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    黃銅棒


    早期使用時間明嘉靖年間,厚度1.0-200mm ;寬度305-600mm;分類熱鍛、冷鍛、環球黃銅棒



    “黃銅”一詞早期見于西漢東方朔所撰的《申異經·中荒經》:“西北有宮,黃銅為墻,題日地皇之宮。”  這種“黃銅”指的是何種銅合金,待考。《新唐書·食貨志》又有‘青銅”、“黃銅”的稱謂,分別指礦石顏色和冶煉產品,并非現在的銅錫合金與銅鋅合金。宋人洪咨夔撰《大冶賦》中又有“其為黃銅也,坑有殊名,山多眾樸”,指的是火法煉制的純銅。  黃銅一詞專指銅鋅合金,則始于明代,其記載見于《明會典》:“嘉靖中則例,通寶錢六百萬文,合用二火黃銅四萬七千二百七十二斤……。”通過對明代銅錢成分的分析,發現《明會典》中所說的鑄錢種真正意義上的黃銅的出現較其它幾種銅合金晚很多,這是因為黃銅中金屬鋅的獲得比較困難。  氧化鋅在950℃一1000℃的高溫下才能較快地被還原成金屬鋅,而液態鋅在906℃時已經沸騰,所以還原得到的金屬鋅以蒸氣狀存在。在冷卻時反應逆轉,蒸氣鋅為爐中的二氧化碳再氧化成氧化鋅,因此要得到金屬鋅必須有特殊的冷凝裝置。這是金屬鋅的使用比銅、鉛、錫、鐵的使用晚得多的原因,也是黃銅鑄幣出現較晚的原因之一。  但是,在姜寨仰韶文化遺址中曾出土有含鋅量超過20%的黃銅片和黃銅管,山東膠縣三里河龍山文化的地層中也曾出土兩種黃銅錐。顯而易見,這些黃銅器物的出現并不是說人們在史前就掌握了黃銅的冶煉技術,而是人們在利用銅鋅共生礦時無意中獲得的。  商周時期銅器的含鋅量都很低,一般在10-z數量級。西漢、新莽的錢中有板個別的銅鋅甘金錢,其中有的錢幣中鋅的含量達到7%,但是這并不能說明黃銅鑄錢產生于西漢新莽之際。因為這些銅鋅合金是極個別現象,其含鋅量又普遍較真正意義上的黃銅含鋅量15%一40%要小得多。所以我們認為這些含鋅的銅錢是漢代在“即山鑄錢”中使用銅鋅共生礦時產生的。據對有關礦山進行調查后發現,山東的昌濰、煙臺、臨沂及湖北等地都有資源豐富的銅鋅共生礦,這就使冶煉后的銅含有一小部分鋅。到了唐代,由于鑄錢材料的規范化,使所鑄行的錢幣中鋅的含量均為恒量。


    黃銅簡介


    材質:H59、H63、H65、H68、H70、H80、H85、H90、H96、T1、T2、C1100、C5111、C5101、C5191、C5210、TU1、TP1、TP2、TAg0.08、TAg0.1、C1100、C1020、C1201、C1220、C1271、C2100、C2200、C2300、C2400、C2600、C2680、C2700、C2720、C2800、C2801、C3600、C3602、C3603、C3604等。  規格:厚度:1.0-200mm,寬度:305-600mm。 硬度:O、1/2H、3/4H、H、EH、SH等。


    黃銅分類


    黃銅材料如果是由二種以上的元素組成的多種合金就稱為特殊黃銅。如由鉛、錫、錳、鎳、鐵、硅組成的銅合金。黃銅有較強的耐磨性能。特殊黃銅又叫特種黃銅,它強度高、硬度大、耐化學腐蝕性強。還有切削加工的機械性能也較突出。由黃銅所拉成的無縫銅管,質軟、耐磨性能強。黃銅無縫管可用于熱交換器和冷凝器、低溫管路、海底運輸管。制造板料、條材、棒材、管材,鑄造零件等。含銅在62%~68%,塑性強,制造耐壓設備等。


    黃銅棒根據黃銅中所含合金元素種類的不同,黃銅分為普通黃銅和特殊黃銅兩種。壓力加工用的黃銅稱為變形黃銅。


    黃銅特性


    黃銅是銅與鋅的合金。簡單的黃銅是銅——鋅二元合金,稱為簡單黃銅或普通黃銅。改變黃銅中鋅的含量可以得到不同機械性能的黃銅。黃銅中鋅的含量越高,其強度也較高,塑性稍低。工業中采用的黃銅含鋅量不超過45%,含鋅量再高將會產生脆性,使合金性能變壞。為了改善黃銅的某種性能,在一元黃銅的基礎上加入其它合金元素的黃銅稱為特殊黃銅。常用的合金元素有硅、鋁、錫、鉛、錳、鐵與鎳等。在黃銅中加鋁能提高黃銅的屈服強度和抗腐蝕性,稍降低塑性。含鋁小于4%的黃銅具有良好的加工、鑄造等綜合性能。在黃銅中加1%的錫能顯著改善黃銅的抗海水和海洋大氣腐蝕的能力,因此稱為“海軍黃銅”。錫還能改善黃銅的切削加工性能。黃銅加鉛的主要目的是改善切削加工性和提高耐磨性,鉛對黃銅的強度影響不大。錳黃銅具有良好的機械性能、熱穩定性和抗蝕性;在錳黃銅中加鋁,還可以改善它的性能,得到表面光潔的鑄件。黃銅可分為鑄造和壓力加工兩類產品。


    黃銅棒制造的原則


    (1)所有元素都無一例外地降低銅棒的電導率和熱導率,凡元素固溶于銅棒中,造成銅棒的晶格畸變,使自由電子定向流動時產生波散射,使電阻率增加,相反在銅棒中沒有固溶度或很少固溶的元素,對銅棒的導電和導熱影響很少,特別應注意的是有些元素在銅棒中固溶度隨著溫度降低而激烈地降低,以單質和金屬化合物析出,既可固溶和彌散強化銅棒合金,又對電導率降低不多,這對研究高強高導合金來說,是重要的合金化原則,這里應特別指出的是鐵、硅、錯、鉻四元素與銅棒組成的合金是極為重要的高強高導合金;由于合金元素對銅棒性能影響是疊加的,其中CoCr —Zr 系合金是著名的高強高導合金;


    (2)銅基耐蝕合金的組織都應該是單相,避免在合金中出現第二相引起電化學腐蝕。為此加人的合金元素在銅棒中都應該有很大的固溶度,甚至是無限互溶的元素,在工程應用的單相黃銅棒、青銅棒、白銅棒都具有優良的耐蝕性能,是重要的熱交換材料。


    (3)銅基耐磨合金組織中均存在軟相和硬相,因此在合金化時必須確保所加人的元素除固溶于銅棒之外,還應該有硬相析出,銅棒合金中典型的硬相有Ni3Si 、FeALSi 化合物等。近年來開發的汽車同步器齒輪合金中a 相為軟相,負相為硬相,a 相不宜大于10 %。


    (4)固態有多晶轉變的銅棒合金具有阻尼性能,如Cu 一Mn 系合金,固態下有熱彈性馬氏體轉變過程的合金具有記憶性能,如Cu 一Zn 一Al 、Cu 一Al 一Mn 系合金。


    (5)銅棒的顏色可以通過加人合金元素的辦法來改變,比如加人鋅、鋁、錫、鎳等元素,隨著含量的變化,顏色也發生紅一青一黃一白的變化,合理地控制含量會獲得仿金材料和仿銀合金。


    (6)銅棒及合金的合金化所選擇的元素應該是常用、廉價和無污染的,所加元素應該本著多元少量的原則,合金原料能夠綜合利用,合金應具有優良的工藝性能,適于加工成各種成品和半成品。


    化學成分


    純度測量


    測量黃銅的純度可以用阿基米德原理測量,測量出樣品的體積和質量,再根據銅的密度和鋅的密度計算可以得出黃銅中所含銅的比例。


    普通黃銅


    它是由銅和鋅組成的合金。  當含鋅量小于 39% 時,鋅能溶于銅內形成單相 a ,稱單相黃銅 ,塑性好,適于冷熱加壓加工。  當含鋅量大于 39% 時,有 a 單相還有以銅鋅為基的 b 固溶體,稱雙相黃銅, b 使塑性小而抗拉強度上升,只適于熱壓力加工  若繼續增加鋅的質量分數 ,則抗拉強度下降,無使用價值  代號用“ H +數字”表示, H 表示黃銅,數字表示銅的質量分數。  如 H68 表示含銅量為 68% ,含鋅量為 32% ,的黃銅,鑄造黃銅則在代號前“ Z ”字,如 ZH62  如 Zcuzn38 表示含鋅量為 38% ,余量為銅的鑄造黃銅。  H90 、 H80 單相,金黃色,故有金色共稱之,稱為鍍層,裝飾品,獎章等。  H68 、 H59 屬于雙相黃銅,廣泛用于電器上的結構件,如螺栓,螺母,墊圈、彈簧等。  一般情況下,冷變形加工用單相黃銅 熱變形加工用雙相黃銅。


    特殊黃銅


    在普通黃銅中加入其它合金元素所組成的多元合金稱為黃銅。常加入的元素有鉛、錫、 鋁等,相應地可稱為鉛黃銅 、錫黃銅、鋁黃銅。加合金元素的目的。主要是提高抗拉強度改善工藝性  代號:為“ H +主加元素符號(除鋅外)+銅的質量分數+主加元素質量分數+其它元素質量分數”表示。  如: HPb59-1 表示銅的質量分數為 59% ,含主加元素鉛的質量分數為 1% ,余量為鋅的鉛黃銅。


    無鉛易切削黃銅棒


    因此,其含量不得大于0. 002010。鉍、碲、硫等元素對其他銅合金極為有害,出產中必需嚴格控制,防止原料、舊料、爐襯材料、輔助工具等的混用。因其具有較高的導電機能,并能防止開關粘結,進步其工作期限,確保運轉安全。 Bi對銅的熱導率與電導率的影響不大,真空開關觸頭銅可含0. 7%~1.0% Bi。一般在淬火和加工狀態下應用,不需回火,以免Cu2 Te沿晶界沉淀,使材料變脆。 。含0. 06%~0.7% Te的銅在產業中獲得了實際應用。 Bi、Te等這些合金元素在銅中存在的特點、形式和鉛相似,基本不溶于銅,以游離質點存在于晶界上,經后序加工彌散分布于銅基體,起潤滑和減摩作用,使合金切屑易碎、易排,保證制品表面光潔。在某些特殊用途上,如要求高導電性的電觸頭等采用高銅合金系列。從加工機能方面來講,此類合金的加工機能均不是很好,尤其是對高銅合金,其成分的控制及加工機能不易保證,而在無鉛易切削黃銅棒中,鋅的加入在一定程度上增大了其溶解度,并使其成分不亂性和加工機能得到改善。微量(0. 003 010)硒和碲(0.00050/0一0.003%)明顯降低銅棒的可焊機能。 無鉛易切削黃銅棒是易切削鉛黃銅棒的替換產品,因為鉛對人體危害較大,無鉛易切削黃銅棒是以無毒害第三合金元素來替換鉛,目前已研制出的無鉛黃銅棒合金體系有:Cu-Zn-Bi、Cu-Zn-Te、Cu-Zn-Bi-Te,同時在Cu-Bi、Cu-Te、Cu-C以及Cu-S等高銅合金體系上也有一定研究,但因為產品的可加工性、易切削性以及性價比等因素影響,目前有一定實際應用的主要為Cu-Zn-Bi無鉛易切削黃銅棒。 碲在固態銅中的溶解度很小,以Cu2 Te彌散質點存在,對銅的電導率及熱導率的影響很小,但能明顯改善銅的切削機能。鉍在270℃與銅形成共晶體,其中鉍呈薄膜分布于銅晶界,嚴峻降低銅的加工機能。鉍在銅中的溶解度很小,800℃時也只有0. 01%。


    用途


    普通黃銅是銅鋅二元合金,其含鋅量變化范圍較大,因此其室溫組織也有很大不同。根據Cu-Zn二元狀態圖(圖6),黃銅的室溫組織有三種:含鋅量在35%以下的黃銅,室溫下的顯微組織由單相的α固溶體組成,稱為α黃銅;含鋅量在36%~46%范圍內的黃銅,室溫下的顯微組織由(α+β)兩相組成,稱為(α+β)黃銅(兩相黃銅);含鋅量超過46%~50%的黃銅,室溫下的顯微組織僅由β相組成,稱為β黃銅。


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