銅及銅合金概述

1、銅及銅合金概述銅是人類最早發(fā)現(xiàn)和使用的金屬材料，銅的熔點(diǎn)低，易合金化，是人類使用的最古老的 金屬之一，早在公元前7000年人類就認(rèn)識(shí)了自然銅，大約在公元前3000年左右在世界各地 出現(xiàn)了具有較高水平的銅冶煉業(yè)。3500年前人們開(kāi)始用銅合金制作生活器皿，曾經(jīng)開(kāi)創(chuàng)了輝 煌燦爛的古代青銅文明?，F(xiàn)代工業(yè)文明制品，大多數(shù)使用金屬材料，尤其是重要部件，顯示了其的可靠性，但使 用單一金屬的情況很少，大多使用合金材料，合金品種多，制造工藝各有特色。銅及銅合金 的特點(diǎn)不單純是強(qiáng)度，主要是導(dǎo)、電導(dǎo)熱性能優(yōu)良，必須充分發(fā)揮其的導(dǎo)電性能好的優(yōu)勢(shì)， 才能最大限度地為社會(huì)做貢獻(xiàn)。近現(xiàn)代，特別是十七世紀(jì)的產(chǎn)業(yè)革命，及法拉第

2、電磁感應(yīng)定 律發(fā)現(xiàn)以來(lái)，由于銅及銅合金具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐蝕性能，易于加工，外表美觀而大 規(guī)模應(yīng)用于現(xiàn)代工程技術(shù)領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、電氣、化工、交通、能源、建筑、 信息通訊等領(lǐng)域，例如：一部拖拉機(jī)平均用銅31 kg，一部解放汽車平均用銅21kg，各種家 用電器產(chǎn)品、工業(yè)裝置等都離不開(kāi)銅及銅合金產(chǎn)品，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可替代的重要工程材料。 據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)，發(fā)達(dá)國(guó)家銅及銅合金與鋼的消費(fèi)比例大約在1.3： 100左右，銅及銅合金的品種 及消費(fèi)量已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)技術(shù)水平的標(biāo)志之一。銅及銅合金在工程技術(shù)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的根本特點(diǎn)是：其是目前經(jīng)濟(jì)的導(dǎo)電材料。純銅具 有僅次于銀的高導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能、適

3、宜的強(qiáng)度、優(yōu)良的耐蝕性能，易于釬焊和形變加工，大 量用于制造各種電氣導(dǎo)線和導(dǎo)體，其在電氣（器）、電子行業(yè)應(yīng)用的比例占總產(chǎn)量的一半以上， 例如：制造1萬(wàn)千瓦發(fā)電設(shè)備，包括輸變電器材在內(nèi)需用銅材近800噸。近年來(lái)隨著能源日 益緊迫，各行業(yè)節(jié)能降耗工作日益突出，電動(dòng)機(jī)是廣泛應(yīng)用的耗電大戶，各國(guó)都十分重視高 效節(jié)能電動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)推廣，其中降低電阻消耗的重要途徑就是加大電動(dòng)機(jī)繞組的截面積。同 時(shí)隨著人民生活水平的提高，民用負(fù)載不斷加大，各種輸電電纜的截面積也呈增加的趨勢(shì)， 隨著銅代鋁按、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)配置居民電線線徑等建筑規(guī)范的出臺(tái)都為銅在電氣領(lǐng)域提供了廣闊 的發(fā)展前景。銅及銅合金的另一個(gè)特點(diǎn)是：其具有優(yōu)良的合

4、金化特性，能和目前絕大多數(shù)金屬或非金 屬元素形成各具特色的合金，目前已形成250余個(gè)合金牌號(hào)，近萬(wàn)種規(guī)格的產(chǎn)品系列，滿足 各行各業(yè)的需要，而且絕大多數(shù)銅合金具有較強(qiáng)的耐蝕性能，例如：白銅具有優(yōu)良的機(jī)械性 能、加工性能和耐蝕性能，適用于高溫高壓下的耐蝕環(huán)境，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、儀表、造船、化工等領(lǐng)域；錫青銅具有優(yōu)良的彈性和較高的機(jī)械性能，廣泛用于各種儀器、儀表中彈性元 件及一些軸承摩擦套的制造；鋁青銅具有可與鋼相比的高強(qiáng)度，同時(shí)耐蝕性能優(yōu)良，廣泛用 于制造各種重載耐磨零件。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，特別隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，其 用于高新科技領(lǐng)域的新型合金品種不斷涌現(xiàn)，代表了當(dāng)代工程材料發(fā)展的方向，具有廣

5、闊的 發(fā)展前景。同時(shí)銅及銅合金還是當(dāng)前最佳的環(huán)保材料，用于各種器件上的銅合金可以做到完全回收， 循環(huán)使用。再生銅可以保持其原來(lái)的各種優(yōu)越性能，這點(diǎn)是其他再生材料所不可比擬的。在 我國(guó)銅資源相對(duì)短缺的情況下，充分利用再生銅資源已成為一種新興的產(chǎn)業(yè)。目前隨著電子產(chǎn)品、汽車產(chǎn)量的增加，具有優(yōu)良導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能的銅加工產(chǎn)品需求不斷 增加，產(chǎn)品趨向薄壁化、大批量化，尤其是對(duì)引線框架、端子及連接器用帶材的精度、平直 度、表面粗糙度、光澤度、防變色的要求越來(lái)越高。一、有色金屬的分類及特點(diǎn)目前世界大約有80余種有色金屬品種，具體分類如下:重有色金屬密度大于4.5g/cm3，其中Pt最重其密度為21.45g/cm

6、3。輕有色金屬密度小于4.5g/cm3,如：Ag、Mg、Na、Ca、K等。其中Mg最輕密 度僅為 1.74g/cm3。貴有色金屬如：Au、Ag、Pt、Nb、Ir、er 等稀有金屬稀有輕金屬：Ti、Li、銣、艷、鈹?shù)?，其中比重最小的是Li，其 密度僅為0.53g/cm3。稀有高熔點(diǎn)金屬：W、Mo、Sb、Nb、Zr、Hf、V、La等，其熔點(diǎn) 一般大于1700，其中W熔點(diǎn)最高為3390C。稀有分散金屬：家、In、鉈、鍺等，在地殼中分散分布，沒(méi)有獨(dú)立 礦床。稀土金屬：鈧、釔、鑭系合金（鑭、鈰、錯(cuò)、斂等15個(gè)相似元素） 雖然以共生形式存在，但儲(chǔ)量很大。放射性元素鐳、鋼系元素，如釷、鎂、鈾等。半金屬Si、

7、Se、Te、B共五個(gè)元素，能傳熱導(dǎo)電，具有一定的金屬特性。二、銅及銅合金的分類及特點(diǎn)種類系列特點(diǎn)純銅韌銅含氧量50600ppm，導(dǎo)電率不小于100%，適用于高導(dǎo)電但無(wú)焊接性能要求的環(huán)境中。無(wú)氧銅含氧量一般小于30ppm，電子級(jí)無(wú)氧銅含氧量小于10ppm，真空用無(wú)氧銅含氧量小于3ppm，同時(shí)限制含磷量小于3ppm。主要用于有氣密性要求的真空電了器件。脫氧銅主要是磷脫氧銅，含磷量在50400ppm之間，主要用于有焊接性要求的一般工業(yè)領(lǐng)域。其導(dǎo)電率最大為100%IACS。高銅含銅量在93.596%之間，通常加入少量合金兀素，在不劇烈降低純銅導(dǎo)電性的前提下， 提高純銅的耐熱性、切削性和強(qiáng)度。黃銅簡(jiǎn)單黃

8、銅如H96、H90、H80、H68、H65、H62等，其耐蝕性隨含鋅量的提高而降低，一般把 含鋅量高于30%的稱為高鋅黃銅，把含鋅量在2030之間的稱為中鋅黃銅，把含鋅量 低于20%的稱為低鋅黃銅。其中H65、H68黃銅具有良好的綜合機(jī)械性能和加工性能 通常用于制作沖壓拉伸件，廣泛用于機(jī)械、儀器、電訊、車輛、樂(lè)器等領(lǐng)域。H62的 機(jī)械強(qiáng)度高，適于加工，主要用于螺釘、銅網(wǎng)、彈簧、墊片等機(jī)械零件的制造。復(fù)雜黃銅鋁黃銅：如Hal77-2表面能夠生成一層致密的氧化膜，具有極強(qiáng)的抗腐蝕能力，通常用于海濱電站用冷凝管材料。錳黃銅：如HMn58-2其抗蝕能力較強(qiáng)，可提高合金的耐熱能力。鐵黃銅：如HFe59-

9、1-1可耐大氣及海水腐蝕，高溫性能極好，其加工材一般用于航空、 船舶等領(lǐng)域。鉛黃銅：如HPb59-1、HPb63-3等，具有良好的機(jī)械性能和耐蝕性能，尤其是可實(shí)現(xiàn)高 速、高精度切削，是制作各種精密零件用的理想材料。錫黃銅：如HSn70-1、HSn90-1、HSn62-1、HSn60-1等，錫具有良好的固溶強(qiáng)化效果合金的機(jī)械性能及壓加性能優(yōu)良，且錫可明顯降低黃銅中銅鋅的電位差，具 抑制合金脫鋅腐蝕的能力，用于抗海水腐蝕零件，被譽(yù)為“海軍黃銅”。硅黃銅：如HSi80-1具有良好的抗腐蝕能力和較高的機(jī)械性能，主要用于制造各種耐 蝕構(gòu)件及各種耐蝕機(jī)械零件。青銅錫青銅一般加工用錫青銅含錫量小于8%，超過(guò)

10、8%塑性會(huì)嚴(yán)重降低。如果含錫超過(guò)17%則其 強(qiáng)度也隨之而降低，一般工業(yè)用錫青銅含錫量很少能達(dá)到20%。加入Zn、Pb、Ni、P 等合金元素可改善其的組織、機(jī)械及工藝性能。其中QSn6.5-0.1、QSn6.5-0.4合金常用于彈性元件，具有優(yōu)良的機(jī)械性能、耐蝕、耐磨 性能。QSn4-4-4、QSn4-4-2.5具有優(yōu)良的耐磨性能，但只能冷加工而不能熱加工，主要 用于鑄造、機(jī)加工零件，如軸承、套襯等零件。無(wú)錫青銅主要有：鋁青銅、硅青銅、鈹青銅等品種。鋁青銅含鋁超過(guò)9%就會(huì)出現(xiàn)第二相，使變形抗力大幅上升，因而適于冷加工的鋁青銅 最高含鋁量一般為7%左右，超過(guò)9%的鋁青銅一般米用熱加工生產(chǎn)。其中QA

11、l7具有良 好的機(jī)械性能和耐蝕性能，高彈抗蠕變，壓加性能好，主要用于彈簧及彈性元件制造。 QAl9-4-4合金具有高強(qiáng)、耐磨、耐蝕、耐熱性能，可靠熱處理提高材料性能，熱加工性 能良好，主要用于制造重要部件。硅青銅：如QSi3-1、QSi1-3等，其機(jī)械、工藝、耐蝕性能優(yōu)良，沖擊不發(fā)生火花，特別 是耐蝕性能極好，具有替代傳統(tǒng)鋁黃銅、錫黃銅制造各種耐海水腐蝕零件的趨勢(shì)。主要 用于制造耐蝕彈簧、彈性元件及管網(wǎng)、焊接零件及發(fā)動(dòng)機(jī)零件。鈹青銅經(jīng)熱處理后機(jī)械性能可與特種鋼相媲美，耐疲勞性極好，導(dǎo)電導(dǎo)熱，沖擊不發(fā)生 火花，主要用于高溫、高壓、高速條件下重要用途的彈性元件。白銅結(jié)構(gòu)白銅在白銅中CSH是主要雜質(zhì)

12、元素，結(jié)構(gòu)白銅機(jī)械性能、耐蝕性能、抗氧化性能好，主要 用于精密機(jī)械、化工、船舶及強(qiáng)腐蝕介質(zhì)零件。其中B19的耐蝕性、加工塑性優(yōu)良，主 要用于雷管、散熱（換熱）器、精密抗蝕零件等。BZn15-20合金屬鋅白銅，又稱“德銀”，具有良好的機(jī)械性能和美麗的銀白色光澤，主要用于海洋、醫(yī)療、鐘表、精密器件和裝 飾品的加工制造。Bal6-1.5合金可以通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，機(jī)械性能、耐蝕性能優(yōu)良， 特別是其低溫性能優(yōu)異，在90K以下強(qiáng)度上升，主要用于精密器件及高級(jí)彈性元件。電工白銅主要是康銅合金，BMn40-1.5主要用于制造500C以下的低溫電阻材料及熱電偶。鎳熔點(diǎn)1455C，化學(xué)性能極其穩(wěn)定，物理、機(jī)械性

13、能優(yōu)良，500C以下不與空氣作用，在 海水、淡水中性能穩(wěn)定，耐蝕性能在所有金屬中最好，是制造耐熱合金、電工耐蝕合金 的重要材料，廣泛用于電子技術(shù)、海洋機(jī)械領(lǐng)域，但鎳的導(dǎo)電性差，具有高的電真空性 能，磁性在355C以上消失。主要品種有：N2、N4、N6、N8。鎳合金具有較高的耐熱性，電動(dòng)勢(shì)大，電阻溫度系數(shù)小，電阻系數(shù)大，耐蝕，塑性好，強(qiáng)度高， 對(duì)堿、海水、食品、水蒸氣穩(wěn)定，但不耐鐵、銅、汞、錫的硫酸鹽的腐蝕，廣泛用于精 密儀器、熱電偶、電熱儀器、電阻絲、變阻器及各種耐蝕零件。其gCr20電阻絲耐熱 溫度高達(dá)1100C； NCr9、10電阻高，電阻溫度系數(shù)小，熱電勢(shì)大，適于制作熱電偶； NMn3耐

14、熱、耐蝕，高溫抗氧化，用于制造火花塞、接收放大電子管；NSi0.2電真空性 好，用于制作電子管陰極芯，電工儀表零件NCu28-2.5-1.5高強(qiáng)高塑，耐大氣、鹽、堿 及有機(jī)物的侵蝕，高溫抗氧化，400C以下不改變機(jī)械性能，主要用于耐蝕性高的大強(qiáng) 度零件。三、功能材料能源、信息、材料是現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱，其中材料具有科學(xué)技術(shù)的先導(dǎo)作用，沒(méi)有材 料創(chuàng)新就沒(méi)有技術(shù)上的新成就。例如：沒(méi)有單晶硅就不可能有繁榮的電子時(shí)代；沒(méi)有碳化纖 維石墨強(qiáng)化復(fù)合材料就沒(méi)有航天飛機(jī)。新材料具有支撐尖端科技，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的作用。新 材料包括：功能材料的性能特點(diǎn)和功能種類特點(diǎn)功能非晶合金非晶組織，性能均勻，高強(qiáng)高韌 高耐蝕、

15、高耐磨。用于磁性耐蝕材料，高強(qiáng)復(fù)合零件。形狀記憶合金記憶形狀用于接頭、溫控器、敏感元件、固體 發(fā)動(dòng)機(jī)等。超導(dǎo)合金液氦液氮溫度下電阻為零。用于電力系統(tǒng)、新能源、磁場(chǎng)利用、 電子設(shè)備、儀器儀表、高敏元件。吸氫合金大量吸放氫，伴隨有發(fā)熱、吸熱 現(xiàn)象。用于儲(chǔ)氫、加熱泵、蓄熱器等方面。防震合金敲擊不發(fā)出聲音。用于工作機(jī)零件、音響設(shè)備、螺旋槳超塑合金高溫延展性好，防震。用于成型模、異型鍛件、深拉器件。四、規(guī)?；~合金及特點(diǎn)用途特點(diǎn)引線框架材料引線框架材料主要用于半導(dǎo)體元器件和集成電路的封裝，起支撐芯片，連接外部 電路，散失熱量的作用。銅合金，導(dǎo)電導(dǎo)熱性好，成本低，適應(yīng)塑封要求，與塑封配 合性好，目前70%

16、框架材料為銅合金。其的主要缺點(diǎn)是：強(qiáng)度偏低，采用實(shí)效強(qiáng)化的 方法，在不強(qiáng)烈降低導(dǎo)電率的前提下提高合金強(qiáng)度是有效的方法。電子工業(yè)的進(jìn)步， 使IC引線框架材料用銅合金的需求量增加速度很快，要求具有良好機(jī)械性能、沖壓 成形性、延展性、耐彎曲、耐腐蝕性、優(yōu)良的釬焊性能及芯片和引線接合性，能耐封 裝、釬焊加熱，成本適宜。目前集成電路的高密度化帶來(lái)了散熱問(wèn)題，薄型化帶來(lái)了 強(qiáng)度問(wèn)題，因此引線框架用銅合金必須具有高的導(dǎo)熱率和高的強(qiáng)度。銅合金引線框架材料可分為兩大類：1、固浴強(qiáng)化型SHTC(solution hardening type copper alloy) 2、沉淀強(qiáng)化型(precipitation

17、hardening type copper alloy )。固溶強(qiáng)化型 銅合金通常加入Sn、Fe、Zn、Ni、P等元素，含量不超過(guò)百分之幾，產(chǎn)生晶格畸變強(qiáng) 化，但對(duì)導(dǎo)電率有不良的影響，必須限制添加量，1因而強(qiáng)化效果較弱，但這類合金不 含活性元素，可大氣熔煉，不需退火以外的熱處理，易于制造。沉淀強(qiáng)化型銅合金的 強(qiáng)化機(jī)理是，彌散析出第二相，母相和析出相僅在交界處晶格才有變形，大部分母相 晶格未畸變，對(duì)導(dǎo)電率影響小，在導(dǎo)電率相同的情況下，沉淀強(qiáng)化效果比固溶強(qiáng)化效 果更好。沉淀強(qiáng)化銅合金主要添加Cr、Zr、Ti、Be等元素，大多數(shù)是活性元素，不 能大氣熔煉，需要急冷固溶處理，隨熔煉設(shè)備的進(jìn)步和專用設(shè)備

18、的開(kāi)發(fā)，這部分問(wèn)題 已解決。引線框架材料強(qiáng)化原則：不強(qiáng)烈降低導(dǎo)電率前提下，提高其的強(qiáng)度。常用的添加 元素有12種，添加范圍大致可分為三檔：1、 0.1%。添加元素以磷居多，作用是脫氧、固溶、防止氫脆，同時(shí)與Fe、Mg 形成磷化物強(qiáng)化基體。其它元素按Mg、Sn、Si、Zr、Ag的順序米用，除Si用于脫氧 夕卜，其他都以強(qiáng)化為目的。2、0.1-1%。常加的元素按Sn、Fe、Zn、Cr、Si、Ti順序米用。Zn有防止軟釬料 剝離的作用，其他都是以強(qiáng)化為目的。3、1%。常加的元素有：Sn、Ni、Fe等，以強(qiáng)化為目的。目前共有66種框架合金，其中含Sn的有36種。含銅99%的合金有34種，9599% 的

19、有29種；95%的有3種。高導(dǎo)型框架主要靠Fe3P、Mg3P2、Cu3Zr和Cr析出強(qiáng)化，強(qiáng)化效果比固溶??；中導(dǎo)型框架材料以Fe及Ni2Si為強(qiáng)化相；低導(dǎo)型框架材料目的是獲得與Fe-Ni42合金相似的機(jī)械性能，最大利用析出、固溶強(qiáng)化效果。但析出物的殘留會(huì)引起加工腐蝕，使沖壓成形、電鍍、釬焊性能下降，解 決的辦法是研究無(wú)析出殘留的工藝。日本有21家框架材料生產(chǎn)廠，生產(chǎn)各種牌號(hào)銅框架70余種。導(dǎo)電率大于80%的 有30種，60-79%的有17種，40-50%的有8種，39%以下的有15種。去除同一成分 不同牌號(hào)的合金實(shí)際有66種。按導(dǎo)電率和強(qiáng)度可分為：高導(dǎo)型、中強(qiáng)中導(dǎo)型、低導(dǎo)中強(qiáng)型、低導(dǎo)型幾種。汽

20、車的發(fā)展已逾百年，目前，世界汽車總量為5.8億兩，我國(guó)本世紀(jì)末約有2% 的家庭擁有小汽車，具有廣闊發(fā)展前途。汽車行業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有巨大拉動(dòng)作用，其一 元產(chǎn)值帶動(dòng)其他行業(yè)2.9元產(chǎn)值，1個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)帶動(dòng)7個(gè)就業(yè)崗位。汽車同步器是啟程變速器中重要的部件，它的作用是使汽車在1-1.2秒內(nèi)完成加 速、減速和平穩(wěn)換檔，有利于減少油耗、降低噪音、提高汽車速度。汽車變速方式有 掛檔發(fā)展到同步變速，使換檔更加平穩(wěn)。國(guó)外汽車均采用同步變速方式，平均每輛車 變速箱用3-5只同步環(huán)，重約1公斤，加上加工損耗需用齒環(huán)材料2公斤，則年需齒 環(huán)材料12800噸。目前拖拉機(jī)、叉車、工程車輛也開(kāi)始采用同步變速技術(shù)。我國(guó)自主 開(kāi)發(fā)

21、及引進(jìn)車型的同步器材料主要依賴進(jìn)口，是種用量大、應(yīng)用面廣極具市場(chǎng)潛力的 合金系列，不但國(guó)內(nèi)需求量大，而且國(guó)外特別是東南亞一帶市場(chǎng)也十分廣闊，具有重 大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。汽車同步器齒環(huán)材料要求具有：高強(qiáng)度、高耐磨、高耐蝕、良好的成形性，使用壽 命在15萬(wàn)次以上，目前世界各國(guó)開(kāi)發(fā)的同步器齒環(huán)材料多為包含3-9種元素的多元復(fù) 雜黃銅，并根據(jù)不同車型采用不同的合金系列，形成了各自的專利技術(shù)如：英美多采 用Cu-Al-Mn-Ni-Co系合金；德國(guó)和日本開(kāi)發(fā)出五元高強(qiáng)耐磨黃銅，組織為B相，加 入Al、Mn、Si等形成化合物強(qiáng)化相，與較軟的a相形成耐磨機(jī)制。汽車同步器齒環(huán) 我國(guó)汽車工業(yè)在改革開(kāi)放以來(lái)，各

22、類汽車已全面采用同步器變速技術(shù)，同時(shí)開(kāi)展了汽 用復(fù)雜黃銅車同步器齒環(huán)材料的研究，國(guó)產(chǎn)材料已在國(guó)產(chǎn)輕、重型載貨汽車上得以廣泛應(yīng)用，例如：國(guó)內(nèi)研制的HAl61-4-3-1、HMn62-3-3-0.7滿足輕型、重型載重汽車的要求。80 年代以來(lái)洛陽(yáng)銅加工廠研制了近13種牌號(hào)、20種規(guī)格的同步器齒環(huán)管材，代表規(guī)格 有：140X10、103X9、85X7.5、76X8mm等，其中重型車用鋁-鐵-鎳-錳系 復(fù)雜黃銅、輕型車用鋁-錳-硅系復(fù)雜黃銅獲1992年有色金屬工業(yè)總公司科技進(jìn)步二等 獎(jiǎng)。基本上形成了：重型車（東風(fēng)、解放）用Cu-Al-Si-Co-Fe-Ni系黃銅；輕型車（客 貨兩用、客車）用C u-A

23、l-Mn-Si-Fe系黃銅；轎車用同步器齒環(huán)材料正在研制。各種車 型的同步器齒環(huán)材料性能如下：車型obMPa5 5%壽命重型車640-740N5%30萬(wàn)次輕型車540-640N10%15萬(wàn)次轎車500-620N15%15萬(wàn)次國(guó)內(nèi)汽車同步器齒環(huán)材料的研究生產(chǎn)，同全面滿足汽車工業(yè)的發(fā)展尚有很大的差 距，表現(xiàn)在：銅合金成分的選擇、生產(chǎn)工藝方法、工藝裝備技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、實(shí)際應(yīng) 用、標(biāo)準(zhǔn)化、國(guó)際交流等方面。目前尚無(wú)同步器齒環(huán)磨損試驗(yàn)、臺(tái)架壽命試驗(yàn)裝置， 未與同步器生產(chǎn)廠建立協(xié)作關(guān)系。銅箔電解銅箔生產(chǎn)工藝起源于1930年，由美國(guó)一家銅精煉廠試制成功。50年代廣泛用于 印刷電路板的生產(chǎn)。印刷線路板要求銅箔具

24、有與樹(shù)脂基板良好的粘結(jié)強(qiáng)度、抗熱性能 和耐化學(xué)品腐蝕的性能、可印刷性、可刻蝕性、可焊接性等。銅箔電解銅箔采用電化學(xué)方法生產(chǎn)，其原理如下，CuSO4電解液在包覆鉛的陰極輥和鉛 陽(yáng)極間流過(guò)，產(chǎn)生如下電化學(xué)反應(yīng)：2H2O+2 CuSO4=2Cu+2H2SO4+O2，在陽(yáng)極表面形 成的氣體引起電解液在陰極和陽(yáng)極間強(qiáng)力循環(huán)，有利于銅以較高的速率沉積出來(lái)，形 成電解銅箔，出離電解液后，銅箔經(jīng)過(guò)剝離、清洗、烘干、卷繞形成電解銅箔卷。目前電解銅箔生產(chǎn)設(shè)備包括：生箔機(jī)、表面處理機(jī)。以前以35um銅箔為主，目 前已可生產(chǎn)18um銅箔。我國(guó)電解銅箔生產(chǎn)企業(yè)有15家，生產(chǎn)能力3.4萬(wàn)噸，但高檔銅箔90%進(jìn)口。日本三

25、井物產(chǎn)三井銅箔在珠海建立三井銅箔（廣東）有限公司，2002年9月25日投產(chǎn)，年 產(chǎn)銅箔2400噸；河南靈寶華鑫銅箔年產(chǎn)銅箔2400噸，一期工程投產(chǎn)1200噸，二期 工程正在建設(shè)；銅陵中金銅箔有限公司具有年產(chǎn)銅箔6800噸的能力，可生產(chǎn)高檔黃 銅箔，其中10 rm鋰電池銅箔已形成規(guī)模，二期工程可生產(chǎn)12、18 rm高檔銅箔5000 噸。上海金屬帶箔廠，生產(chǎn)出厚度0.01-0.025mm、寬度85-130mm手機(jī)鋰電池用銅箔， 其厚度公差-0.003mm、寬度公差土0.02mm，抗拉強(qiáng)度320MPa，導(dǎo)電率95%。采用特 殊清洗劑超聲波清洗。銅水道管的特點(diǎn)1、壽命長(zhǎng)。銅管的壽命大于50年，而鍍鋅管

26、、鋁塑管、塑料管壽命一般為10一 20年，鍍鋅管產(chǎn)生銹蝕，對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生污染；2、強(qiáng)度高、韌性好、抗壓、抗碰、防水。軟態(tài)2噌材在地下可經(jīng)受11次凍脹， 80r時(shí)10米銅管膨脹1.7厘米，而塑料管為17厘米，或軟化不能用。銅管e 15X0.7退火管材，20r時(shí)在N4MPa，80C時(shí)在2MPa下安全使用，而塑料管在 2MPa下使用不安全，80C時(shí)已軟化無(wú)法使用。銅管成型溫度在850C，而塑料 管成型溫度在180-220C，因而銅管的耐火性明顯優(yōu)于塑料管；與銅管相比， 聚丙烯塑料管收縮大，抗低溫、抗沖擊、耐老化性能差，PP-R管是改性塑料 管，其抗水錘、沖擊性差，對(duì)硬物壓入的抵抗力差。3、耐蝕、抑菌、抗

27、滲透、耐氧化。塑料管與金屬管件的膨脹不同，存在滲漏的可 能。同時(shí)塑料管對(duì)油品的耐穿透性差，在原油中浸泡14天，質(zhì)量增加8%，而 銅管則無(wú)質(zhì)量增加。改性的塑料管加入了抗光照的助劑，但時(shí)間一長(zhǎng)，助劑蒸 發(fā)，管材顏色變化，表面粗糙，質(zhì)地變硬變脆。另外銅水管對(duì)水中的大腸桿菌 具有有效的抑制作用，大腸桿菌在銅管中5小時(shí)即被殺滅，這是其他材料的管 材所不具備的。水道管4、節(jié)能環(huán)保。銅水管可100%回收利用，再生能源消耗僅占新水管生產(chǎn)的27%。水道管5、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉。一室一衛(wèi)單元房，一次性投資比鍍鋅管高300-500元，但單位面積 只增加10多元，考慮到銅水管的使用壽命，則性價(jià)比明顯優(yōu)于其他材料的管材。銅水管的

28、發(fā)展現(xiàn)狀供水管道應(yīng)具有的性能：抗震動(dòng)沖擊、水錘、熱脹冷縮、壽命長(zhǎng)、使用中不扁不 炸。目前的供水管材材質(zhì)主要有：銅管、塑料管、鋁塑管、鋼塑管、不銹鋼管幾 種，銅水管的各項(xiàng)綜合性能最好，在國(guó)外的普及率最高。國(guó)際銅業(yè)協(xié)會(huì)的調(diào)查表 明，目前銅水道管在國(guó)外普及率英國(guó)達(dá)95%、美國(guó)、加拿大、澳大利亞達(dá)到85%、 新加坡達(dá)到75%。我國(guó)銅水管由于過(guò)去銅資源的匱乏、人民生活水平的限制長(zhǎng)期 使用鍍鋅管，因而造成我國(guó)銅水管在生產(chǎn)使用上落后國(guó)外一個(gè)世紀(jì)，改革開(kāi)放后， 我國(guó)銅市場(chǎng)與國(guó)際接軌，銅資源充足，人民生活水平的提高，環(huán)保意識(shí)的增加， 對(duì)水質(zhì)要求不斷提高，我國(guó)政府重視銅水管的推廣應(yīng)用工作，上海98年出臺(tái)政 策在建

29、筑上應(yīng)用鍍鋅管，目前上海、深圳銅水管普及率從2000年的5%發(fā)展到 2002年的30%o2000年8月30日建設(shè)部科技司、有色局發(fā)展規(guī)劃司共同發(fā)文建 科綜2000060號(hào)，在建筑行業(yè)推廣使用銅水管，并制定7GB/T18033200無(wú) 縫銅水管、銅氣管標(biāo)準(zhǔn)，2000年9月1日?qǐng)?zhí)行，覆塑銅水管的標(biāo)準(zhǔn)也正在制訂。 目前我國(guó)銅水管產(chǎn)量的年增長(zhǎng)率達(dá)到30%以上的水平，1998年全國(guó)銅水管用量 為6500噸，2002年產(chǎn)量達(dá)到2萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)到2010年全國(guó)銅水道管用量將達(dá)到全國(guó)銅管產(chǎn)量50萬(wàn)噸的一半，主要用于供氣管、熱水管、煤氣管道等。我國(guó)建筑用銅水管材質(zhì)主要為磷脫氧銅，規(guī)格分為大、中、小系列，小管規(guī)格為

30、拓一22X0.61.0mm，中等管材規(guī)格e 25一拓0X1.01.5mm，大管規(guī)格M0X 219X1.54.0mm。常用銅水管規(guī)格見(jiàn)下表：常用銅水管規(guī)格（1巴=0.1N/mm2）規(guī)格mm最大尺寸mm最小尺寸mm壁厚mm耐壓（巴）拓6.0455.9650.613388.0457.9650.6971010.0459.9650.6771212.04511.9650.6631515.04514.9650.7581818.04517.9650.8562222.04521.9750.9512828.05527.9750.940M535.0734.991.242M242.0741.991.2355454.0

31、753.991.227拓766.7566.601.220M6.3076.376.151.524108108.251081.517133133.50133.251.514159159.50159.252.015銅水管的生產(chǎn)小規(guī)格的銅水管采用盤拉，由舒馬格連拉出成品；大、中規(guī)格管材采用e80X 10mm擠制管冷扎到e48X2.5mm經(jīng)直拉、退火、精正出成品。直拉機(jī)最大噸位 75噸，最多可同時(shí)拉5線，最長(zhǎng)可拉57米，最高速度可達(dá)80m/min。1、空調(diào)市場(chǎng)農(nóng)村電網(wǎng)改造、人民生活水平提高、房地產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)、加入WTO后空調(diào)出口強(qiáng)勁增 長(zhǎng)以及空調(diào)價(jià)格戰(zhàn)使空調(diào)普遍降價(jià)2030%，促進(jìn)了空調(diào)市場(chǎng)需求進(jìn)一步擴(kuò)大。

32、我國(guó) 2001年空調(diào)產(chǎn)量2400萬(wàn)臺(tái)、2002年達(dá)3000萬(wàn)臺(tái)，超過(guò)英美日成為第一大空調(diào)生產(chǎn) 國(guó)，預(yù)計(jì)今后10年將以30%速度增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)空調(diào)以美的、格力產(chǎn)量最大，它們出口占其產(chǎn)量的1/3以上。去年美的內(nèi)銷 300萬(wàn)臺(tái)，外銷100萬(wàn)臺(tái)。而到今年5月以生產(chǎn)內(nèi)銷空調(diào)130萬(wàn)臺(tái)，外銷50萬(wàn)臺(tái)。空調(diào)管2、空調(diào)管用量及品種各空調(diào)廠借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，采用零庫(kù)存經(jīng)營(yíng)，淡季儲(chǔ)存較少，造成旺季集中采購(gòu)。空調(diào)管主要用在空調(diào)的兩器上，有內(nèi)螺紋管和光管兩種。隨新型環(huán)保、節(jié)能空調(diào) 的發(fā)展，內(nèi)螺紋管用量猛增，“十五”前期內(nèi)螺紋管占空調(diào)管用量的50%，目前已達(dá) 80%。美的空調(diào)月用1400噸內(nèi)螺紋管，格力每月用1600噸內(nèi)螺紋管

33、，而光管每月不 足300噸。內(nèi)螺紋管產(chǎn)量超千噸的廠家有：高新張銅、新鄉(xiāng)金龍、中山奧特昆普。月產(chǎn)500 噸的有順德精藝、長(zhǎng)沙光遠(yuǎn)。高新張銅內(nèi)螺紋管項(xiàng)目今年竣工，3月份預(yù)計(jì)產(chǎn)量1400 flrfr汽車水箱帶甘噸。汽車水箱帶有銅鋁之分。鋁水箱價(jià)格低、重量輕，可降低汽車重量，節(jié)能降耗，隨汽車向輕量、小型、高性能方向發(fā)展，使鋁水箱備受青睞。但鋁水箱制造工藝復(fù)雜， 特別是釬焊工藝阻礙了它的發(fā)展。目前日本、西歐多用鋁水箱，美國(guó)、俄國(guó)多用銅水 箱。我國(guó)大部分車型采用銅水箱。但上海桑塔納、二汽雪鐵龍準(zhǔn)備全部或部分采用鋁 水箱。水箱的發(fā)展經(jīng)過(guò)3代，第一、二代為管片式，第三代是管帶式。水箱帶用量占銅 消費(fèi)量的5%左

34、右，我國(guó)為4%左右。水箱用銅包括；散熱管、散熱片、上下主片、上 下蓋板和釬焊合金。國(guó)外常規(guī)水箱帶用H62 0.05mm帶材制造目前開(kāi)發(fā)出0.04mm水 箱帶。；散熱管0.11mm黃銅管，我國(guó)用0.13-0.16mmH90管；側(cè)端槽用0.5-0.8mm黃 銅板；進(jìn)水管用0.6mm黃銅管；側(cè)板用1mm帶焊料的鋼板，釬焊料0.45mm厚。日本研制成黃銅一銅復(fù)合水箱，據(jù)稱比鋁水箱還輕25%，而抗蝕性高一倍，單位 體積導(dǎo)熱性好，使水箱體積可進(jìn)一步縮小，蓋板下的空間充分減少，適應(yīng)現(xiàn)代以空氣 動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)的車型設(shè)計(jì)。復(fù)合水箱帶芯部為含鎂的純銅，兩面包復(fù)黃銅。含鎂純銅 對(duì)腐蝕穿孔有很好的抗力。黃銅具有良好的釬

35、焊性，特別是鋅有犧牲陽(yáng)極的作用，可 有效保護(hù)散熱片和釬料，適應(yīng)在海濱等鹽分大的地區(qū)使用。目前接插件用銅合金主要有：黃銅、錫磷青銅C5210 Cu-8%Sn-0.1%P)、科森合金 (Cu-Ni-Si)、鈹青銅(C172 Cu-2%Be)、鈦青銅(C199 Cu-3%Ti)、鋅白銅、鐵磷青 銅、銅鉻鋯合金。按性能可分為：高強(qiáng)合金、中強(qiáng)合金、低成本黃銅，具體分類如下 圖：插接元件合金插接元件合金低成本合金主要為固溶型銅合金，中高檔的主要為析出強(qiáng)化型銅合金，各種合金的性能如下：C199 C172 強(qiáng)度可達(dá)到1000MPa以上，導(dǎo)電率20%左右。其強(qiáng)度極高。錫磷青銅強(qiáng)度在550-650MPa之間，導(dǎo)電

36、率一般不超過(guò)20%。導(dǎo)電率雖不高但強(qiáng)度充分。銅鎳硅合金 強(qiáng)度可達(dá)到650MPa左右，導(dǎo)電率不超過(guò)60%。導(dǎo)電率強(qiáng)度匹配最好， 其強(qiáng)度可達(dá)到錫磷青銅水平。鐵磷材料強(qiáng)度在500MPa左右，導(dǎo)電率不超過(guò)80%。導(dǎo)電率較好，但強(qiáng)度不如銅鎳硅、錫磷青銅，屬于中等強(qiáng)度合金。銅鉻鋯合金 強(qiáng)度在500MPa左右，導(dǎo)電率超過(guò)80%。導(dǎo)電性能最好，強(qiáng)度屬于中 等水平。釬焊是古老的焊接技術(shù)，近年來(lái)沒(méi)有什么進(jìn)展。大氣條件下，釬焊硬質(zhì)合金和鋼材的釬料為Cu-Mn-Ag-Sn系釬料，其高溫、室溫強(qiáng) 度高，其牌號(hào)熔點(diǎn)見(jiàn)下表Cu-Mn-Zn-Sn系釬料是無(wú)銀釬料，熔點(diǎn)700C適用于銅/鋼、 釬焊材料錫磷、黃銅釬焊，可焊性好，接頭剪切強(qiáng)度高。Cu-Mn-Ag-Sn系釬料牌號(hào)及熔點(diǎn)如下:Cu65Mn20Sn10Ag5 熔點(diǎn) 805CCu60Mn20Sn10Ag10 熔點(diǎn) 780CCu65Mn14Sn16Ag5 熔點(diǎn) 755Cu65Mn20Sn10Ag5 熔點(diǎn) 805CCu60Mn20Sn10Ag10 熔點(diǎn) 780CCu60Mn14Sn16Ag10 熔點(diǎn) 750CCu55Mn20Sn10Ag10Ni5 熔點(diǎn) 780CCu50Mn35Ag15熔點(diǎn) 820CCu45Mn35Ag15Ni5熔點(diǎn) 820 C陶瓷類材料的釬焊有兩種方法1、燒結(jié)金屬