铜及铜合金讲述

1、表3铜及铜合金数字代号编号范围纯铜牌号类别编号范围紫铜类T10900T12400无氧铜（银无氧铜，锆无氧铜）C10100T10600弥散无氧铜T15700银铜T11200T11220碲铜T14440C14510硫铜C14700锆铜C15000T15200高铜镍铬铜C18000T18120铬铜C18135C18200镉铜C16200铍铜T17490T17720镁铜T18658T18667铅铜C18700铁铜C19200C19400钛铜C19910黄铜普通黄铜T20000T28100硼砷黄铜T22130T26330铅黄铜C31400T38400锡黄铜T41900T46410镍黄铜T66100T66

2、150黄铜普通黄铜T20000T28100硼砷黄铜T22130T26330铅黄铜C31400T38400锡黄铜T41900T46410镍黄铜T66100T66150锰黄铜T67100T67420铁黄铜T67600T67610锑黄铜T68200T68210硅黄铜C68310T68360铝黄铜C68700T69250铋黄铜T49230C49350镁黄铜T69800青铜锡青铜T50110T53500锰青铜T56100T56300铝青铜T60900T62200硅青铜C64700T64740白铜普通白铜T70110T71400铁白铜C70410T71520铝白铜T72400T72600锌白铜T74600

3、C79860锰白铜T71620T71670S-砂型铸造; J-金属型铸造; R-熔模铸造; K-壳型铸造;Y-压力铸造; L1-离心铸造; La-连续铸造; B-变质处理;F-铸态; T1-人工时效; T2-退火;T4-淬火+自然时效; T5-淬火和不完全时效;T6-淬火和完全时效; T7-淬火和稳定回火; T8-淬火和软化回火;4. 铸造铜合金的主要化学成分及机械性能(表4, 表5 ,表6),表4 铜合金主要化学成分序号合金牌号合金代号主要化学成分(%)锡Sn锌Zn铅Pb磷P硅Si铝Al铁Fe锰Mn镍Ni铜Cu锡青铜1ZCuSn3Zn12Pb5ZQSn3-12-52.04.09.0133.0

4、6.0其余2ZCuSn3Zn7Pb5Ni1ZQSn3-7-5-12.04.06.09.04.07.00.51.5其余3ZCuSn5Zn5Pb5ZQSn5-5-54.06.04.06.04.06.0其余4ZCuSn6Zn6Pb3ZQSn6-6-35.07.05.07.02.04.0其余5ZCuSn7P0.2ZQSn7-0.26.07.00.10.4其余6ZCuSn10P1ZQSn10-19.011.00.61.2其余7ZCu10Pb2P1ZQSn10-2-19.011.01.02.50.61.2其余8ZCuSn10Zn2ZQSn10-29.011.01.53.5其余9ZCuSn10Pb5ZQSn

5、10-59.011.04.06.0其余9ZCuSn10Pb5ZQSn10-59.011.04.06.0其余10ZCuAl9Fe4ZQAl9-48.010.02.04.0其余11ZCuAl9Mn2ZQAl9-28.010.01.52.5其余12ZCuAl10Fe3Mn1.5ZQAl10-3-1.59.011.02.04.01.02.0其余13ZCuAl8Mn12Fe3Ni2ZQAl12-8-3-27.08.52.53.211141.82.2其余黄 铜锡Sn锌Zn铅Pb磷P硅Si铝Al铁Fe锰Mn镍Ni铜Cu14ZCuZn38ZH62其余606315ZCuZn14Si3Pb3ZHSi80-3-3其

6、余2.04.02.54.5798116ZCuZn16Si3ZHSI80-3其余2.54.5798117ZCuZn46Pb3Mn2Fe1ZHPb48-3-2-1其余2.54.00.30.11.52.5465018ZCuZn40Pb1ZHPb59-1其余0.81.9576119ZCuZn24Al6Fe3Mn2ZHAl66-6-3-2其余5.07.02.04.01.52.5646820ZCuZn30Al2.5ZHAl67-2.5其余2.03.066-6821ZCuZn40Mn2ZHMn58-2其余1.02.0576022ZCuZn38Pb2Mn2ZHMn58-2-2其余1.52.51.52.5576

7、0表5.铜合金杂质允许含量合金代号杂质元素含量(不大于%)FeAlSbSiPSAsBiMgSnZnPbMn总和ZQSn3-12-50.50.020.30.020.051.0ZQSn3-7-5-10.40.020.30.020.051.0ZQSn5-5-50.40.050.30.050.051.0ZQSn6-6-30.40.050.30.050.051.0ZQSn7-0.20.20.020.30.020.020.0050.020.20.75ZQSn10-10.20.020.30.020.020.0050.020.75ZQSn10-2-10.20.020.30.020.020.0050.020.7

8、5ZQSn10-20.30.020.30.020.050.050.150.005(0.021.0)1.5ZQSn10-50.30.020.30.05(1.0)1.0ZQAl9-40.050.20.10.050.2(1.0)0.10.51.0ZQAl9-20.050.20.10.050.2(1.5)0.11.0ZQAl10-3-1.50.0020.10.010.010.1(0.2)0.30.75ZQAl12-8-3-20.050.02(2.0)(2.0)(2.0)2.0ZH620.80.50.10.010.002(1.0)1.5ZHSi80-3-30.60.30.10.30.52.0ZH80-3

9、0.60.10.10.30.50.52.0ZH48-3-2-10.50.10.51.5ZH59-10.80.20.051.5ZHAl66-6-3-20.11.01.02.0ZHAl67-2.50.8(1.0)(1.0)2.0ZHMn58-20.8(1.0)0.11.02.0ZHMn58-2-20.8(1.0)0.1(2.0)2.0注; 带括号数据不计总和中表6 铸造铜合金机械性能序号合金代号铸造方法机械性能(不低于)抗拉强度bMpa延伸率5% 布氏硬度HB11ZQAl9-2S3922085J441209512ZQAl10-3-1.5S39210110J4902012013ZQAl2-8-3-2

10、S6472018014ZH62S2943060J294307015ZHSi80-3-3S245785J294159516ZHSi80-3S1941590J3432010017ZHPb48-3-2-1S39210100J4411012018ZHPb59-1S1961080J245209019ZHAl66-6-3-2S5887160J637716020ZHAl67-2.5S2941280J392159021ZHMn58-2S3432080J392259022ZHMn58-2-2S2451070J34318805.4. 炉料计算程序;(铝合金和铜合金);5.4.1.明确熔炼任务.5.4.1.1根据所

11、需合金要求选定配料成分.5.4.1.2所需合金液的重量,(每坩锅熔炼合金重量)5.4.1.3所用炉料的成分和回炉料用量,(包括中间合金)5.4.2明确元素的烧损E,即各元素的烧损量%.5.4.3计算(包括烧损)100公斤炉料各元素的需要量Q, Q=a/(1-E) (公斤)-合金中计算元素成分的百分含量(%),E元素的烧损量(%)5.4.4根据熔制合金的实际重量W, 计算各元素的需要量A,A=Q×W/100 (公斤)5.4.5计算在回炉料中各元素的含量B(公斤),B=G×a (公斤)G回炉料加入量 (公斤), a回炉料中各元素的含量(%)5.4.6计算应补加的新元素重量C;C

12、=A-B (公斤)5.4.7计算中间合金的需要量D;D=C/F (公斤), F中问合金中元素的百分含量.5.4.8中间合金中所带入的主要元素计算, (铜合金中的铜,铝合金中的铝)Cu(Al)=D-C5.4.9计算补加的主要元素Cu(Al)Cu(Al)配料成分所需主要元素量回炉料带入主要元素量各类中间合金带入的主要元素量总和5.4.10. 计算实际的炉料总量.W;W=Cu(Al)各中间合金的量D回炉料加入量G,5.4.11 复合杂质的含量U0(%);炉料中某杂质总量=各种炉料加入量×某杂质的百分含主量.铜-锰成分;33%Mn, 67%Cu,原材料;金属锰;JMn3电解铜;Cu-31.

13、将块度为1030mm的金属锰,装入坩锅底部,其上装铜,进行熔化.2. 铜和锰熔化后,充分搅拌,并升高温度至11001200.3. 再次搅拌均匀,除渣后浇成薄片状铸锭.也可先化铜,后逐块加入锰的工艺.铜铁成分;90%Cu, 10%Fe原材料;电解铜Cu-3低碳钢(C<0.3%)小块1. 铜熔化后,用0.10.2%磷铜脱氧,并将铜液过热到1350.2. 将预热的钢片分批加入到铜液中,每加一批进行搅拌.3. 除渣后,充分搅拌,铸锭.铜-硅成分;75%Cu, 25%Si原材料;电解铜Cu-3结晶硅碎块Si-31. 先化铜,升温至11501200,用0.1-0.2%磷铜脱氧.2. 将预热至2003

14、00的硅块、分批加入铜液中,每加一批须仔细搅拌,待熔化后加下一批硅.3. 除渣,搅拌后铸铸锭.铜-镁成分;85%Cu, 25%Mg原材料;电解铜Cu-3镁锭;三级以上1. 先在木碳覆盖下熔化铜,温度升至11001160.2. 分批加入预热的镁,并用石墨棒边加边搅拌.3. 加入全部镁后,再仔搅拌,除渣,铸锭.铜-硼成分;硼砂85%,镁15%,原材料;硼砂,镁以铜镁中间合金折算(堋砂中含21.7%B)或Cu 96%, B 3-4%(在14001500下,用镁来还原硼砂来制造)1. 先熔铜-镁中间合金,(含镁量愈离愈好).2. 熔化硼砂以脱水.3. 粉碎铜-镁中间合金和脱水硼砂,其块度为23mm.4

15、. 将中间合金(以镁量为15%)和硼砂(用量为85%)同时装入石墨坩埚进行熔化,加热至14501500,这时发生反应;Na2B2O7+6Mg=6MgO+Na2O+4B而铜-锭镁中向合金中的Cu和B合金化也可将压制成块的无定形硼(34%)连续加入铜液中来制取,这时应边加边搅拌.铜铬成分96-94%Cu, 4-6%Cr原材料;电解铜Cu-3,金属铭;JCr21. 石黑坩埚在木炭覆盖下熔铜,并加热至14001500.2. 用铜液0.1%的铜-镁中间合金脱氧.3. 分批加入用铜箔包好的铬(块度为15mm)用石墨捧压下并不断搅拌.4. 在1300左右浇锭.铜铍成分 93-85%Cu, 7-15%Be原材

16、料;电解铜Cu-3,金属铍.1. 将铜和铍同时装入石墨坩埚在熔剂覆盖下进行熔化.2. 加热至11001200,搅拌,扒渣,铸锭.熔剂;50%NaCl+50%KCl1. 铜合金熔炼工艺.(见表10)表10合金种类加料顺序炉气气氛覆盖剂脱氧剂备注锡青铜铜-磷铜-旧料-锌-锡-铅.铜-磷铜-镍(或Cu-Ni)-旧料-锌-锡-铅.微氧化性或氧化性磷铜用氧化剂除气,可获得良好效果.磷青铜铜-部分磷铜-旧料-锡-其余磷铜.(部分磷铜;对10-1约1/5, 10-0.5约1/3, 9-0.5为全部)氧化性磷铜同上铅青铜铜-磷铜-旧料-锌-锡-铅.氧化性磷铜同上铝青铜铜-镍-铁-锰-旧料-铝.中性或微氧化性氟

17、化物,氯化物或硼砂熔剂氯化锌,氯化锰,六氯乙烷左边氯化物同时有除气作用.普通黄铜铜-锌还原性或微氧化性木炭或玻璃可采用沸腾去气铝黄铜铜,铁,锰-铝-旧料-锌铜,铜锰-铝铁-旧料-锌.铜,铜锰,铜铁铜铝旧料锌.同上氧化物,氯化物或硼砂熔剂硅黄铜铜(用部分锌或磷铜脱氧)-铜硅-旧料-锌-铅.铜,硅-锌-铅.微氧化性硼砂50%长石50%可用沸腾去气锰黄铜铁黄铜低铜黄铜铜,铁,锰-旧料-锌-锡,铅铜,铜锰,铜铁-旧料-锌-铜铝-铝或铅微氧化性硼砂50%长石50%可采用沸腾去气铅黄铜锡黄铜铜-旧料-锌-锡或铅.微氧化牲硼砂50%长石50%可采用沸腾去气注;1.铝青铜和铅青铜的脱氧用磷铜,可分两次加入,即

18、铜熔化后先加入1/2,其余1/2在浇注前加入这部分主要起清洁合金作用.2.硅黄铜的一次熔化虽不符合Si,Sn,Al偏后加入的原则,但实践证明一次熔化能获得良好的效果.6.2铜合金熔炼工艺过程(表11)合金代号配料及原材料熔炼工艺要点备注无氧铜(紫铜)配料;电解铜Cu-2 100%1. 坩埚预热2. 加木炭.电解铜.回炉料.3. 升温熔化,过热到11001200,用0.10.3%磷铜脱氧.4. 出炉前用Cu-Li二次脱氧.5. 炉前检验(断口试验),浇注.1. 木炭须经800850,24小时干馏,覆盖厚度50100mm2. 可用Bu-B和Mg丝代替Cu-Li.3. 断口检验;断口表面平整有细皱纹

19、,呈玫瑰色,带有丝绸光泽.脱氧铜(紫铜)配料; 电解铜Cu-2 100%1.坩埚预热架加木炭.电解铜.回炉料.3.升温熔化,过热到11001200,用0.10.3%磷铜脱氧.4. 出炉前,用Cu-P(磷脱氧铜)或用Cu-Mn(锰脱氧铜)或甲B(硼脱氧铜)脱氧.5. 炉前检验,浇.注1. 磷脱氧铜P加入量;新料熔化;0.060.07%回炉料熔化;0.03%2. 锰脱氧铜Mn加入量;新料;0.30.35%回炉料;0.2%3.断口检验;断口表面夺平整,有细级纹,星玫瑰色,带有丝绸光泽.紫铜配料;电解铜Cu-2, 100%氧化还原法;1. 加木炭.电解铜.回炉料2. 在氧化性气氛下,快速熔化,铜液沸腾(12001220)3. 在氧化性气氛下,用压缩空气进行氧化处理(风压不低于0.08Mpa,),氧化开如始温度12001220,氧化终.了温度约11601170.4. 检验断口,断定氧化终点期.5. 扒渣加木炭6. 在强还原气氛下,用青木棒还原.7. 检验断口,断定还原终期.8. 出炉浇注(11801200)1. 氧化终期确定; 断口结晶为较粗柱状晶,呈砖红色,约占试棒断面3050%.2. 还原终期确定; 断口表面平整,有细皱纹,呈玫瑰色,带有丝绸光泽.3. 青木棒;可用新鲜的榆木.白杨或松木.备注;1 .本工艺中未列出的合金的熔炼工艺,可参照相似成分合金的熔炼工艺.2.