紫铜

简介

紫铜，又名红铜，具有很好的导电性和导热性，塑性极好，易于热压和冷压力加工，大量用于制造电线、电缆、电刷、电火花专用蚀电蚀铜等要求导电性良好的产品。

紫铜的电导率和热导率仅次于银，广泛用于制作导电、导热器材。紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）、碱、盐溶液及多种有机酸（醋酸、柠檬酸）中，有良好的耐蚀性，用于化学工业。另外，紫铜有良好的焊接性，可经冷、热塑性加工制成各种半成品和成品。20世纪70年代，紫铜的产量超过了其他各类铜合金的总产量。1

性质分类

紫铜因呈紫红色而得名。它不一定是纯铜，有时还加入少量脱氧元素或其他元素以改善材质和性能，因此也归入铜合金。中国紫铜加工材按成分可分为：普通紫铜（T1、T2、T3）、无氧铜（TU1、TU2和高纯、真空无氧铜）、脱氧铜（TUP、TUMn）、添加少量合金元素的特种铜（砷铜、碲铜、银铜）四类。紫铜的电导率和热导率仅次于银，广泛用于制作导电、导热器材。紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）、碱、盐溶液及多种有机酸（醋酸、柠檬酸）中有良好的耐蚀性。

常用的铜合金分为黄铜﹑青铜﹑白铜3大类。

紫铜性能

普通性能

紫铜是比较纯净的一种铜，一般可近似认为是纯铜，导电性、塑性都较好，但强度、硬度较差一些。紫铜具有优良的导热性、延展性和耐蚀性。紫铜中的微量杂质对铜的导电、导热性能有严重影响。其中钛、磷、铁、硅等显著降低电导率，而镉、锌等则影响很小。硫、硒、碲等在铜中的固溶度很小，可与铜生成脆性化合物，对导电性影响不大，但能降低加工塑性。

紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）、碱、盐溶液及多种有机酸（醋酸、柠檬酸）中，有良好的耐蚀性，用于化学工业。另外，紫铜有良好的焊接性，可经冷、热塑性加工制成各种半成品和成品。20世纪70年代，紫铜的产量超过了其他各类铜合金的总产量。

物理性能

紫铜中的微量杂质对铜的导电、导热性能有严重影响。其中钛、磷、铁、硅等显著降低电导率，而镉、锌等则影响很小。氧、硫、硒、碲等在铜中的固溶度很小，可与铜生成脆性化合物，对导电性影响不大，但能降低加工塑性。普通紫铜在含氢或一氧化碳的还原性气氛中加热时，氢或一氧化碳易与晶界的氧化亚铜（Cu2O）作用，产生高压水蒸气或二氧化碳气体，可使铜破裂。这种现象常称为铜的“氢病”。氧对铜的焊接性有害。铋或铅与铜生成低熔点共晶，使铜产生热脆；而脆性的铋呈薄膜状分布在晶界时，又使铜产生冷脆。磷能显著降低铜的导电性,但可提高铜液的流动性，改善焊接性。适量的铅、碲、硫等能改善可切削性。紫铜退火板材的室温抗拉强度为22～25公斤力/毫米2,伸长率为45～50%，布氏硬度（HB）为35～45。

纯铜导热系数为386.4 W/(m·K)。

动态力学特性参数

1.弹性模量：弹性模量是材料在受到一定应力时发生弹性形变的能力大小的量度，用E表示。弹性模量给出了材料的刚性程度，具有重要的材料性质参数。对于紫铜，其弹性模量约为100-110 GPa。

2.剪切模量：剪切模量是指材料在受到剪切应力时变形产生的反力与应力之比，在材料力学中具有重要的作用。对于紫铜，其剪切模量约为45-50 GPa。

3.泊松比：泊松比是指材料在各向同性条件下，在一个方向上受到压力时，将在垂直于此方向的两个方向上等比例地膨胀或收缩的比值。泊松比是介于0和0.5之间的数值，对于紫铜，其泊松比约为0.33。

用途

紫铜的用途比纯铁广泛得多，每年有50%的铜被电解提纯为纯铜，用于电气工业。这里所说的紫铜，确实要非常纯，含铜达99.95%以上才行，极少量的杂质，特别是磷、砷、铝等，会大大降低铜的导电率。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。铜中含氧（炼铜时容易混入少量氧）对导电率影响很大，用于电气工业的铜一般都必须是无氧铜。另外，铅、锑、铋等杂质会使铜的结晶不能结合在一起，造成热脆，也会影响纯铜的加工。这种纯度很高的纯铜，一般用电解法精制：把不纯铜（即粗铜）作阳极，纯铜作阴极，以硫酸铜溶液为电解液。当电流通过后，阳极上不纯的铜逐渐熔解，纯铜便逐渐沉淀在阴极上。这样精制而得的铜。纯度可达99.99%。

紫铜还用于电机短路环，电磁加热感应器的制作和大功率电子元件上面，接线排接线端子之类的。

紫铜也运用到了门、窗、扶手等家具及装饰上。

紫铜的焊接

1、氧乙炔焊

紫铜氧乙炔焊时可采用丝201（或丝202）焊丝与熔剂301。焊前经400~700℃预热，焊接火焰采用中性焰和较大的火焰功率。采用较少的焊接层数，焊后锤击焊缝减小焊接应力。

2、焊条电弧焊

紫铜焊条电弧焊可选用铜107或铜227焊条。电源采用直流反接。焊前预热温度300~500℃，焊接时采用短弧、直线往返运条，焊后锤击焊缝，减小焊接应力。

3、钨极氩弧焊

紫铜钨极氩弧焊所用的焊丝及熔剂与氧乙炔焊时相同，电源采用直流正接。焊前要预热，但温度不宜过高。2