銅合金的應用工業

黃銅以鋅作首要增加元素的銅合金﹐具有美麗的黃色﹐總稱黃銅。銅鋅二元合金稱一般黃銅或稱簡略黃銅。三元以上的黃銅稱特別黃銅或稱凌亂黃銅。含鋅低於36%的黃銅合金由固溶體組成﹐具有杰出的冷加工功能﹐如含鋅30%的黃銅常用來制造彈殼﹐俗稱彈殼黃銅或七三黃銅。含鋅在36～42%之間的黃銅合金由和固溶體組成﹐其間最常用的是含鋅40%的六四黃銅。為了改進一般黃銅的功能﹐常增加其他元素﹐如鋁﹑鎳﹑錳﹑錫﹑硅﹑鉛等。鋁能前進黃銅的強度﹑硬度和耐蝕性﹐但使塑性下降﹐適協作海輪冷凝管及其他耐蝕零件。錫能前進黃銅的強度和對海水的耐腐性﹐故稱水兵黃銅﹐用作船舶熱工設備和螺旋槳等。鉛能改進黃銅的切削功能；這種易切削黃銅常用作掛鐘零件。黃銅鑄件常用來制造閥門和管道配件等。船舶常用的消防栓防爆月牙扳手，就是黃銅加鋁鑄造而成。

電氣工業

電力運送

力運送中需求許多消耗高導電性的銅，首要用于動力電線電纜、匯流排、變壓器、開關、接插元件和聯接器等。

在電線電纜的輸電過程中，因為電阻發熱而白白浪費電能。從節能和經濟的視點考慮，現在國際上正在推廣""最 佳電纜截面""規范。過去盛行的規范，單純地從下降一次裝置投資的視點出發，為了盡量減小電纜截面，以在設計要求的額定電流下，不至呈現危險過熱，來確定電纜的最 低允許尺度。按這種規范鋪設的電纜，盡管裝置費低了；可是在長期運用過程中，電阻能耗卻比較大。""最 佳電纜截面""規范，則兼顧一次裝置費用和電能消耗這兩個要素，恰當放大電纜尺度，以到達節能和最 佳歸納經濟效益的目的。依照新的規范，電纜截面往往要比老規范加大一倍以上，能夠獲得50%左右的節能效果。

我國在過去一段時間內，因為鋼供不應求，考慮到鋁的比重只要銅的 30%，在期望減輕重量的架空高壓輸電線路中曾采取以鋁代銅的方法。地下電纜。在這種情況下，鋁與銅比較，存在導電性差和電纜尺度較大的缺點，而相形見絀。

相同的原因，以節能高效的銅繞組變壓器，替代舊的鋁繞組變壓器，也是正確的挑選。

電機制造

在電機制造中，廣泛運用高導電和高強度的銅合金。首要用銅部位是定子、轉子和軸頭等。在大型電機中，繞組要用水或氫氣冷卻，稱為雙水內冷或氫氣冷卻電機，這就需求大長度的中空導線。

電機是運用電能的大戶，約占全部電能供給的60%。一臺電機作業累計電費很高，一般在最初作業5 00小時內就到達電機本易的本錢，一年內相當于本錢的4～ 16倍，在整個作業壽命期間能夠到達本錢的200倍。電機功率的少數進步，不光能夠節能；并且能夠獲得顯著的經濟效益。開發和運用高效電機，是當時國際上的一個搶手課題。因為電機內部的能量消耗，首要來源于繞組的電阻損耗；因而，增大銅線截面是開展高效電機的一個關鍵方法。和率先開宣布來的一些高效電機與傳統電機比較，銅繞組的運用量增加25～ 100%。美國能源部正在贊助一個開發項目，擬選用鑄入銅的技能出產電機轉子。

通訊電纜

80年代以來，因為光纖電纜載流容量大等長處，在通訊干線上不斷替代銅電纜，而敏捷推廣運用?？墒?，把電能轉化為光能，以及輸入用戶的線路仍需運用許多的銅。跟著通訊事業的開展，人們對通訊的依托越來越大，對光纖電纜和銅電線的需求都會不斷增加。

住所電氣線路

跟著我國人民生活水平進步，家電敏捷遍及，住所用電負荷增加很快。如圖6.6所示，1987年居民用電量為 269.6億度（ l度=1千瓦?小時），10后年的 1996年猛升到 1131億度，增加 3.2倍。盡管如此，與發達國家比較仍有很大距離。例如，1995年美國的人均用電量是我國的14.6倍，日本是我國的8.6倍。我國居民用電量今后仍有很大開展。預計從 1996年到2005年，還要增加l．4倍。

電子工業

電子工業是新興產業，在它欣欣向榮的開展過程中，不斷開宣布鋼的新產品和新的運用領域。它的運用己從電真空器材和印刷電路，開展到微電子和半導體集成電路中。

電真空器材

電真空器材首要是高頻和超高頻發射管、波導管、磁控管等，它們需 要高純度無氧銅和彌散強化無氧銅。

印刷電路

銅印刷電路，是把銅箔作為外表，粘貼在作為支撐的塑料板上；用照相的方法把電路布線圖印制在銅版上；經過浸蝕把多余的部分去掉而留下相互銜接的電路。然后，在印刷線路板上與外部的銜接處沖孔，把分立元件的接頭或其它部分的終端插入，焊接在這個口路上，這樣一個完好的線路便拼裝完結了。假如選用浸鍍法，一切接頭的焊接能夠一次完結。這樣，關于那些需求精密布置電路的場合，如無線電、電視機，計算機等，選用印刷電路能夠節省許多布線和固定回路的勞作；因而得到廣泛運用，需求消費許多的銅箔。此外，在電路的銜接中還需用各種價格低廉、熔點低、流動性好的銅基釬焊資料。

集成電路

微電子技能的中心是集成電路。集成電路是指以半導體晶體資料為基片（芯片），選用專門的工藝技能將組成電路的元器材和互連線集成在基片內部、外表或基片之上的微小型化電路。這種微電路在結構上比最緊湊的分立元件電路在尺度和重量上小成千上萬倍。它的呈現引起了計算機的巨大變革，成為現代信息技能的根底。己開宣布的超大規劃集成電路，在比小姆指甲還小的單個芯片面積上，能做出的晶體管數目，己達十萬乃至百萬以上。國際聞名的計算機公司IBM（國際商業機器公司），己選用銅替代硅芯片中的鋁作互連線，取得了突破性進展。這種用銅的新式微芯片，能夠獲得30%的效能增益，電路的線尺度能夠減小到0.12微米，可使在單個芯片上集成的晶體管數目到達200萬個。這就為陳舊的金屬銅，在半導體集成電路這個最 新技能領域中的運用，創始了新局面 [1]  。

引線結構

為了維護集成電路或混合電路的正常作業，需求對它進行封裝；并在封裝時，把電路中許多的接頭從密封體內引出來。這些引線要求有一定的強度，構成該集成封裝電路的支承骨架，稱為引線結構。實際出產中，為了高速大批量出產，引線結構通常在一條金屬帶上按特定的排列方法接連沖壓而成。結構資料占集成電路總本錢的1/3～ l/4，并且用量很大；因而，有必要要有低的本錢。

銅合金價格低廉，有高的強度、導電性和導熱性，加工功能、針焊性和耐蝕性優 秀，經過合金化能在很大范圍內操控其功能，能夠較好地滿足引線結構的功能要求，己成為引線結構的一個重要資料。它是現在銅在微電子器材頂用量最多的一種資料。

交通工業

船舶

因為杰出的耐海水腐蝕功能，許多銅合金，如：鋁青銅、錳青銅、鋁黃銅、炮銅（錫鋅青銅）、白鋼以及鎳銅合金（蒙乃爾合金）己成為造船的規范資料。一般在軍艦和商船的自重中，銅和銅合金占2～3%。

軍艦和大部分大型商船的螺旋漿都用鋁青銅或黃銅制造。大船的螺旋漿每支重 20～ 25噸。伊麗莎白皇后號和瑪麗皇后號航母的螺旋漿每支重達3 5噸。大船沉重的尾軸常用""海軍上將""炮銅，舵和螺旋漿的錐形螺栓也用相同資料。引擎和鍋爐房內也許多用鋼和銅合金。國際上第 一艘核動力商船，運用了30噸白銅冷凝管。用鋁黃銅管作油罐的大型加熱線圈，在10萬噸級的船上就有12個這種儲油罐，相應的加熱體系規劃相當大。船上的電氣設備也很雜亂，發動機、電動機、通訊體系等簡直徹底依托銅和銅合金來作業。大小舟只的船艙內經常用鋼和銅合金來裝飾。乃至木制小舟，也最 好用鋼合金（通常是硅青銅）的螺絲和釘子來固定木結構，這種螺絲能夠用滾軋許多出產出來。

為了防止船殼被海生物污損影響航行，經常選用包覆銅加以維護；或用刷含銅油漆的方法來處理。

二次國際大戰中，為御防德國磁性水雷對艦船的突擊，曾開展了抗磁性水雷設備，在鋼船殼周圍附一圈銅帶，通上電流以中和船的磁場，這樣就能夠不引爆水雷。從1944年以后，盟軍的一切船舶，共計約18，000艘，都裝上了這種去磁設備而得到了維護。一些大型主力艦為此需用許多的銅，例如其間一艘用去銅線長 28英里，重約 30噸。

轎車

轎車用銅每輛10～2I公斤，隨轎車類型和大小而異，關于小轎車約占自重的6～9%%。銅和銅合金首要用于散熱器、制動體系管路、液壓設備、齒輪、軸承、剎車摩擦片、配電和電力體系、墊圈以及各種接頭、配件和飾件等。其頂用鋼量比較大的是散熱器?，F代的管帶式散熱器，用黃銅帶焊接成散熱器管子，用薄的銅帶折曲成散熱片。

為了進一步進步銅散熱器的功能，增強它對鋁散熱器的競爭力，作 了許多改進。在原料方面，向銅中增加微量元素，以到達在不損失導熱性的前 提下，進步其強度和軟化點，然后減薄帶材的厚度，節省用鋼量；在制造工藝方面，選用高頻或激光焊接銅管，并用鋼釬焊替代易受鉛污染的軟焊拼裝散熱 器芯體。這些盡力的結果示于表6.2，與釬焊鋁散熱器比較，在相同的散熱條件 下，即在相同的空氣和冷卻劑的壓力降下，新式銅散熱器的重量更輕，尺度顯 著縮??；再加上鋼的耐蝕性好、運用壽命長，銅散熱器的優勢就更明顯。此外，為了環保，大力推廣和開展電動轎車，每輛轎車的用鋼量將成倍增加。

鐵路

鐵路的電氣化對銅和銅合金的需求量很大。每公里的架空導線需用2 噸以上的異型銅線。為了進步它的強度，往往參加少數的銅（約1%）或銀 （約of%）。此外，列車上的電機、整流器、以及操控、制動、電氣和信 號體系等都要依托銅和銅合金來作業。

飛機

飛機的航行也離不開銅。例如：飛機中的配線、液壓、冷卻和氣動體系需運用銅材，軸承堅持器和起落架軸承選用鋁青銅管材，導航儀表運用抗磁鋼合金，眾多儀表中運用破銅彈性元件等等。

輕工業

輕工業產品與人民生活密切相關，品種繁多、五花八門。因為銅具有杰出歸納功能，到處能夠看到它大顯神通的蹤跡?，F僅舉數例如下：

空調器和冷凍機

空調器和冷凍機的控溫效果，首要經過熱交換器銅管的蒸騰及冷凝作 用來實現。熱交換傳熱管的尺度和傳熱功能，在很大程度上決議了整個空 調機和制冷設備的效能和小型化。在這些機器上選用的都是高導熱功能的異型銅管。運用鋼的杰出加工功能，開發和出產出帶有內槽和高翅片的散熱管，用于制造空調器、冷凍機、化工及余熱口收等設備中的熱交換器，可使新式熱交換器的總熱傳導系數進步到用一般管的2～3倍，和用一般低翅片管的 1.2～1.3倍，己在國內運用，可節省 40%的銅，并使熱交換器體積縮小 1/3以上。

掛鐘

出產的掛鐘，計時器和有掛鐘組織的設備，其間大部分的作業部件都用""掛鐘黃銅""制造。合金中含1.5-2%的鉛，有杰出加工功能，適合于大規劃出產。例如，齒輪由長的擠壓黃銅棒切出，平輪由相應厚度的帶材沖出，用黃銅或其它銅合金制造摟刻的鐘外表以及螺絲和接頭等等。許多廉價的手表用炮銅（錫鋅青銅）制造，或鍍以鎳銀（白銅）。一些聞名的大鐘都用鋼和銅合金制造。英國""大笨鐘""的時針用的是實心炮銅桿，分針用的是14英尺長的銅管。

一個現代化的掛鐘廠，以銅合金為首要資料，用壓力機和準確的模具加工，每天能夠出產一萬到三萬只掛鐘，費用很低。

造紙

在當時信息萬變的社會里，紙張消費量很大。紙張外表看來簡單，可是造紙工藝卻很雜亂，需求經過許多步驟，運用許多機器，包括冷卻器、蒸騰器、打漿器、造紙機等等。其間許多部件，如：各種熱交換管、輥輪、沖擊棒、半液體泵和絲網等，大部分都用鋼合金制造。

例如，選用的長網造紙機，它要將制好的紙漿噴到快速運動的具有細微網孔（ 40～60目）的網布上。網布由黃銅和磷青銅絲編織而成，它的寬度很大，一般在20英尺（6米）以上，要求堅持徹底平直。網布在一系列小的黃銅或銅輥子上運動，當帶著噴附其上的紙漿經過時，濕氣從下面空吸出去。網子一起振動以使紙漿中的小纖維粘結在一起。大型造紙機的網布尺度很大，能夠到達寬26英尺8英寸（ 8. l米）和長100英尺（ 3 0. 5米）。濕紙漿不光含水，并且含有造紙過程中運用的化學藥劑，腐蝕性很強。為了保證紙張質量，對網布資料要求很嚴，不光要有高的強度和彈性；并且要抗紙漿腐蝕，銅合金徹底能夠勝任。

印刷

印刷頂用銅版進行照相制版。外表拋光的銅版用感光乳膠敏化后，在它上面照相成像。感光后的銅版需加熱使膠硬化。為防止受熱軟化，銅中往往含有少數的銀或砷，以進步軟化溫度。然后，對版子進行腐蝕，形成散布著凹凸點子圖形的印刷外表。

在自動排字機上，要經過黃銅字型塊的編列，來制造版型，這是銅在印刷中的另一個重要用處。字型塊通常用的是含鉛黃銅，有時也用銅或青銅。

醫藥

制藥工業中，各類蒸、煮、真空設備等都用純銅制造。在醫療器械中則 廣泛運用鋅白銅。銅合金仍是眼鏡架的常用資料等

建筑業

因為r銅水管具有漂亮耐用、裝置方便、安全防火、衛生保健等許多長處，使它與鍍鋅鋼管和塑料管比較存在明顯優越的價格功能比。在住所和共用建筑中，用于供水、供熱、供氣以及防火噴淋體系，日益受到人們的喜愛，成為當時的首 選資料。在發達國家中，銅制供水體系己占很大比重。美國紐約聲稱國際第六樓房的曼哈頓大廈，其間僅供水體系一項，就用去銅管 6萬英尺 （l公里）。在歐洲，飲水用鋼管消耗量很大。英國的飲水用銅管消耗量平均每人每年1.6公斤，日本為0.2公斤。因為鍍鋅鋼管簡單銹蝕，許多國家己明令禁用。香港早于1996年 1月起制止運用，上海也于 1998年5月起實行。我國在房屋建設中推廣運用銅管道體系，勢在必行。

航天

最近發現了一些臨界溫度更高的資料，稱為""高溫超導資料""，它們大多是復合氧化物。較早發現和比較聞名的一種是含鉛的銅基氧化物（ YB2 Cu3 O7），臨界溫度為90K，能夠在液氮溫度下作業。但還沒有獲得臨界溫度在室溫附近的資料；并且這些資料難于做成大塊物體，它們能經過可堅持超導性的電流密度也不夠高。因而，還未能在強電的場合下運用，有待進一步研討開發。

航天技能、火箭、衛星和航天飛機中，除了微電子操控體系和儀器、儀表設備以外，許多關鍵性的部件也要用到銅和銅合金。例如：火箭發動機的燃燒室和推力室的內村，能夠運用鋼的優 秀導熱性來進行冷卻，以堅持溫度在允許的范圍內。亞里安那5號火箭的燃燒室內襯，用的是銅一銀一結合金，在這個內襯內加工出360個冷卻通道，火箭發射時通入液態氫進行冷卻。

此外，銅合金也是衛星結構中承載構件用的規范資料。衛星上的太陽翼板通常是由銅與其它幾個元素的合金制成的。

銅合金屬于金屬資料。