铜的分类

定义
铜是一种化学元素，它的化学符号是Cu，它的原子序数是29，是一种过渡金属。
铜的最普遍用途在于制造电线，通常现时所用的电线都是由纯铜制成，这是因为它的导电性和导热性都仅次于银，但却比银便宜得多。

常见分类
有很多人都认为.铜.就是只有一种.它就是唯一.但其实还有其他不同种类的铜的.比如合金铜

　　黄铜是由铜和锌所组成的合金

　　白铜是铜和镍的合金

　　青铜是铜和除了锌和镍以外的元素形成的合金，主要有锡青铜，铝青铜等

　　紫铜是铜含量很高的铜，其它杂质总含量在1％以下。

铜加工材分类：硫酸铜 氯化铜 铜棒 铜排 铜锭 铜板 铜线 铜合金 粗铜 铜带 氧化铜 铜箔 铜管 铜箔 铜泥 铜铸件 电解铜 其他铜合金材 铜材

　　以纯铜或铜合金制成各种形状包括棒、线、板、带、条、管、箔等统称铜材。铜材的加工有轧制、挤制及拉制等方法，铜材中板材和条材有热轧的和冷轧的；而带材和箔材都是冷轧的；管材和棒材则分为挤制品和拉制品；线材都是拉制品。

一、纯铜

　　纯铜是玫瑰红色金属，表面形成氧化铜膜后呈紫色，故工业纯铜常称紫铜或电解铜。密度为8~9g/cm?，熔点1083℃.纯铜导电性很好，大量用于制造电线、电缆、电刷等；导热性好，常用来制造须防磁性干扰的磁学仪器、仪表，如罗盘、航空仪表等；塑性极好，易于热压和冷力加工，可制成管、棒、线、条、带、板、箔、等铜材。纯铜产品有冶炼品及加工品两种。

　　纯铜即红铜即，又名紫铜，纯铜密度为8.96，熔点为1083℃。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、电火花专用电蚀铜等要求导电性良好的产品。

　　红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、T4)、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。

　　纯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。

　　纯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、硅等显着降低电导率,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。磷能显着降低铜的导电性,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。

二、黄铜

　　黄铜是铜及锌的合金。最简单的黄铜是铜、锌二元合金，称为简单黄铜或普通黄铜。改变黄铜中锌的含量可以得到不同机械性能的黄铜。黄铜中锌的含量越高，其强度也较高，塑性较低。工业中采用的黄铜含锌量不超过45%，含锌量再高将会产生脆性，是合金性能变坏。为了改善黄铜的某种性能，在一元黄铜的基础上加入其他合金元素的黄铜称为特殊黄铜。常用的合金元素有硅、铝、锡、铅、锰、铁与镍等。在黄铜中加铝能提高黄铜的屈服强度和抗腐蚀性，稍降低塑性。含铝小于4%的黄铜具有良好的加工、铸造等综合性能。在黄铜中加入1%的锡能显着改善黄铜的抗海水和海洋大气腐蚀的能力，因此成为“海军黄铜”。锡还能改善黄铜的切削加工性能。黄铜加铅的主要目的是改善切削加工性和提高耐磨性，铅对黄铜的强度影响不大。锰黄铜具有良好的机械性能、热稳定性和抗蚀性；在锰黄铜中加铝，还可以改善它的性能，得到表面光洁的铸件。黄铜可分为铸造和压力加工两类产品。

　　黄铜又分：
　　1）普通黄铜

　　它是由铜和锌组成的合金。

　　当含锌量小于 39% 时，锌能溶于铜内形成单相 a ，称单相黄铜，塑性好，适于冷热加压加工。当含锌量大于 39% 时，有 a 单相还有以铜锌为基的 b 固溶体，称双相黄铜， b 使塑性小而抗拉强度上升，只适于热压力加工。
　　代号用" H ＋数字"表示， H 表示黄铜，数字表示铜的质量分数。如 H68 表示含铜量为 68% ，含锌量为 32% ，的黄铜，铸造黄铜则在代号前" Z "字，如 ZH62。
　　H90 、 H80 单相，金黄色，故有金色共称之，称为镀层，装饰品，奖章等。
　　H68 、 H59 属于双相黄铜，广泛用于电器上的结构件，如螺栓，螺母，垫圈、弹簧等。
　　一般情况下，冷变形加工用单相黄铜 热变形加工用双相黄铜。

　　2）特殊黄铜

　　在普通黄铜中加入其它合金元素所组成的多元合金称为黄铜。常加入的元素有铅、锡、 铝等，相应地可称为铅黄铜 、锡黄铜、铝黄铜。加合金元素的目的。主要是提高抗拉强度改善工艺性。
　　代号：为" H ＋主加元素符号（除锌外）＋铜的质量分数＋主加元素质量分数＋其它元素质量分数"表示。
　　如： HPb59-1 表示铜的质量分数为 59% ，含主加元素铅的质量分数为 1% ，余量为锌的铅黄铜。

三、青铜

　　青铜是历史上应用最早的一种合金，原指铜锡合金，因颜色呈青灰色，故称青铜。为了改善合金的工艺性能和机械性能，大部分青铜内还加入其他合金元素，如铅、锌、磷等。由于锡是一种稀缺元素，所以工业上还是用许多不含锡的无锡青铜，他们不仅价格便宜，还具有所需要的特殊性能。无锡青铜主要有铝青铜、铍青铜、锰青铜、硅青铜等。此外还有成分较为复杂的三元或四元青铜。现在出黄铜和白铜(铜镍合金)以外的铜合金均称为青铜。锡青铜有较高的机械性能，较好的耐蚀性、减摩性和好的铸造性能；对过热和气体的敏感性小，焊接性能好，无铁磁性，收缩系数小。锡青铜在大气、海水、淡水和蒸汽中的抗蚀性都比黄铜高。铝青铜有比锡青铜高的机械性能和耐磨、耐蚀、耐寒、耐热、无铁磁性，有良好的流动性，无偏析倾向，可得到致密的铸件。在铝青铜中加入铁、镍和锰等元素，可进一步改善合金的各种性能。青铜也分为压力加工和铸造产品两大类。

　　代号：表示方法为" Q+ 主加元素符号及质量分数 + 其它元素的质量分数"所组成。铸造产品则在代号前加" Z "字，
　　如： Qal7 表示含铝为 5% ，其余为铜的铝青铜 ZQsn10-1 表示含锡量为 10% ，其它合金元素含量为 1% ，余量为铜的的铸造锡青铜
　　青铜又可分为锡青铜和特殊青铜（即无锡青铜）两类。

　　（1）是由锡为主加元素的铜锡合金，也称为锡青铜

　　当含锡量小于 5~6% ，锡溶于铜中形成 a 固溶体，塑性上升，当含锡量大于 5~6% 时，由于出现了 Cu31sb8 为基的固溶体，抗拉强度下降，所以秤的锡青铜含锡量大多在 3~14% 之间，当含锡量小于 5% ，适用于冷变形加工，当含锡量为 5~7% 时的适用于热变形加工。当含锡量大于 10% 时，适用于铸造。
　　由于 a 与 & 电极电位相近，且成分中的锡氮化后生成致密的二氧化锡薄膜，耐大气、耐海水等的耐蚀性上?皇悄退嵝越喜睢?
　　因为锡青铜结晶温度范围较宽，流动性差，不易形成集中缩孔，而易形成枝晶偏析和分散缩孔，铸造收缩率小，有利于得尺寸极接近于铸型的铸件，所以适于铸造形状复杂。壁厚较大的条件，而不适宜铸造要求致密度高和密封性好的铸件。
　　锡青铜有良好的减摩性，抗磁性及低温韧性。
　　锡青铜按生产方法可分为压力加工锡青铜与铸造锡青铜两大类。
　　A 、压力加工锡青铜
　　含锡量一般小于 8% ，宜冷热压力加工成板 | 、带、棒、管等型材供应，经加工硬化后，其抗拉强度、硬度上升、而塑性下降。再退火后可保持较高抗拉强度下改善塑性、尤其是获得高的弹性极限。
　　适制仪表上要求耐蚀及耐磨件，弹性件，抗磁件及机器中滑动轴承，轴套等
　　常用的有 Qsn4-3 Qsn6.5~0.1 。
　　B 、铸造锡青铜
　　以铸锭供应，由铸造车间铸成铸件使用，适宜铸造形状复杂但致密度要求不高的铸件，如滑动轴承、齿轮等。常用的有 ZQsn10-1 ZQsn6-6-3 。

　　2) 特殊青铜

　　加入其它元素以取代锡，或为无锡青铜，多数特殊青铜都比锡青铜具有更高的机性，耐磨性与耐蚀性，常用的有铝青铜（ QAL7 QAL5 ）铅青铜（ ZQPB30 ）等。
　　以镍为主要添加元素的铜基合金呈银白色，称为白铜。镍含量通常为10%、15%、20%，含量越高，颜色越白。铜镍二元合金称普通白铜，加锰、铁、锌和铝等元素的铜镍合金称为复杂白铜，纯铜加镍能显着提高强度、耐蚀性、电阻和热电性。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。

四、白铜

　　以镍为主要添加元素的铜基合金呈银白色，称为白铜。铜镍二元合金称普通白铜，加锰、铁、锌和铝等元素的铜镍合金称为复杂白铜，纯铜加镍能显着提高强度、耐蚀性、电阻和热电性。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。

辨别方法
　　白铜、黄铜、红铜（也称为"紫铜"）、青铜（青灰色或者灰黄色）是从颜色上区别的。

　　其中白铜、黄铜极易区分；红铜是纯铜（杂质<1％）、青铜（其他合金成分5％左右）稍难以区别。未氧化时，红铜色泽较青铜亮，青铜略带青色或黄色偏暗；氧化后，红铜变为黑色，青铜则位青绿色（多水的有害氧化）或者巧克力色。

　　铜及铜合金的分类和焊接特点

　　(1)纯铜：纯铜常被称作紫铜。它具有良好的导电性、导热性和耐蚀性。纯铜用字母+T}}(铜）表示，如Tl,T2,T3等。氧的含量极低，不大于0. O1％的纯铜称为无氧铜，用TU(铜无）表示，如TU1、TU2等。

　　（2）黄铜：以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。黄铜用+H;（黄）表示如H80、H70,H68等。

　　(3)青铜：以前把铜与锡的合金称作青铜，现在则把除了黄铜以外的铜合金称作青铜。常用的有锡青铜、铝青铜和敏青铜等。青铜用"Q，'（青）表示。

　　铜及铜合金的焊接特点是：(1)难熔合及易变形

　　(2)容易产生热裂纹(3)容易产生气孔

　　铜及铜合金焊接主要采用气焊、惰性气体保护焊、埋弧焊、钎焊等方法。

　　铜及铜合金导热性能好，所以焊接前一般应预热，并采用大线能量焊接。钨极氢弧焊采用直流正接。气焊时，紫铜采用中性焰或弱碳化焰，黄铜则采用弱氧化焰，以防止锌的蒸发。

铜的冶炼
　　从铜矿中开采出来的铜矿石，经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品。

铜矿石的加工
　　工业上使用的铜有电解铜（含铜99.9％～99.95％）和精铜（含铜99.0％～99.7％）两种。前者用于电器工业上，用于制造特种合金、金属丝及电线。后者用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等。

　　a.铜矿石的分类及属性：

　　炼铜的原料是铜矿石。铜矿石可分为三类：

　　（1）硫化矿，如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等。

　　（2）氧化矿，如赤铜矿(Cu2O)、孔雀石[Cu2(OH)2CO3]、蓝铜矿[2CuCO3·Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO3·2H2O)等。

　　（3）自然铜。铜矿石中铜的含量在1％左右（0.5％～3％）的便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去，而得到含铜量较高（8％～35％）的精矿砂。

　　b.铜矿石的冶炼过程：

　　从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂。以黄铜矿为例，首先把精矿砂、熔剂（石灰石、砂等）和燃料（焦炭、木炭或无烟煤）混合，投入"密闭"鼓风炉中，在1000℃左右进行熔炼。于是矿石中一部分硫成为SO2（用于制硫酸），大部分的砷、锑等杂质成为AS2O3、Sb2O3等挥发性物质而被除去：2CuFeS2＋O2=Cu2S＋2FeS＋SO2↑。一部分铁的硫化物转变为氧化物：2FeS＋3O2=2FeO＋2SO2↑。Cu2S跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成"冰铜"（主要由Cu2S和FeS互相溶解形成的，它的含铜率在20％～50％之间，含硫率在23％～27％之间），FeO跟SiO2形成熔渣：FeO＋SiO2=FeSiO3。熔渣浮在熔融冰铜的上面，容易分离，借以除去一部分杂质。然后把冰铜移入转炉中，加入熔剂（石英砂）后鼓入空气进行吹炼（1100～1300℃）。由于铁比铜对氧有较大的亲和力，而铜比铁对硫有较大的亲和力，因此冰铜中的FeS先转变为FeO，跟熔剂结合成渣，而后Cu2S才转变为Cu2O，Cu2O跟Cu2S反应生成粗铜（含铜量约为98.5％）。2Cu2S＋3O2=2Cu2O＋2SO2↑，2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑，再把粗铜移入反射炉，加入熔剂（石英砂），通入空气，使粗铜中的杂质氧化，跟熔剂形成炉渣而除去。在杂质除到一定程度后，再喷入重油，由重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚铜在高温下还原为铜。得到的精铜约含铜99.7％。

铜的冶炼工艺
　　铜冶金技术的发展经历了漫长的过程，但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主，其产量约占世界铜总产量的85%，现代湿法冶炼的技术正在逐步推广，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。 火法冶炼与湿法冶炼（SX－EX）。

　　a.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。近年来出现如白银法、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。

　　生产过程大致如下：

　　除了铜精矿之外,废铜做为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50％左右),一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜:品位在90％以上；黄杂铜（电线）:含铜物料（旧马达、电路板）；由废铜和其他类似材料生产出的铜，也称为再生铜。

b.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。

　　湿法冶炼过程为：

　　c.火法和湿法两种工艺的特点 比较火法和湿法两种铜的生产工艺，有如下特点：

　　（1）后者的冶炼设备更简单，但杂质含量较高，是前者的有益补充。

　　（2）后者有局限性，受制于矿石的品位及类型。

　　（3）前者的成本要比后者高。

　　可见，湿法冶炼技术具有相当大的优越性，但其适用范围却有局限性，并不是所有铜矿的冶炼都可采用该种工艺。不过通过技术改良，这几年已经有越来越多的国家，包括美国、智利、加拿大、澳大利亚、墨西哥及秘鲁等，将该工艺应用于更多的铜矿冶炼上。湿法冶炼技术的提高及应用的推广，降低了铜的生产成本，提高了铜矿产能，短期内增加了社会资源供给，造成社会总供给的相对过剩，对价格有拉动作用。

铜的生产和消费
　　a.铜资源分布：世界铜矿资源主要分布在北美、拉丁美洲和中非三地，目前全世界已探明的储量共3．5亿万吨,其中智利占24%,美国占16.9%,独联体占10.15%,扎伊尔占7.39%,赞比亚占4.55%,秘鲁占3.41%,美洲占了世界储量的60%。 我国铜生产地集中在华东地区，该地区铜生产量占全国总产量的51.84%,其中安徽、江西两省产量约占30%。铜的主要消费地则在华东和华南地区，二者消费量约占全国消费总量70%。

铜的主要用途
　　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，主要是因为它耐用，容易再溶化、再冶炼，因而回收利用相当地便宜。

　　在二十世纪60年代， 铜最大的使用市场是电器和电子市场，约占总数的28%。1997年，这两个市场成为铜消耗的第二大终端用户，拥有25%的股份。在许多电器产品中，（例如：电线、母线、变压器绕组、重型马达、电话线和电话电缆）铜的使用寿命都相当地长，只有经过20到50年以后，里面的铜才可以进行回收利用。其他含铜的电器和电子产品（比如：小型电器和消费电子产品）使用寿命则比较短，一般是5-10年。商业性电子产品和大型电器产品通常要回收的，因为它们除含有铜以外，还有其他珍贵的金属。尽管如此，小型的电子消费产品的回收率还是相当低的，因为它们里面几乎没有多少铜元素。