铜及铜合金的熔炼技术 铜是人类早使用的金属。早在史前时代,人们就开始采掘露天铜矿,并用获取的铜制造武器、工具和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。 铜存在于地壳和海洋中。铜在地壳中的含量约为0.01％，在个别铜矿床中，铜的含量可以达到3－5％。 自然界中的铜，多数以化合物即铜矿物存在。铜矿物与其他矿物聚合成铜矿石，开采出来的铜矿石，经过选矿而成为含铜品位较高的铜精矿。 铜矿石分为三类： （1）化矿，如黄铜矿(cufes2)、斑铜矿(cu5fes4)和辉铜矿(cu2s)等。 （2）氧化矿，如赤铜矿(cu2o)、孔雀石[cuco3cu(oh)2]、蓝铜矿[2cuco3cu(oh)2]、硅孔雀石(cusio32h2o)等。 （3）自然铜。铜矿石中铜的含量1％左右（0.5％～3％）便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去，而得到含铜量较高（8％～35％）的精矿砂。 纯铜：面心立方晶格，原子量 63.54，密度8.9，熔点1083℃ 电阻率0.01673 欧姆 mm2/m ，线性膨胀数17.6×10-6/℃，导热率0-100℃ 399w/mk。软态 280mpa，延伸率≥40% 从铜矿中开采出来的铜矿石，经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品. 目前，世界上铜的冶炼方式主要有两种：火法冶炼与湿法冶炼普通黄铜性能变化与锌含量的关系 物理性能：二元黄铜的密度随锌含量的增加而下降，而线膨胀系数则随锌含量的增加而上升。电导率、热导率在α区随锌含量的增加而下降，但锌含量在39％以上，合金出现β时，电导率又上升，锌含量达50％时达峰值。 力学性能：wzn<30％时，随锌含量的增加，σb和δ同时增大，对固溶强化的合金来说，这种情况是极少有的，锌含量在30～32%范围时，δ达大值。之后，随β′相的出现和增多，塑性急剧下降。而σb则一直增长到锌含量45％附近，当锌含量为45％时，σb值大。锌含量超过45％，由于α相全部消失，而为硬脆的β′相所取代，导致σb急剧下降。 变形和退火后的性能：α相随锌含量的增加其强度、塑性均增加。当锌含量为30％时，塑性好，适于深冲压和冷拉，大量用于制造炮弹壳，所以h70黄铜有“炮弹黄铜”之称。β相强度更高，但室温下呈有序状态，塑性很低。γ相在室温下则更硬而脆。 α黄铜具有良好的塑性，适于冷、热加工。所有黄铜在200～600℃温度范围内均存在中温低塑性区，这主要是微量杂质(铅、锑、铋等)的影响，它们与铜生成低熔点共晶而后凝聚在晶界上，形成低熔点共晶薄膜，从而造成热加工过程的“热脆”。然而黄铜的塑性会随温度升高而重新显着增长，表明这些杂质在高温时的溶解度明显增加。脆性区温度范围与锌含量有关，具体温度要看含锌量而言，如h90、h80，hpb59－1等的低塑性区。 加入微量混合稀土或锂。钙、锆、等能与杂质形成高熔点化合物的元素，均能有效减轻或消除杂质的有害影响，从而消除热脆性。如加能与铅和铋形成pb2ce及bi2ce等高熔点化合物。 黄铜的热加工一般应在高于脆性区的温度进行，α+β黄铜室温塑性较低，只能热变形、要加热到β相区热轧，但温度不能太高，因β相长大得快，以保留少量α相为宜，利用残留α相限制β晶粒长大。所以，热变形温度通常选择在(α+β)／β相变温度附近。 黄铜在大气、淡水或蒸汽中有很好的耐蚀性，腐蚀速度约为0.0025～0.025mm/a，在海水中的腐蚀速度略有增加，约为0.0075～0.1mm／a。脱锌和应力腐蚀破坏(季裂)是黄铜常见的两种腐蚀形式。 脱锌：出现在含锌较高的α黄铜、特别是α+β黄铜中。锌电极电位远低于铜，电极电位低的锌在中性盐水溶液中首先被溶解，铜则呈多孔薄膜残留在表面，并与表面下的黄铜组成微电池，使黄铜成为阳极而被加速腐蚀。加0.02～0.06％as可防止脱锌。 应力腐蚀：即“季裂”或“自裂”，指黄铜产品存放期间产生自动破裂的现象。这种现象是产品内的残余应力与腐蚀介质、so2及潮湿空气的联合作用产生的。黄铜含zn量越高，越容易自裂。 为避免黄铜自裂，所有黄铜冷加工制品或半制品，均需进行低温(260～300℃)退火 来消除制品在冷加工时产生的残留内应力。此外，在黄铜中加人0.02～0.06％as或1.0～1.5％si也能明显降低其自裂倾向。 普通黄铜中杂质： 铅、铋、锑、磷和铁等。 铅：在α单相黄铜中是有害杂质，由于它熔点低，几乎不溶于黄铜中，所以它主要分布在晶界上。铅含量大于0.03％时，黄铜在热加工时出现热脆；但对冷加工性能无明显影响。 在α+β两相黄铜中，铅的容许含量可比α黄铜高一些，因为两相黄铜在加热和冷却过程中，会发生固态相变，使铅大部分转入晶内，减轻有害影响。少量铅可提高两相黄铜的切屑性能，使加工件表面获得高的光洁度。 铋：呈连续脆性薄膜分布在黄铜晶界上，既产生热脆性，又产生冷脆性，对黄铜的危害性远比铅为大，在α及α+β黄铜中要求≯0.002％bi。 减轻pb和bi有害影响的有效途径是加入能与这些杂质形成弥散的高熔点金属化合物的元素，如zr可分别与pb、bi形成高熔点稳定化合物zrxpby(2000℃)和zrxbiy。(熔点2200℃)。 锑：随温度下降，锑在α黄铜中溶解度急剧减小；在锑含量小于0.1％时，就会析出脆性化合物cu2sb，呈网状分布在晶界上，严重损害黄铜的冷加工性能。锑还促使黄铜产生热脆性，因锑在固态铜中的共晶温度为645℃，所以，锑是黄铜中的有害杂质。加入微量锂可与锑形成高熔点的li3sb(熔点1145℃)，从而减轻锑对黄铜塑性的有害影响。 ：室温时在黄铜中的溶解度<0.1％，过量的则产生脆性化合物cu3as，分布在晶界上，降低黄铜塑性。黄铜中加入0.02～0.05％as，可防止黄铜脱锌。使黄铜制品表面形成坚固的保护膜，提高黄铜对海水的耐蚀性。靖江铍铜,泰州铍铜生产,信孚工贸由靖江市信孚工贸有限公司(www.jjxfgm.com )提供。