鋁合金里的金屬元素是怎么算的?(銅合金都有哪些應用領域?)
今天給各位分享鋁合金里的金屬元素是怎么算的?的知識,其中也會對銅合金都有哪些應用領域?

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鋁合金里的金屬元素是怎么算的? ♂
一、鋁合金定義,以鋁為基的合金總稱,主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳,次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等,即Si,Fe ,Cu,Mn,Mg,Cr,Ni,Zn,還有Ti,Zr,這是里面常用的合金元素,一般都是執(zhí)行國標GB-T3190--2008.具體每種材料的合金成分都不一樣,按照系列為1,2,3,4,5,6,7,這幾個系列,每個系列的又有很大的差別,同一系列基本差不多的,1)鋁硅系合金,也叫“硅鋁明”或“矽鋁明”。
有良好鑄造性能和耐磨性能,熱脹系數(shù)小,在鑄造鋁合金中品種最多,用量最大的合金,含硅量在10%~25%,有時添加0.2%~0.6%鎂的硅鋁合金,廣泛用于結構件,如殼體、缸體、箱體和框架等,有時添加適量的銅和鎂,能提高合金的力學性能和耐熱性,此類合金廣泛用于制造活塞等部件,(2)鋁銅合金,含銅4.5%~5.3%合金強化效果最佳,適當加入錳和鈦能顯著提高室溫、高溫強度和鑄造性能,主要用于制作承受大的動、靜載荷和形狀不復雜的砂型鑄件,(3)鋁鎂合金,密度最小(2.55g/cm3),強度最高(355MPa左右)的鑄造鋁合金,含鎂12%,強化效果最佳。
合金在大氣和海水中的抗腐蝕性能好,室溫下有良好的綜合力學性能和可切削性,可用于作雷達底座、飛機的發(fā)動機機匣、螺旋槳、起落架等零件,也可作裝飾材料,(4)鋁鋅系合金,為改善性能常加入硅、鎂元素,常稱為“鋅硅鋁明”,在鑄造條件下,該合金有淬火作用,即“自行淬火”,不經(jīng)熱處理就可使用,以變質熱處理后,鑄件有較高的強度,經(jīng)穩(wěn)定化處理后,尺寸穩(wěn)定,常用于制作模型、型板及設備支架等,二、鋁合金特點及分類,鋁合金密度低,但比強度高,接近或超過優(yōu)質鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優(yōu)良的導電性、導熱性和抗蝕性,工業(yè)上廣泛使用,使用量僅次于鋼,鋁合金分兩大類:鑄造鋁合金,在鑄態(tài)下使用;變形鋁合金,能承受壓力加工,力學性能高于鑄態(tài)。
可加工成各種形態(tài)、規(guī)格的鋁合金材,主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用門窗等,鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金,變形鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金,不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能,只能通過冷加工變形來實現(xiàn)強化,它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等,可熱處理強化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等,鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能,物理性能和抗腐蝕性能,鑄造鋁合金按化學成分可分為鋁硅合金,鋁銅合金,鋁鎂合金和鋁鋅合金,三、各種常用鋁合金區(qū)分。
1、【純鋁產(chǎn)品】,純鋁分冶煉品和壓力加工品兩類,前者以化學成份Al表示,后者用漢語拼音LG(鋁、工業(yè)用的)表示,2、【壓力加工鋁合金】,鋁合金壓力加工產(chǎn)品分為防銹(LF)、硬質(LY)、鍛造(LD)、超硬(LC)、包覆(LB)、特殊(LT)及釬焊(LQ)等七類,常用鋁合金材料的狀態(tài)為退火(M燜火)、硬化(Y)、熱軋(R)等三種,3、【鋁材】。
鋁和鋁合金經(jīng)加工成一定形狀的材料統(tǒng)稱鋁材,包括板材、帶材、箔材、管材、棒材、線材、型材等,4、【鑄造鋁合金】,[編輯本段],鑄造鋁合金(ZL)按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類,代號編碼分別為100、200、300、400,5、【高強度鋁合金】,高強度鋁合金指其抗拉強度大于480兆帕的鋁合金,主要是壓力加工鋁合金中硬鋁合金類、超硬鋁合金類和鑄造合金類,6、【不同牌號鋁合金的典型用途】,[編輯本段]。
合 金 典 型 用 途,1050 食品、化學和釀造工業(yè)用擠壓盤管,各種軟管,煙花粉,1060 要求抗蝕性與成形性均高的場合,但對強度要求不高,化工設備是其典型用途,1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蝕性但不要求有高強度的零件部件,例如化工產(chǎn)品、食品工業(yè)裝置與貯存容器、薄板加工件、深拉或旋壓凹形器皿、焊接零部件、熱交換器、印刷板、銘牌、反光器具,1145 包裝及絕熱鋁箔,熱交換器,1199 電解電容器箔,光學反光沉積膜,1350 電線、導電絞線、匯流排、變壓器帶材,2011 螺釘及要求有良好切削性能的機械加工產(chǎn)品,2014 應用于要求高強度與硬度(包括高溫)的場合。
飛機重型、鍛件、厚板和擠壓材料,車輪與結構元件,多級火箭第一級燃料槽與航天器零件,卡車構架與懸掛系統(tǒng)零件,2017 是第一個獲得工業(yè)應用的2XXX系合金,目前的應用范圍較窄,主要為鉚釘、通用機械零件、結構與運輸工具結構件,螺旋槳與配件,2024 飛機結構、鉚釘、導彈構件、卡車輪轂、螺旋槳元件及其他種種結構件,2036 汽車車身鈑金件,2048 航空航天器結構件與兵器結構零件,2124 航空航天器結構件,2218 飛機發(fā)動機和柴油發(fā)動機活塞,飛機發(fā)動機汽缸頭,噴氣發(fā)動機葉輪和壓縮機環(huán),2219 航天火箭焊接氧化劑槽,超音速飛機蒙皮與結構零件,工作溫度為-270~300攝氏度,焊接性好,斷裂韌性高,T8狀態(tài)有很高的抗應力腐蝕開裂能力,2319 焊拉2219合金的焊條和填充焊料。
2618 模鍛件與自由鍛件,活塞和航空發(fā)動機零件,2A01 工作溫度小于等于100攝氏度的結構鉚釘,2A02 工作溫度200~300攝氏度的渦輪噴氣發(fā)動機的軸向壓氣機葉片,2A06 工作溫度150~250攝氏度的飛機結構及工作溫度125~250攝氏度的航空器結構鉚釘,2A10 強度比2A01合金的高,用于制造工作溫度小于等于100攝氏度的航空器結構鉚釘,2A11 飛機的中等強度的結構件、螺旋槳葉片、交通運輸工具與建筑結構件。
航空器的中等強度的螺栓與鉚釘,2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、鉚釘?shù)龋ㄖc交通運輸工具結構件,2A14 形狀復雜的自由鍛件與模鍛件,2A16 工作溫度250~300攝氏度的航天航空器零件,在室溫及高溫下工作的焊接容器與氣密座艙,2A17 工作溫度225~250攝氏底的航空器零件,2A50 形狀復雜的中等強度零件。
2A60 航空器發(fā)動機壓氣機輪、導風輪、風扇、葉輪等,2A70 飛機蒙皮,航空器發(fā)動機活塞、導風輪、輪盤等,2A80 航空發(fā)動機壓氣機葉片、葉輪、活塞、漲圈及其他工作溫度高的零件,2A90 航空發(fā)動機活塞,3003 用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蝕性可焊性好的零件部件,或既要求有這些性能又需要有比1XXX系合金強度高的工作,如廚具、食物和化工產(chǎn)品處理與貯存裝置,運輸液體產(chǎn)品的槽、罐,以薄板加工的各種壓力容器與管道,3004 全鋁易拉罐罐身,要求有比3003合金更高強度的零部件,化工產(chǎn)品生產(chǎn)與貯存裝置,薄板加工件,建筑加工件,建筑工具,各種燈具零部件,3105 房間隔斷、檔板、活動房板、檐槽和落水管,薄板成形加工件,瓶蓋、瓶塞等,3A21 飛機油箱、油路導管、鉚釘線材等;建筑材料與食品等工業(yè)裝備等。
5005 與3003合金相似,具有中等強度與良好的抗蝕性,用作導體、炊具、儀表板、殼與建筑裝飾件,陽極氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,并與6063合金的色調協(xié)調一致,5050 薄板可作為致冷機與冰箱的內(nèi)襯板,汽車氣管、油管與農(nóng)業(yè)灌溉管;也可加工厚板、管材、棒材、異形材和線材等,5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蝕性、可燭性、疲勞強度與中等的靜態(tài)強度,用于制造飛機油箱、油管,以及交通車輛、船舶的鈑金件,儀表、街燈支架與鉚釘、五金制品等,5056 鎂合金與電纜護套鉚釘、拉鏈、釘子等;包鋁的線材廣泛用于加工農(nóng)業(yè)捕蟲器罩,以及需要有高抗蝕性的其他場合,5083 用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強度的場合,諸如艦艇、汽車和飛機板焊接件;需嚴格防火的壓力容器、致冷裝置、電視塔、鉆探設備、交通運輸設備、導彈元件、裝甲等,5086 用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強度的場合,例如艦艇、汽車、飛機、低溫設備、電視塔、鉆井裝置、運輸設備、導彈零部件與甲板等。
5154 焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶結構與海上設施、運輸槽罐,5182 薄板用于加工易拉罐蓋,汽車車身板、操縱盤、加強件、托架等零部件,5252 用于制造有較高強度的裝飾件,如汽車等的裝飾性零部件,在陽極氧化后具有光亮透明的氧化膜,5254 過氧化氫及其他化工產(chǎn)品容器,5356 焊接鎂含量大于3%的鋁-鎂合金焊條及焊絲。
5454 焊接結構,壓力容器,海洋設施管道,5456 裝甲板、高強度焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶材料,5457 經(jīng)拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件,5652 過氧化氫及其他化工產(chǎn)品貯存容器,5657 經(jīng)拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件,但在任何情況下必須確保材料具有細的晶粒組織,5A02 飛機油箱與導管,焊絲,鉚釘,船舶結構件,5A03 中等強度焊接結構,冷沖壓零件,焊接容器,焊絲,可用來代替5A02合金。
5A05 焊接結構件,飛機蒙皮骨架,5A06 焊接結構,冷模鍛零件,焊拉容器受力零件,飛機蒙皮骨部件,5A12 焊接結構件,防彈甲板,6005 擠壓型材與管材,用于要求強高大于6063合金的結構件,如梯子、電視天線等,6009 汽車車身板,6010 薄板:汽車車身,6061 要求有一定強度、可焊性與抗蝕性高的各種工業(yè)結構性,如制造卡車、塔式建筑、船舶、電車、家具、機械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材。
6063 建筑型材,灌溉管材以及供車輛、臺架、家具、欄柵等用的擠壓材料,6066 鍛件及焊接結構擠壓材料,6070 重載焊接結構與汽車工業(yè)用的擠壓材料與管材,6101 公共汽車用高強度棒材、電導體與散熱器材等,6151 用于模鍛曲軸零件、機器零件與生產(chǎn)軋制環(huán),供既要求有良好的可鍛性能、高的強度,又要有良好抗蝕性之用,6201 高強度導電棒材與線材,6205 厚板、踏板與耐高沖擊的擠壓件。
6262 要求抗蝕性優(yōu)于2011和2017合金的有螺紋的高應力零件,6351 車輛的擠壓結構件,水、石油等的輸送管道,6463 建筑與各種器具型材,以及經(jīng)陽極氧化處理后有明亮表面的汽車裝飾件,6A02 飛機發(fā)動機零件,形狀復雜的鍛件與模鍛件,7005 擠壓材料,用于制造既要有高的強度又要有高的斷裂韌性的焊接結構,如交通運輸車輛的桁架、桿件、容器;大型熱交換器,以及焊接后不能進行固熔處理的部件;還可用于制造體育器材如網(wǎng)球拍與壘球棒,7039 冷凍容器、低溫器械與貯存箱,消防壓力器材,軍用器材、裝甲板、導彈裝置,7049 用于鍛造靜態(tài)強度與7079-T6合金的相同而又要求有高的抗應力腐蝕開裂勇力的零件,如飛機與導彈零件——起落架液壓缸和擠壓件,零件的疲勞性能大致與7075-T6合金的相等,而韌性稍高,7050 飛機結構件用中厚板、擠壓件、自由鍛件與模鍛件。
制造這類零件對合金的要求是:抗剝落腐蝕、應力腐蝕開裂能力、斷裂韌性與抗疲勞性能都高,7072 空調器鋁箔與特薄帶材;2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材與管材的包覆層,7075 用于制造飛機結構及期貨 他要求強度高、抗腐蝕性能強的高應力結構件、模具制造,7175 用于鍛造航空器用的高強度結構性,T736材料有良好的綜合性能,即強度、抗剝落腐蝕與抗應力腐蝕開裂性能、斷裂韌性、疲勞強度都高,7178 供制造航空航天器的要求抗壓屈服強度高的零部件,7475 機身用的包鋁的與未包鋁的板材,機翼骨架、桁條等,其他既要有高的強度又要有高的斷裂韌性的零部件,7A04 飛機蒙皮、螺釘、以及受力構件如大梁桁條、隔框、翼肋、起落架等,7、【變形鋁及鋁合金狀態(tài)、代號】。
1.范圍,本標準規(guī)定了變形鋁合金的狀態(tài)代號,本標準適用于鋁及鋁加工產(chǎn)品,2.基本原則,2.1基礎狀態(tài)代號用一個英文大寫字母表示,2.2細分狀態(tài)代號采用基礎狀態(tài)代號后跟一位或多位阿拉伯數(shù)字表示。
2.3基本狀態(tài)代號,基本狀態(tài)分為5種,代號 名稱 說明與應用,F(xiàn) 自由加工狀態(tài) 適用于在成型過程中,對于加工硬化和熱處理條件特殊要求的產(chǎn)品,該狀態(tài)產(chǎn)品的力學性能不作規(guī)定,O 退火狀態(tài) 適用于經(jīng)完全退火獲得最低強度的加工產(chǎn)品,H 加工硬化狀態(tài) 適用于通過加工硬化提高強度的產(chǎn)品,產(chǎn)品在加工硬化后可經(jīng)過(也可不經(jīng)過)使強度有所降低的附加熱處理,W 固熔熱處理狀態(tài) 處理狀態(tài) 一種不穩(wěn)定狀態(tài),僅適用于經(jīng)固溶熱處理后,室溫下自然時效的合金,該狀態(tài)代號僅表示產(chǎn)品處于自然時效階段,T 熱處理狀態(tài)(不同于F、O、H狀態(tài)) 適用于熱處理后,經(jīng)過(或不經(jīng)過)加工硬化達到穩(wěn)定的產(chǎn)品。
T代號后面必須跟有一位或多位阿拉伯數(shù)字。
銅合金都有哪些應用領域? ♂
銅合金應用:,一、電氣工業(yè),1、電力輸送,力輸送中需要大量消耗高導電性的銅,主要用于動力電線電纜、匯流排、變壓器、開關、接插元件和聯(lián)接器等,在電線電纜的輸電過程中,由于電阻發(fā)熱而白白浪費電能,從節(jié)能和經(jīng)濟的角度考慮,目前世界上正在推廣""最佳電纜截面""標準,過去流行的標準,單純地從降低一次安裝投資的角度出發(fā),為了盡量減小電纜截面,以在設計要求的額定電流下,不至出現(xiàn)危險過熱,來確定電纜的最低允許尺寸。
按這種標準鋪設的電纜,雖然安裝費低了;但是在長期使用過程中,電阻能耗卻比較大,""最佳電纜截面""標準,則兼顧一次安裝費用和電能消耗這兩個因素,適當放大電纜尺寸,以達到節(jié)能和最佳綜合經(jīng)濟效益的目的,按照新的標準,電纜截面往往要比老標準加大一倍以上,可以獲得50%左右的節(jié)能效果,我國在過去一段時間內(nèi),由于鋼供不應求,考慮到鋁的比重只有銅的30%,在希望減輕重量的架空高壓輸電線路中曾采取以鋁代銅的措施,地下電纜,在這種情況下,鋁與銅相比,存在導電性差和電纜尺寸較大的缺點,而相形見絀,同樣的原因,以節(jié)能高效的銅繞組變壓器,取代舊的鋁繞組變壓器,也是明智的選擇,2、電機制造,在電機制造中,廣泛使用高導電和高強度的銅合金,主要用銅部位是定子、轉子和軸頭等。
在大型電機中,繞組要用水或氫氣冷卻,稱為雙水內(nèi)冷或氫氣冷卻電機,這就需要大長度的中空導線,電機是使用電能的大戶,約占全部電能供應的60%,一臺電機運轉累計電費很高,一般在最初工作500小時內(nèi)就達到電機本易的成本,一年內(nèi)相當于成本的4~16倍,在整個工作壽命期間可以達到成本的200倍,電機效率的少量提高,不但可以節(jié)能;而且可以獲得顯著的經(jīng)濟效益,開發(fā)和應用高效電機,是當前世界上的一個熱門課題,由于電機內(nèi)部的能量消耗,主要來源于繞組的電阻損耗;因此,增大銅線截面是發(fā)展高效電機的一個關鍵措施。
和率先開發(fā)出來的一些高效電機與傳統(tǒng)電機相比,銅繞組的使用量增加25~100%,美國能源部正在資助一個開發(fā)項目,擬采用鑄入銅的技術生產(chǎn)電機轉子,3、通訊電纜,80年代以來,由于光纖電纜載流容量大等優(yōu)點,在通訊干線上不斷取代銅電纜,而迅速推廣應用,但是,把電能轉化為光能,以及輸入用戶的線路仍需使用大量的銅,隨著通訊事業(yè)的發(fā)展,人們對通訊的依賴越來越大,對光纖電纜和銅電線的需求都會不斷增加,4、住宅電氣線路。
隨著我國人民生活水平提高,家電迅速普及,住宅用電負荷增長很快,1987年居民用電量為269.6億度(l度=1千瓦,小時),10后年的1996年猛升到1131億度,增加3.2倍,盡管如此,與發(fā)達國家相比仍有很大差距,例如,1995年美國的人均用電量是我國的14.6倍,日本是我國的8.6倍,我國居民用電量今后仍有很大發(fā)展,預計從1996年到2005年,還要增長l.4倍,5、電子工業(yè),電子工業(yè)是新興產(chǎn)業(yè),在它蒸蒸日上的發(fā)展過程中,不斷開發(fā)出鋼的新產(chǎn)品和新的應用領域。
它的應用己從電真空器件和印刷電路,發(fā)展到微電子和半導體集成電路中,6、電真空器件,電真空器件主要是高頻和超高頻發(fā)射管、波導管、磁控管等,它們需要高純度無氧銅和彌散強化無氧銅,7、印刷電路,銅印刷電路,是把銅箔作為表面,粘貼在作為支撐的塑料板上;用照相的辦法把電路布線圖印制在銅版上;通過浸蝕把多余的部分去掉而留下相互連接的電路,然后,在印刷線路板上與外部的連接處沖孔,把分立元件的接頭或其它部分的終端插入,焊接在這個口路上,這樣一個完整的線路便組裝完成了。
如果采用浸鍍法,所有接頭的焊接可以一次完成,這樣,對于那些需要精細布置電路的場合,如無線電、電視機,計算機等,采用印刷電路可以節(jié)省大量布線和固定回路的勞動;因而得到廣泛應用,需要消費大量的銅箔,此外,在電路的連接中還需用各種價格低廉、熔點低、流動性好的銅基釬焊材料,8、集成電路,微電子技術的核心是集成電路,集成電路是指以半導體晶體材料為基片(芯片),采用專門的工藝技術將組成電路的元器件和互連線集成在基片內(nèi)部、表面或基片之上的微小型化電路。
這種微電路在結構上比最緊湊的分立元件電路在尺寸和重量上小成千上萬倍,它的出現(xiàn)引起了計算機的巨大變革,成為現(xiàn)代信息技術的基礎,己開發(fā)出的超大規(guī)模集成電路,在比小姆指甲還小的單個芯片面積上,能做出的晶體管數(shù)目,己達十萬甚至百萬以上,國際著名的計算機公司IBM(國際商業(yè)機器公司),己采用銅代替硅芯片中的鋁作互連線,取得了突破性進展,這種用銅的新型微芯片,可以獲得30%的效能增益,電路的線尺寸可以減小到0.12微米,可使在單個芯片上集成的晶體管數(shù)目達到200萬個,這就為古老的金屬銅,在半導體集成電路這個最新技術領域中的應用,開創(chuàng)了新局面,9、引線框架,為了保護集成電路或混合電路的正常工作,需要對它進行封裝;并在封裝時,把電路中大量的接頭從密封體內(nèi)引出來,這些引線要求有一定的強度,構成該集成封裝電路的支承骨架,稱為引線框架,實際生產(chǎn)中,為了高速大批量生產(chǎn),引線框架通常在一條金屬帶上按特定的排列方式連續(xù)沖壓而成。
框架材料占集成電路總成本的1/3~l/4,而且用量很大;因此,必須要有低的成本,銅合金價格低廉,有高的強度、導電性和導熱性,加工性能、針焊性和耐蝕性優(yōu)良,通過合金化能在很大范圍內(nèi)控制其性能,能夠較好地滿足引線框架的性能要求,己成為引線框架的一個重要材料,它是目前銅在微電子器件中用量最多的一種材料,二、交通工業(yè),1、船舶,由于良好的耐海水腐蝕性能,許多銅合金,如:鋁青銅、錳青銅、鋁黃銅、炮銅(錫鋅青銅)、白鋼以及鎳銅合金(蒙乃爾合金)己成為造船的標準材料。
一般在軍艦和商船的自重中,銅和銅合金占2~3%,軍艦和大部分大型商船的螺旋漿都用鋁青銅或黃銅制造,大船的螺旋漿每支重20~25噸,伊麗莎白皇后號和瑪麗皇后號航母的螺旋漿每支重達35噸,大船沉重的尾軸常用""海軍上將""炮銅,舵和螺旋漿的錐形螺栓也用同樣材料,引擎和鍋爐房內(nèi)也大量用鋼和銅合金,世界上第一艘核動力商船,使用了30噸白銅冷凝管,用鋁黃銅管作油罐的大型加熱線圈,在10萬噸級的船上就有12個這種儲油罐,相應的加熱系統(tǒng)規(guī)模相當大。
船上的電氣設備也很復雜,發(fā)動機、電動機、通訊系統(tǒng)等幾乎完全依靠銅和銅合金來工作,大小船只的船艙內(nèi)經(jīng)常用鋼和銅合金來裝飾,甚至木制小船,也最好用鋼合金(通常是硅青銅)的螺絲和釘子來固定木結構,這種螺絲可以用滾軋大量生產(chǎn)出來,為了防止船殼被海生物污損影響航行,經(jīng)常采用包覆銅加以保護;或用刷含銅油漆的辦法來解決,二次世界大戰(zhàn)中,為御防德國磁性水雷對艦船的襲擊,曾發(fā)展了抗磁性水雷裝置,在鋼船殼周圍附一圈銅帶,通上電流以中和船的磁場,這樣就可以不引爆水雷,從1944年以后,盟軍的所有船只,共計約18,000艘,都裝上了這種去磁裝置而得到了保護。
一些大型主力艦為此需用大量的銅,例如其中一艘用去銅線長28英里,重約30噸,2、汽車,汽車用銅每輛10~2I公斤,隨汽車類型和大小而異,對于小轎車約占自重的6~9%%,銅和銅合金主要用于散熱器、制動系統(tǒng)管路、液壓裝置、齒輪、軸承、剎車摩擦片、配電和電力系統(tǒng)、墊圈以及各種接頭、配件和飾件等,其中用鋼量比較大的是散熱器,現(xiàn)代的管帶式散熱器,用黃銅帶焊接成散熱器管子,用薄的銅帶折曲成散熱片,為了進一步提高銅散熱器的性能,增強它對鋁散熱器的競爭力,作了許多改進。
在材質方面,向銅中添加微量元素,以達到在不損失導熱性的前提下,提高其強度和軟化點,從而減薄帶材的厚度,節(jié)省用鋼量;在制造工藝方面,采用高頻或激光焊接銅管,并用鋼釬焊代替易受鉛污染的軟焊組裝散熱器芯體,這些努力的結果示于表6.2,與釬焊鋁散熱器相比,在相同的散熱條件下,即在相同的空氣和冷卻劑的壓力降下,新型銅散熱器的重量更輕,尺寸顯著縮小;再加上鋼的耐蝕性好、使用壽命長,銅散熱器的優(yōu)勢就更明顯,此外,為了環(huán)保,大力推廣和發(fā)展電動汽車,每輛汽車的用鋼量將成倍增加,3、鐵路,鐵路的電氣化對銅和銅合金的需要量很大,每公里的架空導線需用2噸以上的異型銅線,為了提高它的強度,往往加入少量的銅(約1%)或銀(約of%),此外,列車上的電機、整流器、以及控制、制動、電氣和信號系統(tǒng)等都要依靠銅和銅合金來工作,4、飛機,飛機的航行也離不開銅。
例如:飛機中的配線、液壓、冷卻和氣動系統(tǒng)需使用銅材,軸承保持器和起落架軸承采用鋁青銅管材,導航儀表應用抗磁鋼合金,眾多儀表中使用破銅彈性元件等等,5、輕工業(yè),輕工業(yè)產(chǎn)品與人民生活密切相關,品種繁多、五花八門,由于銅具有良好綜合性能,到處可以看到它大顯身手的蹤影,現(xiàn)僅舉數(shù)例如下:,6、空調器和冷凍機,空調器和冷凍機的控溫作用,主要通過熱交換器銅管的蒸發(fā)及冷凝作用來實現(xiàn),熱交換傳熱管的尺寸和傳熱性能,在很大程度上決定了整個空調機和制冷裝置的效能和小型化。
在這些機器上采用的都是高導熱性能的異型銅管,利用鋼的良好加工性能,開發(fā)和生產(chǎn)出帶有內(nèi)槽和高翅片的散熱管,用于制造空調器、冷凍機、化工及余熱口收等裝置中的熱交換器,可使新型熱交換器的總熱傳導系數(shù)提高到用普通管的2~3倍,和用普通低翅片管的1.2~1.3倍,己在國內(nèi)使用,可節(jié)省40%的銅,并使熱交換器體積縮小1/3以上,7、鐘表,生產(chǎn)的鐘表,計時器和有鐘表機構的裝置,其中大部分的工作部件都用""鐘表黃銅""制造,合金中含1.5-2%的鉛,有良好加工性能,適合于大規(guī)模生產(chǎn),例如,齒輪由長的擠壓黃銅棒切出,平輪由相應厚度的帶材沖出,用黃銅或其它銅合金制作摟刻的鐘表面以及螺絲和接頭等等,大量便宜的手表用炮銅(錫鋅青銅)制造,或鍍以鎳銀(白銅),一些著名的大鐘都用鋼和銅合金制作,英國""大笨鐘""的時針用的是實心炮銅桿,分針用的是14英尺長的銅管。
一個現(xiàn)代化的鐘表廠,以銅合金為主要材料,用壓力機和精確的模具加工,每天可以生產(chǎn)一萬到三萬只鐘表,費用很低,8、造紙,在當前信息萬變的社會里,紙張消費量很大,紙張表面看來簡單,但是造紙工藝卻很復雜,需要通過許多步驟,應用很多機器,包括冷卻器、蒸發(fā)器、打漿器、造紙機等等,其中許多部件,如:各種熱交換管、輥輪、打擊棒、半液體泵和絲網(wǎng)等,大部分都用鋼合金制作,例如,采用的長網(wǎng)造紙機,它要將制好的紙漿噴到快速運動的具有細小網(wǎng)孔(40~60目)的網(wǎng)布上,網(wǎng)布由黃銅和磷青銅絲編織而成,它的寬度很大,一般在20英尺(6米)以上,要求保持完全平直。
網(wǎng)布在一系列小的黃銅或銅輥子上運動,當帶著噴附其上的紙漿通過時,濕氣從下面空吸出去,網(wǎng)子同時振動以使紙漿中的小纖維粘結在一起,大型造紙機的網(wǎng)布尺寸很大,可以達到寬26英尺8英寸(8.l米)和長100英尺(30.5米),濕紙漿不但含水,而且含有造紙過程中使用的化學藥劑,腐蝕性很強,為了保證紙張質量,對網(wǎng)布材料要求很嚴,不但要有高的強度和彈性;而且要抗紙漿腐蝕,銅合金完全可以勝任,9、印刷,印刷中用銅版進行照相制版,表面拋光的銅版用感光乳膠敏化后,在它上面照相成像,感光后的銅版需加熱使膠硬化,為避免受熱軟化,銅中往往含有少量的銀或砷,以提高軟化溫度。
然后,對版子進行腐蝕,形成分布著凹凸點子圖形的印刷表面,在自動排字機上,要通過黃銅字型塊的編排,來制造版型,這是銅在印刷中的另一個重要用途,字型塊通常用的是含鉛黃銅,有時也用銅或青銅,10、醫(yī)藥,制藥工業(yè)中,各類蒸、煮、真空裝置等都用純銅制作,在醫(yī)療器械中則廣泛使用鋅白銅,銅合金還是眼鏡架的常用材料等,三、建筑業(yè),由于r銅水管具有美觀耐用、安裝方便、安全防火、衛(wèi)生保健等諸多優(yōu)點,使它與鍍鋅鋼管和塑料管相比存在明顯優(yōu)越的價格性能比,在住宅和公用建筑中,用于供水、供熱、供氣以及防火噴淋系統(tǒng),日益受到人們的青睞,成為當前的首選材料。
在發(fā)達國家中,銅制供水系統(tǒng)己占很大比重,美國紐約號稱世界第六高樓的曼哈頓大廈,其中僅供水系統(tǒng)一項,就用去銅管6萬英尺(l公里),在歐洲,飲水用鋼管消耗量很大,英國的飲水用銅管消耗量平均每人每年1.6公斤,日本為0.2公斤,由于鍍鋅鋼管容易銹蝕,許多國家己明令禁用,香港早于1996年1月起禁止使用,上海也于1998年5月起實行。
我國在房屋建設中推廣使用銅管道系統(tǒng),勢在必行,四、航天,最近發(fā)現(xiàn)了一些臨界溫度更高的材料,稱為""高溫超導材料"",它們大多是復合氧化物,較早發(fā)現(xiàn)和比較著名的一種是含鉛的銅基氧化物(YB2Cu3O7),臨界溫度為90K,可以在液氮溫度下工作,但還沒有獲得臨界溫度在室溫附近的材料;而且這些材料難于做成大塊物體,它們能通過可保持超導性的電流密度也不夠高,因此,還未能在強電的場合下應用,有待進一步研究開發(fā),航天技術、火箭、衛(wèi)星和航天飛機中,除了微電子控制系統(tǒng)和儀器、儀表設備以外,許多關鍵性的部件也要用到銅和銅合金,例如:火箭發(fā)動機的燃燒室和推力室的內(nèi)村,可以利用鋼的優(yōu)良導熱性來進行冷卻,以保持溫度在允許的范圍內(nèi)。
亞里安那5號火箭的燃燒室內(nèi)襯,用的是銅一銀一結合金,在這個內(nèi)襯內(nèi)加工出360個冷卻通道,火箭發(fā)射時通入液態(tài)氫進行冷卻,此外,銅合金也是衛(wèi)星結構中承載構件用的標準材料,衛(wèi)星上的太陽翼板通常是由銅與其它幾個元素的合金制成的,銅合金屬于金屬材料。
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