純銅及高銅合金

流行飾品材料及工藝教育部職業(yè)教育寶玉石鑒定與加工專業(yè)教學(xué)資源庫GemsandJadeIdentificationandProcessingTeachingResourceLibrary銅合金飾品及生產(chǎn)工藝建設(shè)者姓名：陳丹楓純銅及高銅合金

二、高銅合金高銅合金又稱低合金化銅,是指含有一種或幾種微量合金元素以獲得某些特殊性能的銅合金。對加工產(chǎn)品,其銅含量為99.3%~96%,且不能劃歸任何銅合金組的,而對鑄造產(chǎn)品,其銅含量應(yīng)大于94%,而為獲得某些特性可以加入銀。固溶強(qiáng)化與析出強(qiáng)化是銅合金重要強(qiáng)化方法,常見的合金化元素有Cr、Zr、Ti、Si、Mg、Te等,它們在銅中的溶解度隨溫度下降而急驟下降,這些元素在固態(tài)下,以單質(zhì)或金屬化合物質(zhì)點析出,從而產(chǎn)生固溶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化。美國鑄造高銅合金牌號C81300~C82800,加工高銅合金C16200~C19600,我國在新修訂的GB/T5231-2012《加工銅及銅合金牌號和化學(xué)成分》中,列舉了以下TTi3.00.2、TNi2.4-0.6-0.5、TPb1、TFe1.0、TCr1-0.18、TCr0.3-0.3、TCr0.50.1、TCr0.7、TCr0.8、TCr1-0.15等牌號的高銅合金。三、純銅及高銅合金的工藝性能1.熔煉工藝純銅及高銅合金在熔鑄過程中容易吸收氫和氧,導(dǎo)致氣孔和氧化夾雜,影響鑄件表面質(zhì)量。氫和氧的含量與材料所處的溫度有很大關(guān)系。氧不固溶于銅,與銅形成高熔點脆性化合物Cu2O,含氧銅冷凝時,氧呈共晶體(Cu+Cu2O)析出,分布在晶界上。共晶溫度很高(1066℃),對熱變形性能不產(chǎn)生影響,但Cu2O硬而脆,使冷變形產(chǎn)生困難,致使金屬發(fā)生“冷脆”。含氧銅在氫或還原性氣氛中退火時,會出現(xiàn)“氫病”?！皻洳　钡谋举|(zhì)是由于退火時,氫或還原性氣氛易于滲入銅中與CuO的氧,化合而形成水蒸氣或CO2。因此,熔煉過程中要制定明確的工藝規(guī)范并執(zhí)行。純銅可采用反射爐熔煉或工頻有芯感應(yīng)電爐熔煉。反射爐熔煉時,通過精煉工藝,采用鐵?；蜚~模澆鑄,可獲得致密的鑄錠,也可經(jīng)保溫爐采用半連續(xù)或連續(xù)鑄造。對于感應(yīng)熔煉工藝,可參照如下工藝流程。(1)先將坩堝預(yù)熱至暗紅色,在坩堝底加一層厚度約為30~50cm的干燥木炭或覆蓋劑(63%硼砂+37%碎玻璃),再依次加入邊角余料、廢塊和棒料,最后加純銅。(2)補(bǔ)加的合金元素可放在爐臺上預(yù)熱,嚴(yán)禁冷料加入液態(tài)金屬中。整個熔化過程中應(yīng)經(jīng)?；顒訝t料,以防搭橋。(3)升溫使合金全部熔化后,溫度達(dá)到1200-1250℃時,加入占合金液重量0.3%~0.4%的磷銅脫氧,磷與氧化亞銅發(fā)生下列反應(yīng)5Cu,O+2P-P2Os+locCu,O+P,Os-2CuPO3生成的P2O氣體從合金中逸出,磷酸銅可浮于液面,扒渣去除,達(dá)到脫氧的目的。另外,在脫氧的過程中需不斷攪拌。(4)最后扒渣出爐,合金液的澆注溫度一般為1150~1230℃。2.加工工藝純銅和高銅合金有極好的冷、熱加工性能,能用各種傳統(tǒng)的壓力加工工藝加工,如拉伸、壓延、深沖、彎曲、精壓和旋壓等,圖2-2是沖壓純銅首飾坯件的例子。熱加工時應(yīng)控制加熱介質(zhì)氣氛,使其呈微氧化性。普通純銅加工時,退火溫度可選擇在380~650℃,熱加工溫度800~900℃,典型軟化溫度約360℃。對于高銅合金,軟化溫度與其化學(xué)成分有較大關(guān)系,如以Cr和Zr合金化的高銅合金(Cr0.25-0.65,Zr0.08-0.20)其軟化溫度可達(dá)到550℃。在焊接方面,純銅和高銅合金易于錫焊、銅焊,也能進(jìn)行氣體保護(hù)電弧焊、閃光焊、電子束焊和氣焊。由純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和雕刻性