铜合金及其加工技术

1　概论

1.1　铜的历史

1.2　铜的资源

1.3　铜的生产

1.4　铜及铜合金加工

1.5　铜及铜合金分类和标准化

1.6　压力加工基本理论

1.7　铜合金的组织与相变

1.8　铜的合金化原则

1.9　铜及铜合金腐蚀类型

2　纯（紫）铜

2.1　铜的原子结构、晶体结构

2.2　纯铜的物理性能

2.3　铜的化学性能

2.4　纯（紫）铜的力学性能

内容简介 本书全面介绍了纯铜、黄铜、青铜、白铜的性能特点和产品的应用知识，详细系统地介绍了铜合金的熔炼与铸造、铜管棒型线材生产和铜板带的生产技术。本书是作者多年工作经验的积累，内容翔实，资料齐全，查找方便，适合于铜与铜合金生产、加工企业的工程技术人员使用，亦可供大中专院校的材料工程、金属制品和压力加工等专业的师生参考。

本书的内容主要包括：禹铜的冶炼技术：铜合金相图与相变，列举了铜合金的二元相图与三元相图；铜合金牌号与性能，以大量表格形式列出了铜合金的牌号、化学成分、力学性能、工艺性能及产品规格等；铜合金材料的加工技术，重点介绍了铜合金的熔炼、板带材加工、管棒 材加工等；铜合金材料的应用，重点介绍了铜合金材料及其在电气工业、电子工业、交通运输等九大行业中的应用：新型铜合金及其应用，结刽乍者的研究成果对无氧铜、铜基复合材料、 弥散强化铜、电接触用铜合金等近年来发展较快的铜合金进行了比较详尽的介绍。

本书适合铜合金加工及应用行业的技术人员参考，也可供从事铜合金研究开发的技术人员、高校师生参考。

绪论1

0 1铜、铜合金及其制品、材料加工在国民经济中的重要性1

0 2铜、铜合金的特性及用途2

0 2 1铜及铜合金的分类2

0 2 2铜的特性及用途3

0 2 3加工黄铜的特性和用途3

0 2 4加工青铜的特性和用途5

0 2 5加工白铜的特性和用途8

0 2 6铸造铜合金和压铸铜合金的特性和用途9

0 3铜、铜合金加工制品和材料12

0 4铜、铜合金的加工方法12

0 4 1铸造加工法及其特点12

0 4 2塑性加工法及其特点13

0 5铜、铜合金及其制品、材料的最新标准15

0 5 1基础标准15

0 5 2化学分析方法标准15

0 5 3理化力学性能试验标准15

0 5 4铜及铜合金产品标准16

0 5 5包装、标志、运输及贮存标准18

第1章铜、铜合金的成分、性能和用途19

1 1铜和低合金铜的成分、性能和用途19

1 1 1杂质和微量元素对铜和低合金铜的影响19

1 1 2铜和低合金铜的成分、性能和用途23

1 1 3加工铜和特种铜的成分、性能和用途24

1 2加工黄铜的成分、性能和用途28

1 2 1普通黄铜的成分、性能和用途28

1 2 2特殊黄铜的成分、性能和用途36

1 2 3加工黄铜的化学性能38

1 3加工青铜的成分、性能和用途41

1 3 1锡青铜的成分、性能和用途41

1 3 2铝青铜的成分、性能和用途51

1 3 3铍青铜的成分、性能和用途53

1 3 4硅青铜的成分、性能和用途56

1 3 5锰青铜的成分、性能和用途58

1 3 6铬青铜和镉青铜的成分、性能和用途60

1 3 7锆青铜的成分、性能和用途62

1 3 8其他加工青铜的成分、性能和用途65

1 4加工白铜的成分、性能和用途71

1 4 1加工白铜的成分、性能和用途71

1 4 2电工用白铜的成分、性能和用途78

1 5铸造铜合金和压铸铜合金的成分、性能和用途80

1 5 1概述80

1 5 2铸造锡青铜的成分、性能和用途81

1 5 3铸造铝青铜的成分、性能和用途81

1 5 4铸造铅青铜的成分、性能和用途88

1 5 5铸造铍青铜的成分、性能和用途88

1 5 6铸造硅青铜的成分、性能和用途93

1 5 7铸造黄铜的成分、性能和用途94

1 5 8压铸铜合金的成分、性能和用途95

1 6铜、铜合金材料制品和材料的质量（品质）检验97

1 6 1有关质量（品质）检验方法的标准97

1 6 2化学成分检验97

1 6 3金相检验97

1 6 4物理、力学性能检验116

1 6 5外观形状尺寸检验125

1 6 6腐蚀检验125

第2章铜、铜合金的熔炼和铸造工艺131

2 1熔炼铜、铜合金所用的金属材料131

2 2铜合金熔炼时的金属损耗和配料137

2 2 1熔炼时的金属熔炼损耗137

2 2 2铜合金熔炼时的配料139

2 2 3配料原则与配料计算141

2 3铜、铜合金熔炼过程中的除气和脱氧149

2 3 1气体的来源149

2 3 2气体介质对熔融铜合金的影响149

2 3 3除气的方法149

2 3 4铜合金熔炼时的氧化和脱氧151

2 4铜、铜合金的精炼154

2 4 1铜合金精炼的方法154

2 4 2精炼时用的熔剂156

2 5铜合金的变质处理157

2 5 1使用变质剂的作用158

2 5 2对变质剂的要求条件158

2 5 3铜及其合金变质处理的实例158

2 6铜和低合金铜的熔炼工艺159

2 6 1铸造纯铜和低合金铜的熔炼工艺流程159

2 6 2熔炼操作要点159

2 6 3加工纯铜（紫铜）的熔炼工艺160

2 7铸造铜合金和压铸铜合金的熔炼工艺164

2 7 1概述164

2 7 2熔炼的一般原则165

2 7 3熔炼工艺参数165

2 7 4合金元素的加入166

2 7 5铸造铜合金的熔炼工艺流程166

2 7 6工艺操作简述166

2 7 7熔炼作业168

2 7 8压铸铜合金的熔炼特点173

2 8加工铜合金的熔炼工艺174

2 8 1熔炼工艺参数174

2 8 2加工铜合金的熔炼工艺流程174

2 9铜渣的回收和收尘180

2 9 1铜渣的回收180

2 9 2收尘182

2 10铜、铜合金熔炼的安全技术185

2 10 1熔炼炉安全操作要点185

2 10 2熔炼安全操作要点186

2 11铜、铜合金的熔炼设备186

2 11 1概述186

2 11 2铜及铜合金常用的熔炼设备187

2 11 3常用的熔炼设备的规格和技术性能193

2 12铜、铜合金铸造工艺195

2 12 1概述195

2 12 2铸造铜合金的铸造工艺——金属型铸造工艺196

2 12 3紫铜的铸锭工艺262

2 12 4加工铜合金的铸锭生产工艺262

2 12 5铸造安全技术297

2 13铸锭和铸件的缺陷分析及质量（品质）检验298

2 13 1铸锭的缺陷分析及防止方法298

2 13 2质量（品质）检验306

2 14铸锭和铸件后续处理及设备314

2 14 1铸锭的后续处理及设备314

2 14 2铸件的后续处理及设备320

2 15铜、铜合金熔炼和铸造的新工艺321

2 15 1铜合金的真空熔铸321

2 15 2铜合金的真空吸铸326

2 15 3压铸新工艺331

第3章铜、铜合金板材、带材加工工艺337

3 1铜、铜合金板材、带材的品种及加工方法337

3 1 1板带材品种及技术标准337

3 1 2铜合金板材带材加工方法的比较340

3 1 3板材带材加工工艺流程340

3 2板材带材轧制过程中的金属变形和轧制力348

3 2 1轧制过程中的金属变形348

3 2 2轧制时铜、铜合金组织和性能的变化354

3 2 3轧制力的计算和实测364

3 2 4轧辊的许用压力和强度校核385

3 2 5传动力矩计算和单位能耗曲线387

3 3板材带材加工工艺主要工序与设备396

3 3 1热轧工序及设备396

3 3 2冷轧工序及设备414

3 3 3热处理工序及设备439

3 3 4两种典型的铜合金板带材加工生产工艺简介444

3 4板材带材后续处理工序及设备448

3 4 1酸洗工序及设备448

3 4 2脱脂工序449

3 4 3表面清理及设备450

3 4 4矫直工序及设备451

3 4 5剪切工序及设备452

3 5板材带材质量分析454

3 5 1尺寸精度454

3 5 2平直度460

3 6板材、带材质量（品质）检查及验收469

3 7高精铜及铜合金板材带材加工的新工艺新技术470

3 7 1板带材生产工艺流程471

3 7 2铸锭加热474

3 7 3热轧476

3 7 4带坯表面铣削476

3 7 5高精带材冷轧479

3 7 6高精板带的热处理481

3 7 7高精板带材的精整及剪切485

3 7 8铜合金板带连铸连轧486

第4章铜及铜合金管材、棒材和型材的加工工艺487

4 1管材、棒材和型材的品种分类及加工方法487

4 1 1品种分类及技术标准487

4 1 2加工方法488

4 2管材、棒材、型材挤压加工工艺489

4 2 1挤压方法489

4 2 2挤压过程中金属的变形和挤压力的计算493

4 2 3挤压时工艺参数的确定495

4 2 4铜及铜合金棒材、型材和管材的挤压506

4 2 5挤压工具513

4 2 6挤压设备523

4 2 7挤压时废品产生的原因536

4 2 8锭坯加热设备538

4 3管材斜轧热穿孔加工工艺542

4 3 1加工方法及金属变形特点和力能计算542

4 3 2加工工艺547

4 3 3二辊斜轧热穿孔工具和设备549

4 3 4穿孔时废品及产生原因552

4 4管材的冷轧加工工艺553

4 4 1管材的冷轧及金属变形特点和力的计算554

4 4 2管材冷轧时工艺参数的选择564

4 4 3冷轧管工具及设备569

4 4 4 冷轧管机的操作及调整594

4 4 5冷轧管废品的产生原因600

4 5棒材型材轧制加工工艺602

4 5 1棒材、型材轧制的理论基础603

4 5 2孔型和孔型系统的基础知识615

4 5 3孔型设计概述625

4 5 4棒材、型材的轧制工艺669

4 5 5棒材、型材轧制时的废品685

4 5 6棒材、型材的轧制设备687

4 6管材、棒材、型材的拉伸加工工艺702

4 6 1拉伸过程及其加工特点702

4 6 2拉伸方法703

4 6 3拉伸时的变形特点及力的计算707

4 6 4管材、棒材、型材的拉伸工艺720

4 6 5管材、棒材、型材拉伸时的润滑、热处理和酸洗733

4 6 6拉伸工具及其设计746

4 6 7辅助工序及精整754

4 6 8拉伸制品质量的控制和废品758

4 6 9管材、棒材、型材拉伸设备760

4 7管材、棒材和型材加工的新工艺新技术768

4 7 1连续挤压技术768

4 7 2连续铸挤775

4 7 3半固态挤压776

4 7 4上引连铸管坯拉伸加工技术778

4 7 5水平连铸行星轧制盘拉内螺纹铜管生产新技术780

第5章铜、铜合金线材加工工艺797

5 1线坯的加工方法797

5 2线材的品种和加工工艺流程798

5 2 1线材的品种798

5 2 2加工工艺流程798

5 2 3线坯799

5 3线坯轧制加工工艺799

5 3 1线坯轧制的理论基础799

5 3 2轧辊的孔型设计800

5 3 3线坯轧制加工工艺800

5 3 4线坯轧制废品及其质量检查和验收800

5 3 5线坯轧制设备及导卫装置801

5 3 6线坯加工的新工艺新技术815

5 4线材的拉伸加工工艺835

5 4 1概述835

5 4 2线材拉伸的理论基础841

5 4 3线材的拉伸方法852

5 4 4拉伸配模863

5 4 5线材拉伸的加工工艺873

5 4 6线材拉伸加工的废品889

5 4 7拉伸工具及其设计加工890

5 4 8线材拉伸设备及辅助设备907

5 5线材加工新工艺新技术928

5 5 1用超微连轧机代替大拉机制线新工艺928

5 5 2压力模拉伸铜线新工艺929

5 5 3细线的静液压挤出工艺930

5 5 4其他拉线新工艺931

第6章铜、铜合金加工制品（成品）验收933

6 1质量标准933

6 1 1产品质量的概念933

6 1 2产品的质量标准933

6 1 3质量标准的内容934

6 2成品的检测935

6 2 1有关成品检测的标准935

6 2 2成品检测的方法935

6 3游标卡尺和螺旋测微计936

6 3 1刻度尺和游标卡尺936

6 3 2螺旋测微计937

6 4无损检测938

6 4 1五种无损检测方法的应用范围938

6 4 2超声波探伤940

6 4 3涡流探伤945

6 4 4射线探伤951

附录1元素的晶体结构958

附录2一些元素的物理性能960

附录3铜及铜合金牌号对照961

附录4铜及铜合金的物理性能966

附录5直径0 010～0 095mm的铜及铜合金线材的横断面积及质量968

附录6直径0 10～20 00mm的铜及铜合金线材的横断面积及质量969

附录7目与毫米换算表972

附录8铜系二元相图972

参考文献992

《铜合金加工基础》介绍了铜与铜合金的分类、制品和材料的加工方法、最新标准、成分、性能和用途，详尽地阐述了铜合金熔体特性、分析了熔体的凝固过程，介绍了铸造组织与晶粒细化，分析了铜和铜合金的塑性变形机理，总结了金属塑性变形理论、三大曲线和两图以及铜合金的组织和相变、塑性加工时的力能计算，简要介绍了有关质量检验的标准及方法和铜合金的应用与发展趋势。附录中还列出了铜与铜合金常用的数据资料，供查询参考。《铜合金加工基础》充分反映了国内外有关铜及铜合金的基础理论，内容丰富，资料翔实。

《铜合金加工基础》适合铜与铜合金生产与加工企业的技术人员使用，同时也可供大专院校冶金、材料及相关专业的师生参考。