜”或“红铜”,但在铜制品里,添加少量的其他金属(如锌等),以改善纯铜的硬度或其他性能,由于加入量很少,颜色没发生大的变化,一般还是称为“紫铜”或“红铜”。
  如果加入的锌超过一定比例,铜的颜色变黄,就是“黄铜”了,黄铜的硬度大得多,但韧性和延展性差些,导电性也不如红铜(紫铜)。
  影响铜价格的因素
  a.国际经济形势。商品市场与经济形势的相关之处是显而易见的,尤其是当今世界经济日趋全球化,商品市场与经济有着更多的关联性,因此铜的价格与经济形势密切相关。铜的消费主要集中在发达工业国家,这些国家如美国、日本、西欧等国的经济状况对铜价影响更大,一般来说,经济形势好,铜的需求增加,价格上升,反之则下降。
  b.生产国的生产状况。智利是铜资源最丰富和世界最大的铜出口国,非洲中部的赞比亚和扎伊尔也是重要的产铜国,它们生产的铜几乎全部用于出口,它们的生产状况对国际铜市场影响很大。这三个国家的治局势一直不太稳定,劳资纠纷也时常发,这对铜价也产生直接影响。
  c.季节性影响。铜价的季节性波动较明显,每年的一月份为低谷,八月份创高价。
  d.产业策的影响。由于铜主要用在电气、电子、建筑、机械及运输业,所以国家对这些行业的产业策对铜价有着更重要影响。
  e.替代品的价格。在电讯工业中,铜一直是重要原料,但由于光导纤维技术的推广与应用,对铜的地位提出挑战,同时,铝等金属材料与铜有着同等属性,在大部分使用领域中也代替了铜。
  f.库存量的影响。库存量是影响铜价的重要因素之一。企业在不同的市场情况下,会采取不同的措施增加或减少库存。以保证生产所需原料或加快资金流转,在不同时期也会利用吞吐储备来稳定铜市。
  g.其它策、法规的影响。由于铜市场是一个国际性市场,国际贸易量很大,所以增加有关国家的进出口策、汇率体系、打击走私的力度等方面因素的变化,对铜价也会产生影响。