属性
- 合金类型:二元
- 内容:铜和锌
- 密度:8.3-8.7克/厘米3
- 熔点:1652-1724°F(900-940°C)
- 莫氏硬度:3-4
特点
不同黄铜的确切性能取决于黄铜合金的组成,特别是铜锌比。
然而,一般来说,所有的黄铜都因其机械加工性或金属可以在保持高强度的同时形成所需形状和形状的容易程度而受到重视。
虽然锌含量高和低的黄铜之间存在差异,但所有黄铜都被认为具有可塑性和延展性 (低锌黄铜更多)。 由于其熔点低,黄铜也可以相对容易地浇铸。 但是,对于铸造应用,通常优选高锌含量。
具有较低锌含量的印刷品可以很容易地冷加工,焊接和钎焊。 高铜含量还可使金属在其表面形成保护性氧化层(铜锈),防止进一步腐蚀,这是将金属暴露于潮湿和风化的应用中的宝贵属性。
该金属具有良好的导热性和导电性 (导电率可达纯铜的23%〜44%),具有耐磨,耐火花的特点。
像铜一样,其抑菌性能已经导致其用于浴室固定装置和医疗保健设施。
黄铜被认为是低摩擦和非磁性合金,而其声学特性已经导致其在许多“铜管乐队”乐器中的使用。 艺术家和建筑师重视金属的美学属性,因为它可以从深红色到金黄色的各种颜色生产。
历史
铜锌合金早在公元前5世纪在中国生产,并在公元前2世纪和3世纪广泛用于中亚。 然而,这些装饰金属片最好称为“天然合金”,因为没有证据表明他们的生产者有意识地合金化铜和锌。 相反,这些合金很可能是由含锌丰富的铜矿石熔炼而成,生成粗黄铜样金属。
希腊文和罗马文献指出,在公元前1世纪左右, 使用铜和富含氧化锌的矿石(称为炉甘石)故意生产类似于现代黄铜的合金。 使用渗碳工艺生产卡拉明黄铜,其中铜在含有磨石灰石(或炉甘石)矿石的坩埚中熔化。
在高温下,存在于这种矿石中的锌变成蒸汽并渗透铜,从而产生具有17-30%锌含量的相对纯净的黄铜。 这种黄铜生产方法被使用了近2000年,直到19世纪初。 在罗马人发现如何生产黄铜之后不久,该合金就被用于现代土耳其地区的造币。 这很快蔓延整个罗马帝国。
类型
“黄铜”是一个泛指的术语,指的是广泛的铜锌合金。
实际上,EN(欧洲标准)标准规定了60多种不同类型的黄铜。 取决于特定应用所需的性能,这些合金可以具有宽范围的不同组成。
生产
黄铜通常由废铜和锌锭生产。 废铜是根据其杂质选择的,因为需要某些附加元素才能生产出所需的黄铜级别。
由于锌在1665°F(907°C)开始沸腾并蒸发,低于1981°F(1083°C)的铜熔点,所以铜必须先熔化。 一旦熔化,就以适合所生产黄铜等级的比例添加锌。 尽管仍然有一些锌损失汽化。
此时,将任何其他金属(如铅 ,铝,硅或砷)添加到混合物中以生成所需的合金。
一旦熔融合金准备好了,它就会倒入模具中,凝固成大块的板坯或坯料。 钢坯 - 通常是α-β黄铜 - 可以通过热挤压直接加工成线材,管材和管材,这包括将热金属通过模具或热锻造。
如果不是挤压或锻造,则钢坯再加热并通过钢辊(一种称为热轧的过程)进料。 结果是厚度小于半英寸(<13mm)的板坯。 冷却后,黄铜然后通过铣削机或黄铜机,从金属上切下薄层,以去除表面铸造缺陷和氧化物。
在气体气氛下防止氧化,合金被再次加热和轧制,一个过程被称为退火,然后再在较冷的温度下冷轧(冷轧)成约0.1“(2.5mm)厚的片材。冷轧过程使黄铜的内部晶粒结构发生变形,导致金属更坚硬更坚硬,这一步骤可以重复进行,直到达到所需的厚度或硬度。
最后,锯切和剪切片材以产生所需的宽度和长度。 所有的板材,铸造,锻造和挤压黄铜材料都给予化学浴,通常使用盐酸和硫酸来去除黑色氧化铜垢和玷污。
应用
黄铜的宝贵性能和相对易于生产使其成为最广泛使用的合金之一。 编制所有黄铜应用程序的完整列表将是一项艰巨的任务,但要了解行业和黄铜产品的类型,我们可以根据所用黄铜的等级对一些最终用途进行分类和总结:
易切削黄铜(例如C38500或60/40黄铜):
- 螺母,螺栓,螺纹部分
- 码头
- 喷气机
- 丝锥
- 喷油器