紫铜如何变硬

使紫铜硬度增加唯一的方法就是“加工硬化”，工业上是通过轧制挤压拉伸等方法使其变硬的，家中条件下通俗的做法就是“敲”硬。手工制作铜器的过程中紫铜自然就变硬。

加工后的紫铜会变得硬而脆，不适于再加工。现在应该给加工过的铜件退火，退火工艺规范大致为；温度高于铜的再结晶温度，简单说就在500摄氏度左右；加热时间（到达再结晶温度后保温时间）视工件厚度而定，热透再保温半小时以上。

冷却过程无特殊要求，甚至可以直接投入水中急冷，如果是薄壁复杂件易变形，还是不投入水中，慢慢冷却为好。

紫铜的用途：

紫铜具有优良的导电性导热性良好的耐腐蚀性和加工性能，可以熔焊和钎焊。T1、T2紫铜主要用作导电、导热、耐腐蚀元器件，如电线、电缆、导电螺钉、壳体和各种导管等。T3紫铜主要用作结构材料使用，如制作电器开关、垫圈、铆钉、管嘴和各种导管等；也常用于一些不太重要的导电元件。

Ni70Cu30AL是蒙乃尔铜镍合金材质。

MonelK500（UNS N05500）铜镍合金Alloy K500

MONEL K-500合金具有与400 相当的耐蚀性能，但是具有更高的机械强度和硬度。具有较好的耐热腐蚀性能和长期组织稳定性。主要用于制造航空发动机上的工作温度在750℃以下的涡轮叶片及燃气轮机叶片；用于制造船舶上的紧固件、弹簧；化工设备上的泵、阀门零部件；造纸设备上的刮浆刀片等。

湖南紫东矿业有限公司。

湖南紫东矿业有限公司于2013年10月23日成立。法定代表人彭亮，公司经营范围包括：金矿、锑矿、铅锌矿、铜矿的采选；矿产品、建材及化工产品批发等。

铜

1以一价和二价为主的金属元素,有延性和展性,是热和电最佳导体之一,是唯一的能大量天然产出的金属,也存在于各种矿石(例如黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、赤铜矿和孔雀石)中,能以金属状态及黄铜、青铜和其他合金的形态用于工业、工程技术和工艺上。如:铜山(出产铜矿的山);铜花(铜屑);铜金(赤铜);铜粉(铜屑。铜和其他金属熔融在一起所做出来的黄金色粉状合金,可当作颜料);铜陵(产铜的山);铜落(铜屑。可入药);铜腥(铜的腥臭味)

2铜制的[器物]。如:铜丸(铜铸的小球);铜牙(弩上钩弦的钩叫牙,以铜制者称铜牙);铜瓦(铜制的瓦);铜史(漏刻铜壶上的铜人像);铜印(铜铸的印章。也称“铜章”);铜兵(铜制的兵器);铜狄(铜铸的人。即“铜人”。或称“金人”);铜洗(铜制的盥洗用具);铜柱(铜制的柱子);铜荷(铜制的烛台。形似荷叶);铜猊(铜制的狮形香炉);铜浑(铜制的浑天仪。又叫“铜仪”);铜鼻(古代官印上铜制的鼻状纽孔)

3铜铸的货币。也用以泛指金钱 。

4 喻坚固的。如:铜郭(形容城郭的坚固,如同铜铸一般);铜堞(像铜铁般坚固的城堞。堞是城上的女墙);铜楼(华美坚固的楼房);铜山铁壁(比喻风节的坚毅刚正);铜头铁额(比喻人非常勇猛强悍)

5喻坚强,强大有力的。如:铜豌豆(喻有经验的老狎妓者)

元素名称：铜

元素符号：Cu

元素原子量：6355

元素类型：金属元素

质子数：29

中子数：35

原子序数：29

所属周期：3

所属族数：IB

电子层分布：2-8-18-1

发现人： 发现年代：

发现过程：

在古代就发现有铜存在。

元素描述：

呈紫红色光泽的金属，密度892克/厘米3。熔点10834±02℃，沸点2567℃。常见化合价+1和+2（3价铜仅在少数不稳定的化合物中出现）。电离能7726电子伏特。铜是人类发现最早的金属之一，也是最好的纯金属之一，稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。导热和导电性能较好。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力，在干燥的空气里很稳定。但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，这叫铜绿。可溶于硝酸和热浓硫酸，略溶于盐酸。容易被碱侵蚀。

元素来源：

黄铜矿、辉铜矿、赤铜矿和孔雀石是自然界中重要的铜矿。把硫化物矿石煅烧后，再与少量二氧化硅和焦炭共熔得粗炼铜，再还原成泡铜，最后电解精制，即可得到铜。一个新的提取铜的方法正在研究中，就是把地下的低品位矿用原子能爆破粉碎，以稀硫酸原地浸取，再把浸取液抽到地表，在铁屑上将铜沉淀出来。

元素用途：

铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。

铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大，占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线，电机和变压器的绕阻，开关以及印刷线路板等。

在机械和运输车辆制造中，用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等。

在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。

在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等，每生产100万发子弹，需用铜13--14吨。

在建筑工业中，用做各种管道、管道配件、装饰器件等。

以下是各行业铜消费占铜总消费量的比例： 行业 铜消费量占总消费量的比例

电子(包括通讯) 48%

建筑 24%

一般工程 12%

交通 7%

其他 9%

※ 铜性能的应用

导电性：64%，耐蚀性：23%，结构强度：12%，装饰性：1%

元素辅助资料：

自然界中获得的最大的天然铜重420吨在古代,人们便发现了天然铜，用石斧将其砍下来，用锤打的方法把它加工成物件。于是铜器挤进了石器的行列，并且逐渐取代了石器，结束了人类历史上的新石器时代。

在我国，距今4000年前的夏朝已经开始使用红铜，即天然铜。它的特点是锻锤出来的。1957年和1959年两次在甘肃武威皇娘娘台的遗址发掘出铜器近20件，经分析，铜器中铜含量高达9963%～9987%，属于纯铜。

当然，天然铜的产量毕竟是稀少的。生产的发展促进人们找到从铜矿中取得铜的方法。铜在地壳中总含量并不大，不超过001%，但是含铜的矿物是比较多见的，它们大多具有各种鲜艳而引人注目的颜色，招至人们的注意。例如鲜绿色的孔雀石CuCO3Cu（OH）2，深蓝色的石青2CuCO3Cu（OH）2等。这些矿石在空气中燃烧后得到铜的氧化物，再用碳还原，就得到金属铜。

1933年，河南省安阳县殷虚发掘中，发现重达188千克的孔雀石，直径在1寸以上的木炭块、陶制炼铜用的将军盔以及重218千克的煤渣，说明3000多年前我国古代劳动人民从铜矿取得铜的过程。

但是，炼铜制成的物件太软，容易弯曲，并且很快就钝。接着人们发现把锡掺到铜里去制成铜锡合金——青铜。青铜器件的熔炼和制作比纯铜容易的多，比纯铜坚硬（假如把锡的硬度值定为5，那么铜的硬度就是30，而青铜的硬度则是100～150），历史上称这个时期为青铜时代。

我国战国时代的著作《周礼·考工记》总结了熔炼青铜的经验，讲述青铜铸造各种不同物件采用铜和锡的不同比例:“金有六齐（方剂）。六分其金（铜）而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢（箭）之齐；金锡半，谓之鉴（镜子）燧（利用镜子聚光取火）之齐。”这表明在3000多年前，我国劳动人民已经认识到，用途不同的青铜器所要求的性能不同，用以铸造青铜器的金属成分比例也应有所不同。

青铜由于坚硬，易熔，能很好的铸造成型，在空气中稳定，因而即使在青铜时代以后的铁器时代里，也没有丧失它的使用价值。例如在公元前约280年，欧洲爱琴海中罗得岛上罗得港口矗立的青铜太阳神，高达46米，手指高度超过成人。

我国古代劳动人民更最早利用天然铜的化合物进行湿法炼铜，这是湿法技术的起源，是世界化学史上的一项发明。这种方法用现代化学式表示就是：

CuSO4+Fe=FeSO4+Cu

西方传说，古代地中海的CYPRUS岛是出产铜的地方，因而由此得到它的拉丁名称CUPRUM和它的元素符号Cu。英文中的COPPER，拉丁文中的CUIVRE、都源于此。

铜具有独特的导电性能，是铝所不能代替的，在今天电子工业和家用电器发展的时代里，这个古老的金属有恢复了它的青春。铜导线正在被广泛的应用。从国外的产品来看，一辆普通家用轿车的电子和电动附件所须铜线长达1公里，法国高速火车铁轨每公里用10吨铜，波音747-200型飞机总重量中铜占2%。

1． 电气工业中的应用

※ 电力输送

电力输送中需要大量消耗高导电性的铜，主要用于动力申．线电缆、汇流排、变压器、开关、接插元件和联接器等。

在电线电缆的输电过程中，由于电阻发热而白白浪费电能。从节能和经济的角度考虑，目前世界上正在推广"最佳电缆截面"标准。过去流行的标准，单纯地从降低一次安装投资的角度出发，为了尽量减小电缆截面，以在设计要求的额定电流下，不至出现危险过热，来确定电缆的最低允许尺寸。按这种标准铺设的电缆，虽然安装费低了；但是在长期使用过程中，电阻能耗却比较大。"最佳电缆截面"标准，则兼顾一次安装费用和电能消耗这两个因素，适当放大电缆尺寸，以达到节能和最佳综合经济效益的目的。按照新的标准，电缆截面往往要比老标准加大一倍以上，可以获得50%左右的节能效果。

我国在过去一段时间内，由于钢供不应求，考虑到铝的比重只有铜的 30％，在希望减轻重量的架空高压输电线路中曾采取以铝代铜的措施。目前从环境保护考虑，空中输电线将转为铺设地下电缆。在这种情况下，铝与铜相比，存在导电性差和电缆尺寸较大的缺点，而相形见绌。

同样的原回，以节能高效的铜绕组变压器，取代！日的铝绕组变压器，也是明智的选择。

※ 电机制造

在电机制造中，广泛使用高导电和高强度的铜合金。主要用铜部位是定子、转子和轴头等。在大型电机中，绕组要用水或氢气冷却，称为双水内冷或氢气冷却电机，这就需要大长度的中空导线。

电机是使用电能的大户，约占全部电能供应的60%。一台电机运转累计电费很高，一般在最初工作5 00小时内就达到电机本易的成本，一年内相当于成本的4～ 16倍，在整个工作寿命期间可以达到成本的200倍。电机效率的少量提高，不但可以节能；而且可以获得显著的经济效益。开发和应用高效电机，是当前世界上的一个热门课题。由于电机内部的能量消耗，主要来源于绕组的电阻损耗；因此，增大铜线截面是发展高效电机的一个关键措施。近年来己率先开发出来的一些高效电机与传统电机相比，铜绕组的使用量增加25～ 100%。目前，美国能源部正在资助一个开发项目，拟采用铸入铜的技术生产电机转子。

※ 通讯电缆

80年代以来，由于光纤电缆载流容量大等优点，在通讯干线上不断取代铜电缆，而迅速推广应用。但是，把电能转化为光能，以及输入用户的线路仍需使用大量的铜。随着通讯事业的发展，人们对通讯的依赖越来越大，对光纤电缆和铜电线的需求都会不断增加。

※ 住宅电气线路

近年来，随着我国人民生活水平提高，家电迅速普及，住宅用电负荷增长很快。如图66所示，1987年居民用电量为 2696亿度（ l度=1千瓦·小时），10后年的 1996年猛升到 1131亿度，增加 32倍。尽管如此，与发达国家相比仍有很大差距。例如，1995年美国的人均用电量是我国的146倍，日本是我国的86倍。我国居民用电量今后仍有很大发展。预计从 1996年到2005年，还要增长l．4倍。

2．电子工业中的应用

电子工业是新兴产业，在它蒸蒸日上的发展过程中，不断开发出钢的新产品和新的应用领域。目前它的应用己从电真空器件和印刷电路，发展到微电子和半导体集成电路中。

※ 电真空器件

电真空器件主要是高频和超高频发射管、波导管、磁控管等，它们需 要高纯度无氧铜和弥散强化无氧铜。

※ 印刷电路

铜印刷电路，是把铜箔作为表面，粘贴在作为支撑的塑料板上；用照相的办法把电路布线图印制在铜版上；通过浸蚀把多余的部分去掉而留下相互连接的电路。然后，在印刷线路板上与外部的连接处冲孔，把分立元件的接头或其它部分的终端插入，焊接在这个口路上，这样一个完整的线路便组装完成了。如果采用浸镀法，所有接头的焊接可以一次完成。这样，对于那些需要精细布置电路的场合，如无线电、电视机，计算机等，采用印刷电路可以节省大量布线和固定回路的劳动；因而得到广泛应用，需要消费大量的铜箔。此外，在电路的连接中还需用各种价格低廉、熔点低、流动性好的铜基钎焊材料。

※ 集成电路

微电子技术的核心是集成电路。集成电路是指以半导体晶体材料为基片（芯片），采用专门的工艺技术将组成电路的元器件和互连线集成在基片内部、表面或基片之上的微小型化电路。这种微电路在结构上比最紧凑的分立元件电路在尺寸和重量上小成千上万倍。它的出现引起了计算机的巨大变革，成为现代信息技术的基D壳凹嚎�⒊龅某�蠊婺＜�傻缏罚�诒刃∧分讣谆剐〉牡ジ鲂酒�婊�希�茏龀龅木�骞苁�浚�捍锸�蛏踔涟偻蛞陨稀W罱���手��募扑慊��绸BM（国际商业机器公司），己采用钢代替硅芯片中的铝作互连线，取得了突破性进展。这种用铜的新型微芯片，可以获得30%的效能增益，电路的线尺寸可以减小到012微米，可使在单个芯片上集成的晶体管数目达到200万个。这就为古老的金属铜，在半导体集成电路这个最新技术领域中的应用，开创了新局面。

※ 引线框架

为了保护集成电路或混合电路的正常工作，需要对它进行封装；并在封装时，把电路中大量的接头从密封体内引出来。这些引线要求有一定的强度，构成该集成封装电路的支承骨架，称为引线框架。实际生产中，为了高速大批量生产，引线框架通常在一条金属带上按特定的排列方式连续冲压而成。框架材料占集成电路总成本的1／3～ l／4，而且用量很大；因此，必须要有低的成本。

铜合金价格低廉，有高的强度、导电性和导热性，加工性能、针焊性和耐蚀性优良，通过合金化能在很大范围内控制其性能，能够较好地满足引线框架的性能要求，己成为引线框架的一个重要材料。它是目前钢在微电子器件中用量最多的一种材料。

3能源及石化工业中的应用

※ 能源工业

火力及原子能发电都要依靠蒸气作功。蒸气的回路如下：

锅炉发生蒸气- 蒸气推动汽轮机作功- 作功后的蒸汽送至冷凝器- 冷却成水- 回到锅炉重新变成蒸汽。

其间主冷凝器由管板和冷凝管组成。由于钢导热性好并能抗水的腐蚀，所以它们均使用锅黄铜、铝黄铜或白铜制造。根据资料介绍，每万千瓦装机容量需要5吨冷凝管。一个60万千瓦的发电厂就需要3 00吨冷凝管材。

太阳能的利用也要使用许多铜管。例如：英国伦敦附近某旅馆的一个游泳池，装备了太阳能加热器，在夏季可以将水温保持在18～24℃。在该太阳能加热器中含有784磅（3 56公斤）铜管。

※ 石化工业

铜和许多铜合金，在水溶液、盐酸等非氧化性酸、有机酸（如：醋酸、柠檬酸、脂肪酸、乳酸、草酸等）、除氨以外的各种碱及非氧化性的有机化合物（如：油类、酚、醇等）中，均有良好的耐蚀性；因而，在石化工业中大量用于制造接触腐蚀性介质的各种容器、管道系统、过滤器、泵和阀门等器件。还利用它的导热性，制造各种蒸发器、热交换器和冷凝器。由于铜的塑性很好，特别适合于制造现代化工工业中结构错综复杂、铜管交叉编制的热交换器。此外在石油精炼工厂中都使用青铜生产工具；原回是冲击时不迸出火花，可以防止火灾发生。

※ 海洋工业

海洋占地球表面面积70％以上，合理地开发利用海洋资源日益受到人们的重视。海水中含确"容易造成腐蚀的氯离子，钢铁、铝、甚至不锈钢等许多工程金属材料均不耐海水腐蚀。此外在这些材料，以及木材、玻璃等非金属材料的表面上还会形成海洋生物污损。铜则一枝独秀，不但耐海水腐蚀；而且溶入水中的铜离子有杀菌作用，可以防止海洋生物污损。因而，铜和铜合金是海洋工业中十分重要的材料，业己在海水淡化工厂、海洋采油采气平台、以及其它海岸和海底设施中广泛应用。例如，海水淡化过程中使用的管路系统、泵和阀门，以及采油采气平台上使用的设备，包括飞溅区和水下用的螺栓、钻孔日，抗生物污损包套、泵阀和管路系统等等。关于铜和铜合金在船舶中的应用情况，将在后节中介绍。

4．交通工业中的应用

※ 船舶

由于良好的耐海水腐蚀性能，许多铜合金，如：铝青铜、锰青铜、铝黄铜、炮铜（锡锌青铜）、白钢以及镍铜合金（蒙乃尔合金）己成为造船的标准材料。一般在军舰和商船的自重中，铜和铜合金占2～3％。

军舰和大部分大型商船的螺旋浆都用铝青铜或黄铜制造。大船的螺旋浆每支重 20～ 25吨。伊丽莎白皇后号和玛丽皇后号航母的螺旋浆每支重达3 5吨。大船沉重的尾轴常用"海军上将"炮铜，舵和螺旋浆的锥形螺栓也用同样材料。引擎和锅炉房内也大量用钢和铜合金。世界上第一艘核动力商船，使用了30吨白铜冷凝管。近来用铝黄铜管作油罐的大型加热线圈。在10万吨级的船上就有12个这种储油罐，相应的加热系统规模相当大。船上的电气设备也很复杂，发动机、电动机、通讯系统等几乎完全依靠铜和铜合金来工作。大小船只的船舱内经常用钢和铜合金来装饰。甚至木制小船，也最好用钢合金（通常是硅青铜）的螺丝和钉子来固定木结构，这种螺丝可以用滚轧大量生产出来。

为了防止船壳被海生物污损影响航行，过去经常采用包覆铜加以保护；现在，则普遍用刷含铜油漆的办法来解决。

二次世界大战中，为御防德国磁性水雷对舰船的袭击，曾发展了抗磁性水雷装置，在钢船壳周围附一圈铜带，通上电流以中和船的磁场，这样就可以不引爆水雷。从1944年以后，盟军的所有船只，共计约18，000艘，都装上了这种去磁装置而得到了保护。一些大型主力舰为此需用大量的铜，例如其中一艘用去铜线长 28英里，重约 30吨。

※ 汽车

汽车用铜每辆10～2I公斤，随汽车类型和大小而异，对于小轿车约占自重的6～9%％。铜和铜合金主要用于散热器、制动系统管路、液压装置、齿轮、轴承、刹车摩擦片、配电和电力系统、垫圈以及各种接头、配件和饰件等。其中用钢量比较大的是散热器。现代的管带式散热器，用黄铜带焊接成散热器管子，用薄的铜带折曲成散热片。

近年来为了进一步提高铜散热器的性能，增强它对铝散热器的竞争力，作 了许多改进。在材质方面，向铜中添加微量元素，以达到在不损失导热性的前 提下，提高其强度和软化点，从而减薄带材的厚度，节省用钢量；在制造工艺 方面，采用高频或激光焊接铜管，并用钢钎焊代替易受铅污染的软焊组装散热 器芯体。这些努力的结果示于表62，与钎焊铝散热器相比，在相同的散热条件 下，即在相同的空气和冷却剂的压力降下，新型铜散热器的重量更轻，尺寸显 著缩小；再加上钢的耐蚀性好、使用寿命长，铜散热器的优势就更明显。

※ 铁路

铁路的电气化对铜和铜合金的需要量很大。每公里的架空导线需用2 吨以上的异型铜线。为了提高它的强度，往往加入少量的铜（约1%）或银 （约of％）。此外，列车上的电机、整流器、以及控制、制动、电气和信 号系统等都要依靠铜和铜合金来工作。

※ 飞机

飞机的航行也离不开铜。例如：飞机中的配线、液压、冷却和气动系统需使用铜材，轴承保持器和起落架轴承采用铝青铜管材，导航仪表应用抗磁钢合金，众多仪表中使用破铜弹性元件等等。

5．机械和冶金工业中的应用

※ 机械工程

几乎在所有的机器中都可以找到铜制品部件。除了电机、电路、油压系统、气压系统和控制系统中大量用钢以外，种类繁多用黄铜和青铜制造的传动件和固定件，如齿轮、蜗轮、蜗杆、联结件、紧固件、扭拧件、螺钉、螺母等，比比皆是。几乎在所有作机械相对运动的部件之间，都要使用减磨铜合金制作的轴承或轴套，特别是万吨级的大型挤压机、锻压机的缸套、滑板几乎都用青铜制成，铸件重量可达数吨。许多弹性元件，几乎都选用硅青铜和锡青铜作为材料。焊接工具、压铸模具等更离不开铜合金，如此等等。

※ 冶金设备

冶金工业是消耗电能的大户，素有"电老虎"之称。在冶金厂的建设中通常必须要有一个依靠铜来进行工作的庞大的输、配电系统和电力运转设备。此外，在火法冶金中，连续铸造技术已占据主导地位，其中的关键部件一结晶器，大都采用铬铜、银铜等高强度和高导热性的铜合金。电冶金中的真空电弧炉和电渣炉水冷坩埚使用钢管材制造，各种感应加热的感应线圈都是用铜管或异型铜管绕制而成，内中通水冷却。

※ 合金添加剂

铜是钢铁和铝等合金中的重要添加元素。少量铜（02～05%）加入低合金结构用钢中，可以提高钢的强度及耐大气和海洋腐蚀性能。在耐蚀铸铁和不锈钢中加入铜，可以进一步提高它们的耐蚀性。含铜30%左右的高镍合金是著名的高强度耐蚀"蒙乃尔合金"，在核工业中广泛使用。

在许多高强度铝合金中都含有铜。通过淬火 一 时效热处理，在合金中析出弥散分布的细小颗粒，而显著提高其强度，称为时效硬化铝合金。其中著名的有杜拉铝或称硬铝，它是一种含铜、锰、镁的铝合金，是制造飞机和火箭的重要结构材料。

6．轻工业中的应用

轻工业产品与人民生活密切相关，品种繁多、五花八门。由于钢具有良好综合性能，到处可以看到它大显身手的踪影。现仅举数例如下：

※ 空调器和冷冻机

空调器和冷冻机的控温作用，主要通过热交换器铜管的蒸发及冷凝作 用来实现。热交换传热管的尺寸和传热性能，在很大程度上决定了整个空 调机和制冷装置的效能和小型化。在这些机器上采用的都是高导热性能的异型铜管。利用钢的良好加工性能，最近开发和生产出带有内槽和高翅片的散热管，用于制造空调器、冷冻机、化工及余热口收等装置中的热交换器，可使新型热交换器的总热传导系数提高到用普通管的2～3倍，和用普通低翅片管的 12～13倍，己在国内使用，可节省 40%的铜，并使热交换器体积缩小 1／3以上。

※ 钟表

目前生产的钟表，计时器和有钟表机构的装置，其中大部分的工作部件都用"钟表黄铜"制造。合金中含15-2%的铅，有良好加工性能，适合于大规模生产。例如，齿轮由长的挤压黄铜棒切出，平轮由相应厚度的带材冲出，用黄铜或其它铜合金制作搂刻的钟表面以及螺丝和接头等等。大量便宜的手表用炮铜（锡锌青铜）制造，或镀以镍银（白铜）。一些著名的大钟都用钢和铜合金制作。英国"大笨钟"的时针用的是实心炮铜杆，分针用的是14英尺长的铜管。

一个现代化的钟表厂，以铜合金为主要材料，用压力机和精确的模具加工，每天可以生产一万到三万只钟表，费用很低。

※ 造纸

在当前信息万变的社会里，纸张消费量很大。纸张表面看来简单，但是造纸工艺却很复杂，需要通过许多步骤，应用很多机器，包括冷却器、蒸发器、打浆器、造纸机等等。其中许多部件，如：各种热交换管、辊轮、打击棒、半液体泵和丝网等，大部分都用钢合金制作。

例如，目前采用的长网造纸机，它要将制好的纸浆喷到快速运动的具有细小网孔（ 40～60目）的网布上。网布由黄铜和磷青铜丝编织而成，它的宽度很大，一般在20英尺（6米）以上，要求保持完全平直。网布在一系列小的黄铜或铜辊子上运动，当带着喷附其上的纸浆通过时，湿气从下面空吸出去。网子同时振动以使纸浆中的小纤维粘结在一起。大型造纸机的网布尺寸很大，可以达到宽26英尺8英寸（ 8 l米）和长100英尺（ 3 0 5米）。湿纸浆不但含水，而且含有造纸过程中使用的化学药剂，腐蚀性很强。为了保证纸张质量，对网布材料要求很严，不但要有高的强度和弹性；而且要抗纸浆腐蚀，铜合金完全可以胜任。

※ 印刷

印刷中用铜版进行照相制版。表面抛光的铜版用感光乳胶敏化后，在它上面照相成像。感光后的铜版需加热使胶硬化。为避免受热软化，铜中往往含有少量的银或砷，以提高软化温度。然后，对版子进行腐蚀，形成分布着凹凸点子图形的印刷表面。

在自动排字机上，要通过黄铜字型块的编排，来制造版型，这是铜在印刷中的另一个重要用途。字型块通常用的是含铅黄铜，有时也用铜或青铜。

※ 酿酒

在世界的啤酒酿造中，铜起重要作用。经常用铜作麦芽桶和发酵罐的内村。在一些著名的啤酒厂中备有十余个容量超过2万加仑的这种大桶。在发酵缸中，为了降温，常用钢管通水冷却。还用钢管通水蒸汽在酿造啤酒时进行加热，以及用钢管输送酒液等。

蒸馏威士忌和其它烈性酒时，通常用钢制蒸馏锅。威士忌麦芽酒需蒸馏两次，要用两个大铜蒸馏锅。

※ 医药

制药工业中，各类蒸、煮、真空装置等都用纯铜制作。在医疗器械中则 广泛使用锌白铜。铜合金还是眼镜架的常用材料等等

7．建筑和艺术用铜

※ 管道系统

由于钢水管具有美观耐用、安装方便、安全防火、卫生保健等诸多优点，使它与镀锌钢管和塑料管相比存在明显优越的价格性能比。在住宅和公用建筑中，用于供水、供热、供气以及防火喷淋系统，日益受到人们的青睐，成为当前的首选材料。在发达国家中，铜制供水系统己占很大比重。美国纽约号称世界第六高楼的曼哈顿大厦，其中仅供水系统一项，就用去铜管 6万英尺 （l公里）。在欧洲，饮水用钢管消耗量很大。英国的饮水用钢管消耗量平均每人每年16公斤，日本为02公斤。由于镀锌钢管容易锈蚀，许多国家己明令禁用。香港早于1996年 1月起禁止使用，上海也于 1998年5月起实行。我国在房屋建设中推广使用铜管道系统，势在必行。

※ 房屋装修

在欧洲采用钢板制作屋顶和漏檐已有传统。北欧国家中甚至用它作墙面装饰。铜耐大气腐蚀性能很好、经久耐用、可以回收，它有良好的加工性可以方便地制作成复杂的形状，而且它还有美观的色彩；因而很适合于用做房屋装修。它在教堂等古建筑物屋顶上的应用己有悠久历史，至今仍发出诱人的光彩；而且在现代大型建筑甚至公寓和住宅的建设上的应用也越来越多。例如：在伦敦，代表现代英国建筑艺术的"英联邦委员会"大厦，屋顶形状复杂，用钢板建造，重约 25吨；于 1966年开放的水晶宫运动中心，用钢 60吨做成波浪形的屋顶等等。据统计，用做屋顶的铜板，在德国平均每人每年消费08公斤，美国为02公斤。

此外，屋内的装修，如：门把手、锁、百页、按栏、灯具、墙饰以及厨房次具等等，使用钢制品不但经久耐用，消毒卫生，而且装点出高雅的气息，深受人们喜爱。

※ 塑像和工艺品

世界上没有那一种金属，能够像钢那样广泛应用于制造各种工艺品，从古至今，经久不衰。今天城市建设中，各种纪念物、铸钟、宝鼎、雕像、佛像、仿古制品等等，大量使用铸造铜合金。现代乐器，如长笛使用白钢制成，萨克斯管用的是黄铜材料。各种精美的艺术品，价廉物美的镀金以及仿金、仿银首饰也都需要使用各种成分的铜合金。

1996年建成的香港天坛大佛，使用锡、锌、铅青铜铸造拼接而成，高26米，重206吨。1997年建成的浙江普陀山南海观音大佛，高20米，重 70吨，是世界上第一座使用仿金材料建成的巨型铜像。嗣后在无锡落成了高88米的青铜释迹牟尼佛像。更高的佛像正在我国的海南岛和九华山以及日本印度等地筹建中。

因此，其含量不得大于0 002010。铋、碲、硫等元素对其他铜合金极为有害，出产中必需严格控制，防止原料、旧料、炉衬材料、辅助工具等的混用。因其具有较高的导电机能，并能防止开关粘结，进步其工作期限，确保运转安全。 Bi对铜的热导率与电导率的影响不大，真空开关触头铜可含0 7%~10% Bi。一般在淬火和加工状态下应用，不需回火，以免Cu2 Te沿晶界沉淀，使材料变脆。 。含0 06%~07% Te的铜在产业中获得了实际应用。 Bi、Te等这些合金元素在铜中存在的特点、形式和铅相似，基本不溶于铜，以游离质点存在于晶界上，经后序加工弥散分布于铜基体，起润滑和减摩作用，使合金切屑易碎、易排，保证制品表面光洁。在某些特殊用途上，如要求高导电性的电触头等采用高铜合金系列。从加工机能方面来讲，此类合金的加工机能均不是很好，尤其是对高铜合金，其成分的控制及加工机能不易保证，而在无铅易切削黄铜棒中，锌的加入在一定程度上增大了其溶解度，并使其成分不乱性和加工机能得到改善。微量(0 003 010)硒和碲（000050/0一0003%）明显降低铜棒的可焊机能。 无铅易切削黄铜棒是易切削铅黄铜棒的替换产品，因为铅对人体危害较大，无铅易切削黄铜棒是以无毒害第三合金元素来替换铅，目前已研制出的无铅黄铜棒合金体系有：Cu-Zn-Bi、Cu-Zn-Te、Cu-Zn-Bi-Te，同时在Cu-Bi、Cu-Te、Cu-C以及Cu-S等高铜合金体系上也有一定研究，但因为产品的可加工性、易切削性以及性价比等因素影响，目前有一定实际应用的主要为Cu-Zn-Bi无铅易切削黄铜棒。 碲在固态铜中的溶解度很小，以Cu2 Te弥散质点存在，对铜的电导率及热导率的影响很小，但能明显改善铜的切削机能。铋在270℃与铜形成共晶体，其中铋呈薄膜分布于铜晶界，严峻降低铜的加工机能。铋在铜中的溶解度很小，800℃时也只有0 01%。

TU1一号 无氧铜化学成分力学性能介绍

牌号：TU1

TU1一号 无氧铜化学成分：

品牌：绿兴金属

规格：板，棒，线，带，管，异形材料，毛细管

Cu：9997

P：0002

Bi：0001

Sb：0002

As:0002

Fe：0004

Ni：0002

Pb：0003

Sn：0002

S：0004

Zn：0003

O：0002

TU1一号 无氧铜力学性能用途：

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不含氧也不含任何脱氧剂残留物的纯铜。但实际上还是含有非常微量氧和一些杂质。按标准规定，氧的含量不大于0003%，杂质总含量不大于005%，铜的纯度大于9995%。

无氧铜制品主要用于电子工业。常制成无氧铜板、无氧铜带、无氧铜线等铜材。

无氧铜（oxygen-free copper）

根据含氧量和杂质含量，无氧铜又分为一号和二号无氧铜。一号无氧铜纯度达到9997%，氧含量不大于0003%，杂质总含量不大于003%；二号无氧铜纯度达到9995%，氧含量不大于0005%，杂质总含量不大于005%。

无氧铜无氢脆现象，导电率高，加工性能和焊接性能、耐蚀性能和低温性能均好。各国对于含氧量的标准也不完全相同，存在一定的差异。

OFC（无氧铜）：纯度为99995% 的金属铜。一般用于音响器材、真空电子器件、电缆等电工电子应

用之中。其中无氧铜中又有深圳市绿兴金属有限公司成立于2008年，位于深圳市龙岗区龙岗大道建材市场，占地面积40多亩，公司注册资金1000万元，是一家集生产与销售一体的公司。绿兴金属公司目前主要经营进口及国产优质硅青铜，紫铜，锡青铜，无氧铜，铍铜，铍青铜，铝青铜，碲铜，白铜，钨铜，磷铜，铅黄铜，合金铝，纯铝、透气钢，钛合金等金属原材料。 材料规格分为以下几大总类：薄板，中厚板，棒，线，带，箔，管，扁条，六角棒，六角管，方棒，方通。

LC-OFC（线形结晶无氧铜或结晶无氧铜）：纯度在99995%以上和OCC（单晶无氧铜）：纯度最高，在99996%以上，又分为PC-OCC和UP-OCC 等。

采用UP-OCC技术（Ultra Pure Copper by Ohno Continuous Casting Process）制造的单结晶无氧铜，无方向性、高纯度、防腐蚀、极低的电气阻抗使得线材适合高速优质的传

输信号。

无氧铜的熔炼

严格区分，无氧铜应分为普通无氧铜和高纯无氧铜。普通无氧铜可以在工频有铁心感应电炉中进行熔炼，高纯无氧铜的熔炼则应该在真空感应电炉中进行。

采用半连续铸造方式时，熔体在熔炼炉和保温炉内的精炼过程可以不受时间约束。连续铸造则不同，铜液的质量不仅依赖于熔炼炉和保温炉的精炼质量，更重要的是还需要依赖于整个系统和全过程的稳定性。

为了不使熔体被污染，无氧铜熔炼一般不采用任何添加剂的方式熔炼和精炼，熔池表面覆盖木炭以及所形成的还原性气氛是普遍采用的熔炼气氛。

感应电炉

熔炼无氧铜的感应电炉应该具有良好的密封性。

熔炼无氧铜应该以优质阴极铜作为原料。熔炼高纯无氧铜，应该以高纯阴极铜作为原料。阴极铜在进入炉膛之前，如果先经过干燥和预热，可以除去其表面可能吸附的水分或潮湿空气。

熔炼无氧铜时炉内熔池表面上覆盖的木炭层厚度，应该比熔炼普通纯铜时加倍，并需要及时更新木炭。木炭覆盖尽管有许多优点，例如保温、隔绝空气和还原作用，然而它同时存在一定的缺点。例如木炭容易吸附潮湿空气，甚至直接吸收水分，从而成为可能使铜液大量吸收氢的渠道。

木炭或一氧化碳对氧化亚铜具有还原作用，但对于氢则完全无能为力。因此，木炭在加入炉内之前，应该进行仔细挑选和煅烧。

在熔炼、转注、保温以及整个铸造过程中，对熔体采取全面的保护是无氧铜生产的必要条件。许多现代化的无氧铜熔炼铸造生产线，不仅熔炼，包括炉料的干燥预热、转注流槽、浇注室等都采取了全面的保护。

现代化的大型无氧铜生产线，有些是以发生炉煤气作为保护性气体，而煤气发生炉则大都以天然气为原料。

国外普遍采用的一种保护性气体的制造方法是：首先使硫含量比较低的天然气和94%～96%甲烷用理论值空气进行燃烧，以氧化镍为媒介除去氢，制成的气体主要由氮和碳酸气组成。然后，通过热木炭使碳酸气变成一氧化碳，得到含一氧化碳为20%～30%，其余为氮的无氧气体。

除发生炉煤气外，也有采用氮、一氧化碳或氩等气体作为无氧铜熔体保护或精炼用介质材料。

真空熔炼

真空熔炼应该是熔炼高品质无氧铜的最好选择。

真空熔炼不仅可以使氧含量大大降低，同时也可以使氢以及某些其他杂质元素的含量亦同时大大降低。

在真空中频无芯感应炉内熔炼时，多采用石墨坩埚和选用经过两次精炼的高纯阴极铜或重熔铜作为原料。与阴极铜一起装入炉内的，还包括用以脱氧的鳞片状石墨粉。其实，脱氧主要是通过石墨坩埚材料中的碳进行。碳的消耗量，可以通过计算得知，例如1 kg铜消耗100 g碳。经验表明，开始时铜液中氧含量越高，熔炼初期脱氧反应进行得越迅速。

通过真空熔炼获得的无氧铜，其氧含量可以低于00005%，氢含量低于00001%～00003%。实际上，只有在一定的真空度下熔炼和铸造的铜，才可能获得完全不含氧和其他气体的铸件，因此生产电子管用铜材所用真空炉的真空度应在10-6以上。

氧铜杆和无氧铜杆

氧铜杆和无氧铜杆由于制造方法的不同，致使存在差别，具有各自的特点。

1）关于氧的吸入和脱去以及它的存在状态

生产铜杆的阴极铜的含氧量一般在10～50ppm，在常温下氧在铜中的固溶度约2ppm。低氧铜杆的含氧量一般在200（175）～400（450）ppm，因此氧的进入是在铜的液态下吸入的，而上引法无氧铜杆则相反，氧在液态铜下保持相当时间后，被还原而脱去，通常这种杆的含氧量都在10～50ppm以下，最低可达1～2ppm，从组织上看，低氧铜中的氧，以氧化铜状态，存在于晶粒边界附近，这对低氧铜杆而言可以说是常见的但对无氧铜杆则很少见。氧化铜以夹杂形式在晶界出现对材料的韧性产生负面影响。而无氧铜中的氧很低，所以这种铜的组织是均匀的单相组织对韧性有利。在无氧铜杆中的多孔性是不常见的，而在低氧铜杆中则是常见的一种缺陷。

2）热轧组织和铸造组织的区别

低氧铜杆由于经过热轧，所以其组织属热加工组织，原来的铸造组织已经破碎，在8mm的杆时已有再结晶的形式出现，而无氧铜杆属铸造组织，晶粒粗大，这是为什么，无氧铜的再结晶温度较高，需要较高退火温度的固有原因。这是因为，再结晶发生在晶粒边界附近，无氧铜杆组织晶粒粗大，晶粒尺寸甚至能达几个毫米，因而晶粒边界少，即使通过拉制变形，但晶粒边界相对低氧铜杆还是较少，所以需要较高的退火功率。对无氧铜成功的退火要求是：由杆经拉制，但尚未铸造组织的线时的第一次退火，其退火功率应比同样情况的低氧铜高10～15%。经继续拉制，在以后阶段的退火功率应留有足够的余量和对低氧铜和无氧铜切实区别执行不同的退火工艺，以保证在制品和成品导线的柔软性。

3）夹杂，氧含量波动，表面氧化物和可能存在的热轧缺陷的差别

无氧铜杆的可拉性在所有线径里与低氧铜杆相比都是优越的，除上述组织原因外，无氧铜杆夹杂少，含氧量稳定，无热轧可能产生的缺陷，杆表氧化物厚度可达≤15A。在连铸连轧生产过程中如果工艺不稳定，对氧监控不严，含氧量不稳定将直接影响杆的性能。如果杆的表面氧化物能在后工序的连续清洗中得以弥补外，但比较麻烦的是有相当多的氧化物存在于“皮下”，对拉线断线影响更直接，故而在拉制微细线，超微细线时，为了减少断线，有时要对铜杆采取不得已的办法——剥皮，甚至二次剥皮的原因所在，目的要除去皮下氧化物。

4）低氧铜杆和无氧铜杆的韧性有差别

两者都可以拉到0015mm，但在低温超导线中的低温级无氧铜，其细丝间的间距只有0001mm

5）从制杆的原材料到制线的经济性有差别。

制造无氧铜杆要求质量较高的原材料。一般，拉制直径>1mm的铜线时，低氧铜杆的优点比较明显，而无氧铜杆显得更为优越的是拉制直径<05mm的铜线。

6）低氧铜杆的制线工艺与无氧铜杆的有所不同。

低氧铜杆的制线工艺不能照搬到无氧铜杆的制线工艺上来，至少两者的退火工艺是不同的。因为线的柔软性深受材料成份和制杆，制线和退火工艺的影响，不能简单地说低氧铜或无氧铜谁软谁硬。

铜具有高的电导率和热导率、良好的可焊性、优良的塑性和延展性、极好的冷加工性能且无磁性，而弥散无氧铜又克服了退火后屈服强度较低和高温下抗蠕变差的缺点，具有高温、高强度和高热导率的特性，受到电子材料专家的高度重视。铜及其合金已在电子工业中得到广泛应用，在真空电子器件中，无氧铜已居该领域中七大结构材料中用量之首。

含氧量是无氧铜最重要的性能之一，由于氧和铜固熔量很小，因而无氧铜中之氧，实际是以Cu2O形式而存在。在高温下，氢以很大的速度在铜中扩散，遇到Cu2O并将其还原，产生大量的水蒸气。水蒸气的数量比例于铜的含氧量。例如，001%含氧量的铜，退火后，在100g铜中会形成14cm3的水蒸气，该水蒸气不能经致密铜而扩散，因而在存在Cu2O的地方，会产生几千兆帕压力，从而使铜破坏并产生脆裂和失去真空致密。因而，对氧含量必须进行严格限制。

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