关于铜-特性、铜合金、符号以及切削加工要点
发布日期: 2024-06-21
铜是一种非常常用的有色金属,与铝并列。本文将介绍铜的特性和用途、最具代表性的铜合金种类、切削加工要点、以及铜合金的表示方法。
铜(Cu) 是一种有色金属,和铝一样,在工业上有着广泛应用。在历史上,铜的使用时间比铁更长,现在仍与金银一起用于硬币和奖牌。
铜的特性
铜材具有高导热性和高导电性。作为一种金属,铜材相对较软,具有良好的延展性和可加工性。它易于回收利用,在低温条件下也不会脆化。它具有独特而美丽的颜色,有时被用于建筑材料和其他装饰用途。由于在其表面形成了一层氧化铜保护膜,因此它还具有出色的耐腐蚀性。此外它还具有抗菌特性,可用于与人手接触的地方和水源周围。另一方面,铜的比重大于铁,同等体积铜的重量更大。
纯铜也是一种工业铜合金,铜的含量在99.90%以上。根据含氧量的不同,纯铜可分为无氧铜、韧铜、脱氧铜。无氧铜是纯铜中纯度最高的铜,几乎不含氧。韧铜中含有微量的氧,具有较高的耐腐蚀性和耐候性。脱氧铜含有微量的磷等非金属脱氧剂,其特点是氢脆风险较低。
纯铜的特性
在所有铜合金中,纯铜具有最高的导电性和导热性。它还具有非磁性,不会被磁铁吸引。
机械性能
纯铜的机械性能如下
项目 | 单位 | |
比重 | – | 8.89~8.94 |
拉伸强度 | N/mm2 | 355 |
硬度 | HV | 85以上 |
杨氏模量 | kN/mm2 | 117 |
导电率 |
%IACS |
100 |
热膨胀率 | ×10-6 /℃ | 16.8 |
热导率 | W/(m・k) | 398 |
熔点 | ℃ | 1083 |
沸点 | ℃ |
2360 |
纯铜的优缺点
- 纯铜的优点
柔软、易加工
耐酸碱性较强
导电性、导热率高
- 纯铜的缺点
重量大
需要电镀以防止被腐蚀
柔软、切削加工时需小心
- 纯铜的用途
纯铜具有高导热性,可用于空调和冰箱的传热管。还可用于磁性观测设备。
铜元素具有很好的融合性,常与其他金属元素混合作为合金使用。主要的铜合金如下。
黄铜
黄铜是铜合金的一种,主要由铜和锌组成。与纯铜相比,黄铜具有良好的延展性、热锻造性和机械加工性,而且重量较轻。它具有与黄金相似的美丽金属光泽,可用于制造硬币、电子零件、精密机械、乐器和装饰零件等。
白铜
白铜是铜与 10%~30%镍的混合物。其特点是具有出色的耐腐蚀性和高延展性。由于镍的含量比例较高,它具有像银材质一样的美丽金属光泽。可用于制造硬币和热交换器、餐具等。
青铜
青铜是指添加了锡的铜合金。其特点是在大气中容易被逐渐氧化,从而在表面形成绿色铜锈。它比纯铜坚硬,但熔点较低,自古以来就被作为金属使用。可用于制造硬币和日用品。
高铜合金
高铜合金指的是铜的含量达到或超过96%的铜合金。其特点是具有与纯铜相同的导热性和导电性,但强度和耐热性更高。常用于制造电脑、智能手机等精密器械,以及汽车等的零部件。高铜合金的特性还取决于添加的金属。例如,铍铜合金是一种具有导电性和高弹性的材料。
纯铜和铜合金都是软金属。因此它们不像硬质合金那样难以切削,但其柔软性可能会使得它们更难切削。
粘性强,易产生毛刺
铜材不仅柔软,而且具有很强的延展性和粘性。因此,在切削过程中切落得切屑容易粘连,更容易产生毛刺。
切削时容易受热熔接
除了柔软、有粘性外,由于其熔点低,加工时产生的热量会使切屑熔化,这会导致熔化的切屑附着在刀尖上,发生熔接现象。为了消除切削过程中产生的热量,就需要使用冷却液。但如果此时使用水溶性冷却液,可能会因腐蚀而变色,因此建议使用油性冷却液。
切削加工得注意事项
由于金属存在粘性,所以减小切削阻力是关键。因此,最好使用刃口锋利、前角较大的工具。此外,提高切削速度和设定较高的切削条件也是比较有效的方法。
铜合金材料以 Cu 的首字母 C 开头,并用一个四位数字以及一个符号表示。这四位数字是合金的系列代号,后面的字母表示形状类别和制造条件,后面的连字符表示热处理方式。
铜的代号
C代表铜,所有铜合金的材料标记都以C开头。
- 合金系列・合金代号
表示主要成分和主要添加元素。开头的数字表示合金类型。
1000系列:纯铜、铜合金基材
2000系列:Cu-Zn系合金,一般的黄铜就包含在这个系列里
3000系列:Cu-Zn-Pb系合金,具有优异切削性能的黄铜,被称为易切削黄铜
4000系列:Cu-Zn-Sn系合金,被称为含锡黄铜
5000系列:Cu-Sn-P系合金,被称为磷青铜
6000系列:Cu-AL-Fe-Mn-Ni系合金,被称为铝青铜,其特点是强度高、耐腐蚀、耐海水、耐磨损
7000系列:Cu-Ni-Fe-Mn系合金,被称为白铜
- 形状・制造条件代号
表示材料形状的代号,代号及形状如下。
P:板、圆板
PC:复合板
PP:印刷版
B:棒
H:箔
W:线
T:管
TW:焊接管
FD:模具锻材
FH:自由锻材
- 热处理代号
表示材料加工后实施的热处理代号。
-F:无热处理
-O:退火
-H:加工硬化
-1/4H:1/4硬质
-1/2H:1/2硬质
-OM:时效硬化处理 软时效
-HM:时效硬化处理 硬时效
-SR:应力消除
铜和铝一样,都是非常常用的有色金属。铜材具有高导热性、高导电性和易于回收利用的特点。它还具有独特、美丽的颜色。铜合金包括纯铜、黄铜、白铜、青铜和高铜合金。在加工性方面,铜合金质地柔软、易于切削,但也有容易产生毛刺等缺点。铜合金材料以Cu的首字母C开头,后面用四位数字和一个符号表示。在 meviy中,将铜作为切削圆形零件的首选材料。希望本文能帮助您将C3604-LCd(易切削黄铜)作为一种候选材料,纳入考虑范围。