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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、制動系統管路、液壓裝置、齒輪、軸承、剎車摩擦片、配電和電力系統、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,銅散熱器的優勢就更明顯。此外,為了環保,大力推廣和發展電動汽車,每輛汽車的用鋼量將成倍增加。
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 號系統等都要依靠銅和銅合金來工作。
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。
輕工業
輕工業產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。現僅舉數例如下:
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及冷凝作 用來實現。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,開發和生產出帶有內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,己在國內使用,可節省 40%的銅,并使熱交換器體積縮小 1/3以上。
鐘表
生產的鐘表,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,適合于大規模生產。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。
一個現代化的鐘表廠,以銅合金為主要材料,用壓力機和的模具加工,每天可以生產一萬到三萬只鐘表,費用很低。
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、半液體泵和絲網等,大部分都用鋼合金制作。
例如,采用的長網造紙機,它要將制好的紙漿噴到快速運動的具有細小網孔( 40~60目)的網布上。網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。大型造紙機的網布尺寸很大,可以達到寬26英尺8英寸( 8. l米)和長100英尺( 3 0. 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
臨滄永德鎳基合金
牌 號 主要成分 力學性能
狀態 抗拉強度/MPa 伸長率/% 布氏硬度/MPa
QSn 4-0.3 Cu-4Sn-0.3P 軟
硬 340
600 52
8 55~70)×10(160~180)×10
QSn6.5-0.1 Cu-6.5Sn-0.15P 軟
硬 350~450
700~800 60~70
7.5~12 70~90)×10(160~200)×10
QSn6.5-0.4 Cu-6.5Sn-0.4P 軟
硬 350~450
700~800 60~70
7.5~12 70~90)×10(160~200)×10
QSn 7-0.2 Cu-7 Sn-0.2P 軟
硬 340
600 52
8 55~70)×10(160~180)×10
QSn 4-3 Cu-4Sn-3Zn 軟
硬 350
550 40
4 60×10
160×10
QSn4-4-2.5 Cu-4Sn-4Zn-2.5Pb 軟
硬 300~350
550~650 35~45
2~4 60×10(160~180)×10
QSn 4-4-4 Cu-4Sn-4Zn-4Pb 軟
硬 300~350
550~650 46
2~4 62×10(160~180)×10
特性錫青銅除了含有3%~14%錫,此外還常常加入磷、鋅、鉛等元素。是人類應用早的合金,至今已有約4000年的使用歷史。它耐蝕、耐磨,有較好的力學性能和工藝性能,并能很好地焊接和釬焊,沖擊時不產生火花。分為加工錫青銅和鑄造錫青銅。用于壓力加工的錫青銅含錫量低于6%~7%,鑄造錫青銅的含錫量為10%~14%。常用牌號有QSn4-3,QSn4.4-2.5,QSn7-O.2,ZQSn10,ZQSn5-2-5,ZQSN6-6-3等。錫青銅是鑄造收縮率小的有色金屬合金,可用來生產形狀復雜、輪廓清晰、氣密性要求不高的鑄件。錫青銅在大氣、海水、淡水和蒸汽中十分耐蝕,廣泛用于蒸汽鍋爐和海船零件。含磷錫青銅具有良好的力學性能,可用作高精密工作母機的耐磨零件和彈性零件。含鉛錫青銅常用作耐磨零件和滑動軸承,含鋅錫青銅可作高氣密性鑄件。
錫青銅的凝固范圍大,枝晶偏析嚴重;凝固時不易形成集中縮孔,體積收縮很小;鑄錠中易出現錫的逆偏析,嚴重時鑄錠表面可見到白色斑點(8相析出),甚至出現富錫顆粒,一般稱為錫汗(tinsweat),改進鑄造方法和工藝條件可減輕逆偏析程度;液態合金中,錫易生成硬脆的夾雜物SnO2,熔煉要充分脫氧,防止由于夾雜物引起的合金力學性能的降低;對過熱和氣體的敏感性很小,能很好地焊接和釬焊;沖擊時不發生火花,無磁性、耐寒,并有極高的耐磨性。
銅錫系狀態圖如圖1示。工業用錫青銅的錫含量一般在3%~14%之間,但變形錫青銅的錫含量不超過8%。
分類工業錫青銅錫青銅是工業上使用的重要銅合金。為改善其鑄造、力學和耐磨性能,以及節約錫,在錫青銅中加入磷、鋅、鉛等合金元素。因而可把錫青銅分為錫磷青銅、錫鋅青銅和錫鋅鉛三類。
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