我国可供开采的铜精矿资源很少,铜材是重要的工业和战略材料,因此,合理利用铜资源具有重要现实意义。在钢铁或其他非金属材料表面镀铜,是在利用铜材的优良电性能的同时,节约铜材的有效技术手段。
铜合金的性能和分类
铜具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀性和延展性等物理化学特性。导电性能和倒热性能仅次于银,纯铜可拉成很细的铜丝,制成很薄的铜箔。纯铜的新鲜断面是玫瑰红色的,但表面形成氧化铜膜后,外观呈紫红色,故纯铜常被称为紫铜。
除了纯铜外,铜可以与锡、锌、镍等金属化合成具有不同特点的合金,即青铜、黄铜和白铜。借助于合金化,可大大改善铜的强度和耐锈蚀性。这些合金有的耐磨,铸造性能好,有的具有较好的力学性能和耐腐蚀性能。
(1)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。三元以上是黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低于36%的黄铜合金由固溶体组成,具有良好的冷却加工性能,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%之间的黄铜合金由固溶体组成,其中最常用的是含锌40%的六四黄铜。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。
(2)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、碱摩性能好和力学性能好,适合于制造轴承、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,用于铸造高载荷的齿轮、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,适合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。
(3)白铜 以镍为主要添加元素的铜合金。铜镍二元合金称普通白铜;加有猛、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。结构百铜的特点的力学性能和耐蚀性好,色泽美观。这种白铜广泛用于制造精密机械、化工机械和船舶构件。电工白铜一般有良好的热典电性能。猛铜、康铜、考铜是含猛量不同的猛白铜,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。