微量硼添加对CuNiMnFe合金组织与性能的影响 邹军涛，赵建平，王献辉，梁淑华 (西安理工大学陕西省电工材料与熔渗技术重点实验室，西安710048) 但有关于硼在铜合金中的作用还处于探索阶段[EMPL D, LAPORTE V, VINCENT E, DEWOBROTO N, MORTENSEN A. Improvement of elevated temperature mechanical properties of Cu-Ni-Sn-Pb alloys[J]. Materials Science and Engineering A, 2010,527(16/17): 4326?4333]。王吉会等[王吉会, 姜晓霞, 李诗卓. 微量硼对70Cu-30Ni 合金组织和性 能的影响[J]. 金属学报, 1995, 31(6): 266?271.王吉会, 姜晓霞, 李诗卓. 加硼铝青铜的组织和性能[J]. 金属学报, 1996, 32(10): 1038?1042.]研究了硼对铜合金晶粒尺寸、硬度、拉伸性能等影响，如微量硼的加入导致强度提高，塑性略有下降，耐蚀性有一定程度的改善，耐磨性能明显提高。微量硼对HPb59-1 具有很强的变质细化作用，能够大程度上消除柱状晶[章爱生, 徐鹏, 严明明, 安德刚. 微量硼在HPb59-1 黄铜中 的细化变质作用[J]. 热加工艺, 2005(7): 22?25.]。对于锡黄铜，硼的含量在0.01%~0.07%范围内耐蚀性最好，其强度和硬度及耐磨蚀性能也有所提高[黄政权. 铈和硼对HSn70-1 合金耐蚀性能影响的研究[D]. 长沙: 中南大学, 2006.]。研究发现，硼在铜合金中起了变质剂的作用，由于在凝固过程或凝固前形成针状相及块状相，部分地起到了均质形核的作用。同时，硼在铜中的固溶度很小，易在晶界处偏聚，阻碍晶粒长大并降低界面能，也起到细化晶粒的作用。此外，硼偏聚于晶界，还能改变界面能量，有利于改变晶界上第二相的形态，使之更易于球化，提高晶界强度[许裕生, 江焕宏, 钱敏, 金宗明, 王耀荣, 仇国阳, 马荣兵, 薛青.少量硼对Fe-Cu 纳米粉粒固溶度的影响[J]. 金属学报, 1997, 33(8): 807?813.陆德平, 王俊, 陆磊, 刘勇, 谢仕芳, 孙宝德. 硼和铈对Cu-Fe-P 合金显微组织和性能的影响[J]. 中国稀土学报, 2006, 24(4): 475?479.]。基于上述研究现状，本文作者研究在CuNiMnFe合金中添加不同量的硼元素对合金组织、物相分布及性能的影响. 1) 在CuNiMnFe多元合金的熔炼过程中添加微量硼，可以使合金组织中树枝晶细化，且当硼的添加量为0.10%时，树枝晶细化效果最好，二次晶臂间距最小。 2) 元素硼对CuNiMnFe合金进行变质处理后，合金的力学性能得到明显的改善，铸态合金的硬度最高值为HB 139；时效处理后，合金的最大硬度为HB 380，增幅达到173%，同时，该合金抗拉强度最高可达到1130 MPa。 高强高导微硼铜合金时效处理及组织性能的研究（中南大学硕士论文，张之岭） 室温下在铜中的固溶度为O．06wt％，极限固溶度为0．53wt％，可以以间隙形式或置换方式存在于铜基体中，对合金净化及晶粒细化贡献较明显，并且添加微量B至铜合金中，可明显提升其机械性能、改善其耐蚀性能；为充分发挥、利用我国稀有金属资源优势，近来对Te元素在铜及其合金中的作用也逐渐展开了研究，并指出Te元素经时效后可以Cu2Te、Cu4Te等形式析出【27‘2引，此析出相对导电性影响很小，Cu．0．5Te合金导电性能可保持在94％．98％IACS，其对导电性能的影响甚至低于Ag元素；同时还可改善铜合金强度性能、提升其切削性能、耐蚀性能，在接触线应用上还具有良好的灭弧作用，是一种很有应用前景的合金化元素。
牌号：白铜C7521prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" 标准：日本 C7521白铜： 以镍为主要添加元素的铜合金。纯铜加镍能显著提高强度、耐蚀性、硬度、电阻和热电性，因此白铜较其他铜合金的机械性能、物理性能都异常良好，延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀、富有深冲性能，被广泛使用于造船、石油化工、电器、仪表、医疗器械、日用品、工艺品等领域，并还是重要的电阻及热电偶合金。 C7521白铜分类： 普通白铜是铜和镍的合金﹔ 复杂白铜：加有锰、铁、锌、铝等元素的白铜合金称复杂白铜（即三元以上的白铜），包括铁白铜、锰白铜、锌白铜和铝白铜等。 ①铁白铜：铁白铜中铁的加入量不超过2％以防腐蚀开裂，其特点是强度高，抗腐蚀特别是抗流动海水腐蚀的能力可明显提高。 ②锰白铜：锰白铜具有低的电阻温度系数，可在较宽的温度范围内使用，耐腐蚀性好，还具有良好的加工性。 ③锌白铜：锌白铜具有优良的综合机械性能，耐腐蚀性优异、冷热加工成型性好，易切削，可制成线材、棒材和板材，用于制造仪器、仪表、医疗器械、日用品和通讯等领域的精密零件。 ④铝白铜：是以铜镍合金为基加入铝形成的合金。主要用于造船、电力、化工等工业部门中各种高强耐蚀件。 C7521白铜性能： 白铜是以镍为主要添加元素的铜基合金，呈银白色，有金属光泽，故名白铜。铜镍之间彼此可无限固溶形成连续固溶体，即不论彼此的比例多少，而恒为α--单相合金。当把镍熔入红铜里，含量超过16％以上时，产生的合金色泽就变得洁白如银，镍含量越高，颜色越白。白铜中镍的含量一般为25%。 C7521白铜应用： 产品广泛用于电器、电子、电力、汽车、通讯、五金等行业，如变压器铜带、引线框架材料带、射频电缆带、太阳能光伏铜带、高炉用铜冷却壁板、含银无氧铜板、电子接插件铜带、模具电极铜板、乐器铜板等。 C7521白铜化学成分： 牌号主要成份其他成份 日本Cu Ni Zn Fe Al Pb Mn C752164.5-66.516.5-19.5余量———— C7521白铜力学性能：
铜合金的分类及用途 铜合金主要包括铍铜合金、银铜合金、镍铜合金、钨铜合金、磷铜合金。 、铍铜合金 铍铜合金是一种可锻和可铸合金，属时效析出强化的铜基合金，经淬火时效处理后具有高的强度、硬度、弹性极限，并且稳定性好，具有耐蚀、耐磨、耐疲劳、耐低温、无磁性、导电导热性好、冲击时不会产生火花等一系列优点。铍铜材基本上分为高强高弹性铍铜合金（含铍量为．％－．％）和高导电铜铍合金（含铍量为．％－．％）。 铍铜合金用途 铍铜合金常被用作高级精密的弹性元件，如插接件、换向开关、弹簧构件、电接触片、弹性波纹，还有耐磨零器材、模具及矿山和石油业用于冲击不产生火花的工具。现在铍铜材料已被广泛应用于航空航天、电器、大型电站、家电、通信、计算机、汽车、仪表、石油、矿山等行业，享有有色金属弹性王的美誉。 、银铜合金 银铜合金是通过将纯铜和纯银加入电熔炉进行熔炼，经铸造得到坯料，再加工成各种规格的成品。银铜合金的主要应用为电接触材料、焊接材料、银铜合金排及铜银合金接触线。 银铜合金种类 银铜合金：银和铜的二元合金，铜具有强化作用。 类型：有，，，和等合金。 用途：有良好的导电性、流动性和浸润性、较好的机械性能、硬度高，耐磨性和抗熔焊性。有偏析倾向。用真空中频炉熔炼，铸锭经均匀化退火后可冷加工成板材、片材和丝材。作空气断路器、电压控制器、电话继电器、接触器、起动器等器件的接点，导电环和定触片。真空钎料，整流子器，还可制造硬币、装饰品和餐具等。 、镍铜合金 镍铜合金通常被称为白铜。纯铜加镍能显著提高强度、耐蚀性、电阻和热电性，主要应用在海水淡化及海水热交换系统、汽车制造、船舶工业、硬币、电阻线、热电偶。工业用白铜根据性能特点和用途不同分为结构用白铜和电工用白铜两种，分别满足各种耐蚀和特殊的电、热性能。
高强高导铜合金研究进展 摘要：介绍了高强高导铜合金的常见应用、及基本性能、强化方式与制备方法，同时对高强高导铜合金的发展趋势进行了展望。 关键词：高强高导铜合金；强化；制备 1 引言 作为最早应用在人类历史上的金属材料之一，也是至今应用最为广泛的金属材料之一，铜及铜合金由于具有较高的强度、优良的导电性能、导热性能以及良好的耐蚀性能，被广泛的应用于电工、电力、机械制造等重要工业部门[1]。但随着科学技术以及现代工业的发展，对铜及铜合金的综合性能提出了更高的要求。大规模集成电路的引线框架、大型高速涡轮发电机的转子导线、触头材料、各种点焊、滚焊机的电极、大型电动机车的架空导线、电动工具的换向器、高压开关簧片、微波管以及宇航飞行器元器件等都要求材料在保持本身优良导电性能的同时，更具有较高的强度和硬度。热交换环境中的零器件，比如电厂锅炉内喷射式点火喷孔、气割枪喷嘴、连铸机结晶器内衬以及大推力火箭发动机燃烧室内衬等，不仅要求材料具有十分良好的电导率和热导率，而且还要求材料具有足够高的热强度。因此，人们在不断探索具有优良的综合物理性能和力学性能的功能材料——高强高导铜合金。 国外发达国家自上世纪70年代开始，对高强高导电铜合金进行了大量的研究和开发工作，针对不同的用途开发了多个系列产品，并已商业化生产，其中美国、日本、德国等是主要的生产和出口国。我国在高强高导电铜材料领域的研究起步较晚，许多研究工作仍处于试验阶段，大多数未形成产业化规模，使得我国高性能铜材料大部分依赖于进口。而我国是铜资源大国，拥有众多的铜加工企业，因此，对高性能铜材料进行研究开发，逐步建立拥有自主知识产权的材科体系，具有重要的战略意义和现实意义。 2 高强高导铜合金的应用 铜及铜合金具有多方面的、突出的优良性能。如：①高导电性、高导热性； ②抗磁性；③较高的机械性能和塑性；④较耐蚀性；⑤具有良好的合金化能力，
铜合金紧固件 铜提供了一系列有趣的性能指标。它的热传导率和电传导率是所有廉价材料中最好的。并且在大多数环境中，它的抗腐蚀性能也是值得信赖的。铜，和它的合金统统是不可磁化的。铜合金有着一系列夺目的色彩，它们大多有保持表面高光泽的能力。 它的缺点有：相对较低的强-质比；低温下强度的严重下降；对应力腐蚀裂化 的高敏感性。许多铜合金的强度特性可以通过冷加工和时效处理来改善。尽管如此，为了消除应力腐蚀的风险，通常在紧固件制造后有必要进行应力释放。否则，冷加工就丧失了提高强度的意义。 铜合金 在设计者的考虑范围内，有超过220种不同的铜合金。它们能在市场上购得，并且能够满足各种工程应用。在这些作为紧固件原材料的铜合金中，差不多只有6 种作为紧固件的材料具有明显的普及性，其它20种则很少被采用。 含铜量超过99.3%的铜被定义为纯铜。铜合金中的含铜量至少为40%。黄铜是以锌为主要合金元素的铜合金；铜镍合金则把镍作为主要的合金元素。青铜也属于铜合金，但在青铜中，锌和镍都不是占优的合金元素。 纯铜因为它的低强度高价格很少会被作为紧固件原料而使用。纯铜有着极佳的传导特性。增加了其它元素后，传导性通常会降低。110号铜合金——电解铜（含9 9.9%的铜）就是一种典型，它是可锻的，不论热锻冷锻成型都很好，很适用于制造小铆钉、垫圈和其它非结构性紧固件。
黄铜 黄铜也许是铜合金中应用最广泛的一族。它不但保留了纯铜的大部分优点，还 添加了一些新的优点，并且降低了成本。铜的含量很重要。减少合金中的铜含量通 常可以提高强度和硬度，但也降低了延展性。当铜的含量增加，其镦锻——尤其是 冷镦性能得到了明显的改善。 海军黄铜合金（Naval Brass），合金号为462（含63.5%的铜，其余为锌）， 有着极其出色的冷锻特性；464号合金（含60%的铜，其余为锌）有极好的热锻能力，应用非常广泛。 黄铜，合金号为270（含65%的铜，其余为锌）广泛地应用于棒铣螺帽的制造。 360 型合金（含61.5%的铜，3%的铅，其余为锌）是用来制造小螺钉加工机的最好合金。 锰青铜，合金号为675（含58.5%的铜，1.4%的铁，1%的锡，其余为锌）因为它们的锌含量很高，所以被列入黄铜一级。适量的锡、铁、锰的加入提高了合金的 强度，但并未降低其热传导性和电传导性。 青铜 硅青铜是青铜中应用得最广泛的。硅青铜合金有良好的强度和韧性，结合它耐 腐蚀和无透磁性的特点来看，这种合金是理想的海上建筑材料，尤其是用于扫雷艇 的建造。冷压成型的硅青铜紧固件必须进行应力消除以减少应力腐蚀而导致失效的 危险。 651型合金（含98.5%的铜，1.5%的硅）是制造冷锻零件的最好材料；655型合金（含97%的铜，3%的硅）在制造紧固件时则必须加热；661型合金（含95%的铜，
江西理工大学 本科毕业设计（论文）开题报告材料科学与工程学院金属材料专业 2010级（2014届）2班学号29 学生吴倩题目： 年产3万吨铜合金板带材生产车间工艺设计 专题题目（若无专题则不填）： 本课题来源及研究现状： 铜及铜合金板带材是重要的铜加工产品,占世界铜加工材总量的 35% 左右。近 10年来, 世界经济蓬勃发展, 特别是以中国为代表的新兴发展中国家的国民经济高速发展, 带动了铜及铜合金板带材需求量及产量迅速攀升。 2004年中国铜板带材的产量和消费量都跃居世界首位, 但由于中国高精铜板带加工技术落后, 大量经济建设急需的高精铜及铜合金板带材还严重依赖进口, 导致我国成为世界铜板带材最大的进口国。 2006年进口铜板带 2818 万吨, 主要是现代工业技术急需的高精铜及铜合金板带, 如高品质电连接器铜合金带材 (接插元件带材 )、集成电路引线框架带材、变压器带、汽车水箱带、高档压延柔性铜箔等。这说明中国铜板带材的品种、质量及生产技术明显落后于发达国家。预计2016年我国铜板带缺口在 50万吨左右。因此, 有计划地建设现代化高精板带项目, 对缓解我国高精板带供求矛盾, 合理利用我国紧缺的铜资源, 提升我国铜板带生产技术水平具有重要意义。 1.1 全球铜行业市场现状分析 近10年来，世界铜的产量与消费量比较平稳，没有大的起伏。产量略有上升，但幅度不大，消费增长也较缓慢。 全球7月铜供应短缺15.1万吨；1-7月供应短缺9.3万吨，2012年同期为短缺55.2万吨。ICSG称，中国精炼铜表观需求量创纪录高位。数据显示，年初迄今的全球消费量增加1.6%，中国消费量增加2.3%，美国增加4.2%，欧洲增加1.5%。年初迄今的废铜供应攀升11%，智利精炼铜产量减少5.8%，中国产量增加15%。
铜合金接触线的研究现状 1铜合金接触线的基本情况 铜材导电性好, 但强度不足。长期以来, 在铜接触导线研究方面, 一直存在高强度和高导电率之间的矛盾。一般来说, 要保持铜的高导电率,强度往往不足; 而要提高强度, 则需加入合金成分, 那样又会很大程度上降低铜材的导电率[9 ] 。Cu 中加入一些高熔点、高强度的金属和铜形成固溶体, 导致铜原子点阵畸变, 使电子运动阻力增加, 因而电阻增大, 加入量越多, 晶格畸变程度越大, 因而电阻率上升, 导电率下降。人们在解决高强度和高导电率这对矛盾时, 大都是在尽可能少的降低铜导线导电率的前提下, 采用固溶强化、变形强化或沉淀强化来提高铜材的强度。国内外对于高速轨道用关键材料都进行了长期的基础研究和应用研究[10～14 ] 。高速轨道用接触导线一般添加一些高熔点、高硬度、低固溶度的金属, 如Cr , Nb , Ag 等, 借助合金质点的纤维状排列,在不影响导电率的前提下来增加铜线材的强度和耐磨性。另外日本还采用大变形强化技术, 进行Cr , Nb 系铜基复合材料强化的研究工作。国内上海大学和西北工业大学提出采用定向凝固工艺来提高铜合金强度。定向凝固技术使Cr 在铜线中成纤维状排列, 提高强度, 同时解决高导电率和高强度的矛盾, 这项工艺目前还处于基础研究阶段。我国在高速列车建设方面起步较晚, 电力机车接触导线制造技术相对落后, 在铜熔体洁净化处理和连铸成形两个关键工序上, 缺乏有效手段,大大影响了最终产品性能。目前, 采用的生产接触导线的工艺主要是采用上引连铸加拉拔工艺[15 ] 。由于国产上引设备多为连体炉(即熔化炉与保温炉为一体) , 加料后立刻引出, 没有沉静过程, 造成炉料温差大、杂质不易排除、脱氧不彻底、吸气严重等问题。 2 铜合金接触线材料方面的研究 铜合金接触导线的主要优点是: 高温强度高,耐磨性好, 并且有良好的导电性能。基于以上优点, 国内外对铜合金接触线材料进行了大量研究[16～19 ] 。表3 为国内外已经产业化或试制的铜合金接触线的主要技术性能指标[4 ,8 ,20～23 ] 。 1 银铜合金类接触线 云南铜业在SCR1300连铸连轧生产线上能生产出质量优良的Cu2Ag 接触线, 经冷拉或冷轧成形为加工组织致密的高强度、耐磨接触铜合金导线, 完全克服了传统技术(上引法) 生产的铸态组织的缺点, 可满足机车200 km·h - 1以上的运行速度。其性能已和德国产银铜接触线相当, 但在接触线的平直度上尚需稍作改进提高, 以降低受电弓和接触线的离线率[7] 。 2 锡铜合金接触线 我国已列入行业标准的锡铜接触线, 抗拉强度接近银铜接触线, 但导电率稍低(70 %IACS) , 根据工程中接触网设计的具体要求, 可用于时速在200 km·h - 1以下的接触网中。现在法国在时速为300～350 km·h - 1的接触网中研制和试用的锡铜120 接触线, 其抗拉强度和导电率分别为360. 8 MPa 和70 %IACS[3 ] 。
高强高导电铜合金国内市场现状 特种铜合金由于其具高强度、高导电、高导热、软化温度高等特点，被广泛应用于：电极焊电极、电气工程行程开关触桥、连铸机结晶器内衬、集成电路引线框架、汽轮发电机和风力发电机主轴、槽楔、高速牵引电机端环/导条、电车及高速列车架空导线、CO2焊机导嘴等行业。近年来，市场的变化发展很大，一方面，一些传统行业市场容易逐渐萎缩，另一方面，一些新兴行业市场容易大幅度增长；但由于国内在这方面无论是在材料研究还是在市场推广方面都严重落后于市场的需求。因此，绝大部分特种铜合金材料从美国、日本、法国等国家进口，严重制约了国内特种铜合金行业的发展。 下面就当前的市场情况作一些粗浅的分析。 一、传统行业市场容易逐步萎缩 原来电阻焊机行业包括使用电阻焊机的汽车钢圈、空调、电冰箱、自行车等行业，市场容易大幅减少，有的是整个行业不再使用电极材料，只有造船、制桶、锚链、超市货架等行业有一定幅度的增长。 二、汽车、地铁、轻轨、高速铁路等新兴行业市场容量大幅增长 1、汽车行业 ⑴铬锆铜电极帽 由于汽车行业均是大工业流水线生产，因此对焊接电极的质量要求较高，目前均采用冷挤压成型、真空退火等先进工艺来确保材料的各项机械物理性能。随着汽车行业的快速发展，焊接电极帽的使用量也越来越大。以目前年产600万辆轿车为例，每辆轿车需用5只电极帽，则每年电极帽的用量为3000万只。目前国内生产厂家只能获得市场的三分之一容量，三分之二市场被外资企业或国外企业控制。现在该产品的主要技术参数为：硬度≥HRB85；导电率≥MS/m 45；软化温度≥600℃。同时解决了常规电极容易发热，在焊接时产生“粘”的情况。
高精度铜及铜合金板带材项目 可 行 性 研 究 报 告 中咨国联出品
目录 第一章总论 (9) 1.1项目概要 (9) 1.1.1项目名称 (9) 1.1.2项目建设单位 (9) 1.1.3项目建设性质 (9) 1.1.4项目建设地点 (9) 1.1.5项目负责人 (9) 1.1.6项目投资规模 (10) 1.1.7项目建设规模 (10) 1.1.8项目资金来源 (12) 1.1.9项目建设期限 (12) 1.2项目建设单位介绍 (12) 1.3编制依据 (12) 1.4编制原则 (13) 1.5研究范围 (14) 1.6主要经济技术指标 (14) 1.7综合评价 (16) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (18) 2.1项目提出背景 (18) 2.2本次建设项目发起缘由 (20) 2.3项目建设必要性分析 (20) 2.3.1促进我国高精度铜及铜合金板带材产业快速发展的需要 (21) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (21) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (22) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (22) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (22) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (23) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (23) 2.4项目可行性分析 (24) 2.4.1政策可行性 (24) 2.4.2市场可行性 (24) 2.4.3技术可行性 (24) 2.4.4管理可行性 (25) 2.4.5财务可行性 (25) 2.5高精度铜及铜合金板带材项目发展概况 (25) 2.5.1已进行的调查研究项目及其成果 (26) 2.5.2试验试制工作情况 (26) 2.5.3厂址初勘和初步测量工作情况 (26)
引线框架铜合金材料 1）介绍引线框架： 作为集成电路的芯片载体，是一种借助于键合材料（金丝、铝丝、铜丝）实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键结构件，它起到了和外部导线连接的桥梁作用，绝大部分的半导体集成块中都需要使用引线框架，是电子信息产业中重要的基础材料。 2）优势所在： 科学技术现代化对铜及铜合金材料提出越来越多的新要求，引线框架的作用是导电、散热、联接外部电路，因此要求制作引线框架材料具有高强度、高导电、良好的冲压和蚀刻性能。目前全世界百分之八十的引线框架使用铜合金高精带材制作，据不完全统计，引线框架合金约77种，最为显著的是C194铜合金材料：抗拉强度≥410 MPa,硬度120～145HV,电导率≥×10-2S/m。 3）C194热轧工艺： 本试验所用C194铜合金取自国内某铜厂热轧后的板坯，用水冷铁模浇铸合金扁锭，铸锭尺寸为40 mmxl00 mmx600mm。加热温度、保温时间和终轧温度是热轧工艺的几个关键因素。 1、开轧温度，是轧机开始对金属轧制的温度。开轧温度在金属的塑性变化温度以上，这多半是使金属坯按照要求轧制成某种形状，每种金属均有自己的开轧温度。生产现场总是希望开轧温度高一点，以便提高轧件的塑性，降低变形抗力，节省动力，易于轧制变形。 2、终轧温度，是金属产生塑性变形结束时的温度。这个温度有两个要求：（1）要满足金属仍在塑性变化的温度区域，以便顺利完成轧制；（2）要满足某种金相组织。这是因为，不同的温度，金属有不同的金相组织。如果超过终轧温度，就会出现其他组织的金相组织，这就影响了轧制质量。终轧温度是控制金属合金组织性能的重要条件,需考虑到晶粒大小、第二相的析出。 保温时间主要考虑到合金对温度的敏感性。C194合金对温度不敏感,加热时间的影响较小,实验中控制在2 h。重点研究开轧温度和终轧温度的确定及其对组织性能的影响。 ）开轧温度
铜基自润滑复合材料综述 前言 铜及其合金不仅具有优良的导热性、导电性、耐腐蚀性、接合性、可加工性等综合物理、力学性能，而且价格适中，所以铜及其合金作为导电、导热等功能材料在电子、电器工业、电力、仪表和军工中用途十分广泛,是不可缺少的基础材料之。但是随着科学技术的发展，纯铜和现有牌号铜合金的导电性与其强度及高温性能难以兼顾，不能全面满足航天、航空、微电子等高技术迅速发展对其综合性能的要求。相对于铜及其合金，铜基复合材料是一类具有优良综合性能的新型结构功能一体化材料．它既继承了紫铜的优良导电性,又具有高的强度和优越的耐磨性，在各种领域都有着广阔的应用前景。所以研制高强度、高电导率的铜基复合材料是发挥铜的优势、开拓铜的应用领域的一种行之有效的方法。目前，研制高强度、高导电铜基材料遇到的首要问题是材料的导电性与强度难以兼顾的矛盾，即电导率高则强度低，强度的提高是以损失电导率为代价的。传统的强化手段(如合金化)由于自身的局限性，在提高铜的强度的同时，很难兼顾铜的导电性。导电理论指出，固溶在铜基体中的原子引起的铜原子点阵畸变对电子的散射作用较第二相引起的散射作用要强得多。因此，相对于合金化而言，复合强化不会明显降低铜基体的导电性．而且由于强化相的作用还改善了基体的室温及高温性能．成为获得高强度、高导电铜基复合材料的主要强化手段。铜基复合材料具有高强度、高耐磨性、高导电性的优势，目前已经成为研究的热点。铜石墨复合材料不仅含有良好强度、硬度、导电导热性、耐蚀性好等特点的铜，而且还含有良好自润滑性、高熔点、抗熔焊性好和耐电弧烧蚀能力好的石墨，从而使得铜石墨复合材料在摩擦材料、含油轴承、电接触材料、导电材料和机械零件材料领域发挥着重大作用，特别是作为受电弓滑板材料和电刷材料，有着广泛的应用。提高铜石墨复合材料的综合性能一直以来都是科研人员研究的主要内容。 复合材料定义：复合材料(Composite materials)，是以一种材料为基体(Matrix)，另一种材料为增强体(reinforcement)组合而成的材料。 复合材料分类：复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为：①纤维复合材料。将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。如纤维增强塑料、纤维增强金属等。②夹层复合材料。由性质不同的表面材料和芯材组合而成。通常面材强度高、薄；芯材质轻、强度低，但具有一定刚度和厚度。分为实心夹层和蜂窝夹层两种。③细粒复合材料。将硬质细粒均匀分布于基体中，如弥散强化合金、金属陶瓷等。④混杂复合材料。由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。与普通单增强相复合材料比，其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高，并具有特殊的热膨胀性能。分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内／层间混杂和超混杂复合材料。 1.铜基复合材料的制备方法： 铜基复合材料的制备方法很多，如内氧化法、粉末冶金法、复合铸造法、机械合金化法、浸渍法、燃烧合成法、溅射成型法、原位形变法等，各有其优缺点。下面对主要的制备方法及其大致发展趋势进行叙述，以期对制备工艺进行优化或为开发新的制备方法提供参考。
关于铜合金的凝固技术 初见，发现生活之美https://www.doczj.com/doc/8f17652010.html,/ 1、前言 铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大，占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线，电机和变压器的绕阻，开关以及印刷线路板等；在机械和运输车辆制造中，用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等；在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等；在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等，每生产100万发子弹，需用铜13--14吨；在建筑工业中，用做各种管道、管道配件、装饰器件等。铜的这种广泛应用使得研究开发高性能的铜合金来满足日益发展的要求显得很有必要。 随着研究的进展，制备高性能铜合金的工艺方法越来越多，并向实用化工业化生产进行，总的来说有合金化法、复合材料法。合金化法就是传统的固溶强化和析出强化，这种方法虽然在一定程度上提高了铜合金的强度，最高抗拉强度可以达到650Mpa，但由于固溶于铜基体中的原子引起铜原子点阵畸变对电子的散射作用增强，使铜合金电阻增大，因而降低了Cu合金的导电性。复合材料法包括粉末冶金法、塑性变形法、定向凝固法等。其中有一些方法还只是停留在实验室阶段，离投入生产有一段距离。虽然一些新工艺也在高性能铜合金的生产制备方面有所突破，如70年代就有美国SCM公司生产氧化物弥散强化铜合金，确立了此种合金的地位，而且粉末冶金技术也越来越多的应用到制备高性能的铜合金，但一种新的方法由研究到使用毕竟有一段很长的路要走，而以传统的熔炼和铸造技术在制备生产铜合金方面还是占有很大的地位，问题是如何改进这些工艺发展适合我国资源国情和市场需求的铜及合金产品。尤其是随着电子工业的急速发展，带来了工程中各种机械向着小型化发展的倾向，因而也就强烈的需要我们去开发新的铸造方法以生产那些没有铸造缺陷的优质材料。 现在很多研究都致力于在合金中加入什么样的元素对其机械性能产生怎么样的影响，而且也取得一系列的进展，并且一些还没有应用到实际当中去，说明还是有继续研究的必要，由于这文章是关于凝固技术这门课的，所以将主要关注的在熔炼铸造方面，如何能够制得好的凝固铸件，结合自己的专业，将介绍放在铜合金方面。 2、凝固理论进展 在近几十年中，凝固技术的重要进展有：连续铸造的扩大应用；定向凝固与单晶生长技术的完善；半固态（流变)铸造从研究走向了实际应用；通过凝固过程制备重要的新型材料，如复合材料、自生复合材料、梯度材料等；快速凝固技术的出现与应用。快速凝固是通过合金熔体的快速冷却或非均质形核的被遏制，使合金在很大的过冷度下发生高生长速率(≥l—100cm/s)的凝固，可制备非晶、准晶、微晶和纳米晶合金，此类新型功能或结构材料正在逐步进入工业应用。可见，现代凝固技术的发展不仅致力于获得外形完美、内无宏观缺陷的零件，而且追求在材料中形成常规工艺条件下不可能出现的结构与显微组织特征，使其具备一系列特殊优异的使用性能。从这个意义上说，新凝固技术与新材料的研究和发展已融为一体，最具代表性的例子是快速凝固技术，它的出现和发展直接促进了
年产10万吨铜及铜合金板带材生产车间工艺设计 本课题来源及研究现状： 近十年来，得益于中国国民经济的持续高速增长和世界范围内的产业重组．制造业向中国转移，铜板带产品市场需求快速增长，消费量由1995年的28．56万吨跃升~2002年的6071万吨，年均增长11.4％。产量由1995年的227万吨增长~12002年的433万吨．年均增长10％。据中国有色金属工业协会的不完全统计，目前中国铜板带产品生产企业约有400余家，年产量超过5000吨的铜加工企业有15家。其中，洛阳铜加工集团公司以年销量4 1万吨位居榜首，代表着中国铜板带产品的生产水平和技术发展方向。 中国铜板带市场的主要特点 1、市场规模持续扩大，消费量已跃居世界第一位。 根据有关资料，2002年，全球铜板带材消费量为3109万吨，其中，中国铜板带材市场消费量达到6O 71万吨，占全球的份额接近20％，排世界第一位；产量43．3万吨，份额为14％，排世界第四位，但与第一名美国47 2万吨的差距不足10％。同时中国还成为最主要的铜材净进口国家。 2003年上半年，铜板带材市场产销两旺、铜板带产品产量约25万吨，同比增长21．5％。消费量346万吨。同比增长20．6％；预计在未来两年内铜板带材产量也将跃居世界第一位。 2、进口持续高速增长，已占国内市场三分之一 2002年中国铜板带材进口量达到20万吨，同比增长20％，已达到国内消费量的三分之一，2003年I一9月份进口16．7万吨，同比增长12％。进口产品主要为引线框架材料、射频电缆带、变压器铜带、高精度锡磷铜带、无氧铜带等产品，抢占了部分铜板带材高端市场。 3、品种专业化生产成为发展趋势 随着市场竞争的加剧，铜板带生产企业纷纷加大产品结构调整的力度，向品种生产专业化发展，提升规模，稳定质量、降低成本，以提高产品综合竞争能力，如宁波兴业集团的锡磷青铜带、菏泽广源公司的水箱带等。洛铜集团以先进的装备为依托，根据紫铜系列产品市场需求不断上升的大趋势，开发并大幅提高紫铜系列产品的市场占有率，使包括框架材料、电缆带、变压器带在内的多项产品的市场占有率均已达：~130％以上。 4、质量要求越来越高 近年来，以铜材为原料的生产企业更新装备、提高生产效率和产品升级换代，国际制造业向中国转移，使得铜材采购标准与国际接轨，按照国家质量标准组织生产已不能满足这类企业的质量需求。国内一批铜材生产企业顺应市场发展趋势，开发技术、改善装备、提高管理，一方面承受着巨大的市场竞争压力，同时也成为市场竞争的受益者。 5、市场竞争日益激烈产品加工费不断走低 目前．KME、奥托昆普、Wieland、丰山等国际主要铜加工企业均已进入中国市场。wjeIand在上海设降低产品价格以提高市场竞争力，部分民营企业从单一品种入手．做专做强：台湾地区的铜材生产企业用立的分切中心．美国奥林与洛铜集团的合资项目等，都力求缩短交货期、降低成本、就近服务．并且逐步低价策略进入内陆市场，这一切的市场竞争导致产品在质量提高的同时加工费不断走
铜及铜合金的发展与应用 摘要：本文叙述了铜加工工业概况、铜材品种和质量现状及铜加工工艺与装备现状。同时, 阐述了高强高导铜合金的发展方向及应用前景。高强高导铜合金是一类很有应用潜力的功能材料, 近年来研究和开发应用高强高导铜基合金取得了显著成效，本文阐释了开发和研究高强高导铜合金的及制备方法与强化原理。 关键词：技术；发展；高强高导；强化机理；制备方法 正文：人类使用铜及其合金已有数千年历史。古罗马时期铜的主要开采地是塞浦路斯，因此最初得名cyprium（意为塞浦路斯的金属），后来变为cuprum，这是英语：copper、法语：cuivre和德语：Kupfer的来源。二价铜盐是常见的铜化合物，常呈蓝色或绿色，是蓝铜矿和绿松石等矿物颜色的来源，历史上曾广泛用作颜料。铜质建筑结构受腐蚀后会产生铜绿（碱式碳酸铜）。装饰艺术主要使用金属铜和含铜的颜料[1]。 铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。铜是一种红色金属，同时也是一种绿色金属。说它是绿色金属，主要是因为它熔点较低，容易再熔化、再冶炼，因而回收利用相当地便宜。[2]。 纯铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色带金属光泽、延展性好、导热性和导电性高，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料，也可用作建筑材料，以及组成众多种合金。铜合金机械性能优异，电阻率很低，其中最重要的数青铜和黄铜。此外，铜也是耐用的金属，可以多次回收而无损其机械性能。 矿石的冶炼过程通常有两种方式：1.火法炼铜。通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20～30%，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍（冰铜）接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达99.9%的电解铜。该流程简短、适应性强，铜的回收率可达95%，但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。90年代出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。2.湿法炼铜。一船适于低品位的氧化铜，生产出的精铜称为电积铜。现代湿法冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积，浸出－萃取－电积，细菌浸出等法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广，预计本世纪末可达总产量的20%，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。 铜合金（copper alloy ）以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。主要用于制作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。铜的重要合金有以下几种：1.黄铜。黄铜是铜与锌的合金，因色黄而得名。黄铜的机械性能和耐磨性能都很好，可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。黄铜敲起来声音好听，因此锣、钹、铃、号等乐器都是用黄铜制做的。2.青铜。铜与锡的合金叫青铜，因色青而得名。在古代为常用合金(如中国的青铜时代)。青铜一般具有较好的耐腐蚀性、耐磨性、铸造性和优良的机械性能。用于制造精密轴承、高压轴承、船舶上抗海水腐蚀的机械零件以及各种板材、管材、棒材等。青铜还有一个反常的特性——“热缩冷胀”，用来铸造塑像，冷却后膨胀，可以使眉目更清楚。3.磷青铜。铜与锡、磷的合金，坚硬，可制弹簧。4.白铜。白铜是铜与镍的合金，其色泽和银一样，银光闪闪，不易生銹。常用于制造硬币、电器、仪表和装饰品。[3]。
近年来，熔体过热处理理论和工艺的发展为改善材料性能提供了一种全新的思路和方法。“熔体过热高强高导铜合金制备新工艺的研发”是一项基于该技术的应用研究项目，在当前合金化及“固溶+时效”热处理工艺基础上，引入熔体过热处理新工艺进行高强高导型Cu-Cr-Zr系、高强中导型Cu-Ni-Si系等高强高导铜合金生产线的研制与开发。 制得的高性能铜合金在保持优异的导电性能的同时，具有高强度、高耐磨性以及良好塑性等多样综合性能，是一类具有优良物理和力学性能的功能材料。可广泛应用于国民经济的各个部门，重要的应用领域有：集成电路引线框架材料、高速电力机车架空导线、点接触头和焊接材料、发电机组、锅炉衬料等，市场前景广阔。 与国内外普遍采用的合金化及“固溶+时效”热处理制备工艺方法相比，本项目从熔体热历史角度出发，制备过程采用熔体过热工序改善合金熔体结构，并结合水冷连续铸造快速凝固，进一步提高铜合金的高强、高导等多样综合性能，其主要创新性如下： （1）开发了熔体过热制备高性能铜合金的新工艺，该工艺流程简单，投资低见效好。其优点主要有：①熔体过热处理增大Zr、Cr、Ni等在铜液中的饱和固溶度，可进一步提高合金元素固溶强化和沉淀强化效果。②熔体过热处理对合金的凝固组织和性能有着重要影响，经过过热处理组织变得更加均匀，晶粒大大细化，冶金质量和综合力学性能可得到不同程度的提高。③熔体过热处理的最大优点是在处理过程中不需要加入变质剂，从根本上防止添加剂元素混入铜合金是所产生的副作用，尤其是降低其导电性能。 （2）由于采用了快速水冷连续铸造，熔体的凝固是在极大过冷度下完成，从而使合金中固溶度较低的合金元素有效的保留下来，同时合金铸锭的组织较致密。由于结晶一直保持顺序结晶，具有明显的方向性，消除了缩孔、缩松等缺陷。由于合金铸锭较长，可根据加工车间工艺要求的需要，进行合理锯切，从而减少了切头、切尾的消耗。与铁模相比，该工艺生产效率高，劳动条件好。 部分项目内容现已通过小试阶段，小试制成的Cu-Cr系铜合金经过熔体过热处理后，与未处理前相比其抗拉强度提高近20%以上，导电性能IACS及塑性均有一定上升，其性能及性价比较国内外同类产品具有一定优势。该项目的成功实施将有效弥补我司在铜合金高端市场上的不足，开拓并掌握市场先机。 一、项目的国内外研究现状和发展趋势 为阐明项目背景和起源，其实际意义及创新点所在，有必要对其相关的研究现状及发展趋势做简要分析如下：
高强高导铜合金项目立项申请报告 一、项目承办单位基本情况 （一）公司名称 xxx有限责任公司 （二）项目规划机构 xx泓域咨询 （三）公司简介 本公司奉行“客户至上，质量保障”的服务宗旨，树立“一切为客户 着想” 的经营理念，以高效、优质、优惠的专业精神服务于新老客户。 公司及时跟踪客户需求，与国内供应商进行了深入、广泛、紧密的合作，为客户提供全方位的信息化解决方案。和新科技在全球信息化的浪潮 中持续发展，致力成为业界领先且具鲜明特色的信息化解决方案专业提供商。经过多年的发展与积累，公司建立了较为完善的治理结构，形成了完 整的内控制度。 公司高度重视技术人才的培养和优秀人才的引进，已形成一支多领域、高水平、稳定性强、实战经验丰富的研发管理团队。公司团队始终立足自 主技术创新，整合公司市场采购部门、营销部门的资源，将供应市场的知 识和经验结合到研发过程，及时响应市场和客户的需求，打造公司研发队 伍的核心竞争优势。强有力的人才队伍对公司持续稳健发展具有重大的支
持作用。公司通过了ISO质量管理体系认证，并严格按照上述管理体系的要求对研发、采购、生产和销售等过程进行管理，同时以客户提出的品质要求为基础，建立了完整的产品质量控制体系，保证产品质量的优质、稳定。 （四）公司经济效益分析 上一年度，xxx科技公司实现营业收入15247.12万元，同比增长 28.08%（3342.29万元）。其中，主营业业务高强高导铜合金生产及销售收入为13703.43万元，占营业总收入的89.88%。 根据初步统计测算，公司实现利润总额4212.79万元，较去年同期相比增长567.01万元，增长率15.55%；实现净利润3159.59万元，较去年同期相比增长611.24万元，增长率23.99%。 上年度主要经济指标
高性能金属新材料（特种金属功能材料、高端金属结构材料） 一、金属类新材料 金属新材料按功能和应用领域可划分为高性能金属结构材料和金属功能材料。高性能金属结构材料指与传统结构材料相比具备更高的耐高温性、抗腐蚀性、高延展性等特性的新型金属材料，主要包括钛、镁、锆及其合金、钽铌、硬质材料等，以及高端特殊钢、铝新型材等。金属功能材料指具有辅助实现光、电、磁或其他特殊功能的材料，包括磁性材料、金属能源材料、催化净化材料、信息材料、超导材料、功能陶瓷材料等。 与其他材料相比，稀土具有优异的光、电、磁、催化等物理特性，近年来在新兴领域的应用急速增长，其中永磁材料是稀土应用领域最重要的组成部分，2009年永磁材料占稀土新材料消费总量的57%。在国家新兴产业政策的推动下，新能源汽车、风力发电、节能家电等领域将拉动稀土永磁材料钕铁硼磁体的需求出现爆发式增长。建议重点关注钕铁硼行业龙头中科三环、宁波韵升，以及稀土资源类企业包钢稀土、厦门钨业等。 钢铁材料、稀有金属新材料、高温合金、高性能合金是属于金属类工程结构材料。 ①、钢铁材料和稀有金属新材料 钢铁材料提高钢材的质量、性能，延长使用周期，在钢铁材料生产中，应用信息技术改造传统的生产工艺，提高生产过程的自动化和智能化程度，实现组织细化和精确控制，提高钢材洁净度和高均匀度，出现低温轧制、临界点温度轧制、铁素体轧制等新工艺。 稀有金属新材料指高强、高韧、高损伤容限钛合金，以及热强钛合金、锆合金、难熔金属合金、钽钨合金、高精度铍材等。 ②、高温合金和高性能合金 高温结构材料主要种类包括：高温合金、粉末合金、高温结构金属间化合物，以及高熔点金属间化合物等。 二、高性能结构材料 从世界上新材料的发展趋势看，钢铁材料和有色金属材料的生产一直在向短流程、高效率、节能降耗、洁净化、高性能化、多功能化的方向发展。结构材料其主要功能是承担负载（如火车、汽车、飞机）。汽车用钢近年来已从一般钢铁发展为使用高强合金钢、铝合金或特殊的高强Mg基合金，高强Ti合金在高强钢中有重要位置，不锈钢则有取代碳钢的趋势。用于军用飞机的Al合金及一般钢材则被先进的Ti合金及高分子基复合材料所取代。进一步还需要发展碳纤维增强复合材料或Al基复合材料。 结构材料的主体有： （1）钢铁 钢铁材料，特别是具有多相结构和复杂成分的优质钢具有重要的应用前景和潜在优势，需要开展相应的基础研究。联系微米和纳米技术的纳米层间结构、织构以及晶界和界面都可视为改善钢铁材料的重要途径。 （2）Al合金 Al基材料及相应的沉淀硬化效应导致高强铝合金的出现，相关技术工艺已发展为“沉淀科学”，它涉及“相”间晶体结构的匹配性以及合金的稳定性，特别是时效合金的稳定性直接影响航空或空间应用，因此可视为Al合金基础研究中的重要问题。 （3）Mg合金 镁及镁合金广泛应用于冶金、汽车、摩托车、航空航天、光学仪器、计算机、电子与通讯、电动、风动工具和医疗器械等领域。镁合金是最轻的工程结构材料，以其优良的导热性、减振性、可回收性、抗电磁干扰及优良的屏蔽性能等特点，被誉为新型“绿