从利用纯铜,到冶炼铜矿石获得纯铜,再到冶炼出青铜合金,人类经历了相当漫长的一段摸索时光,就好比是魔法世界里用铜一点一点地打造一个闪闪发光的时空隧道。
目前世界上最早的冶炼铜发现于中国的陕西。1973年,在陕西临潼姜寨文化遗址中,发现了一块半圆形黄铜片和一块黄铜管状物,年代测定为公元前4700年左右。值得指出的是,最近在上海光源,采用X射线荧光面扫描分析,发现姜寨黄铜片不同区域的锌含量差异显著,而铅元素呈零星点状分布,其特征与固态还原法制备的黄铜完全相同,从而证明先民在使用天然金属与发明金属铸造之间,都曾采用热煅法或固体还原法冶炼金属。
我国最早用黄铜铸钱开始于明嘉靖年间。
"黄铜"一词最早见于西汉东方朔所撰的《申异经·中荒经》:"西北有宫,黄铜为墙,题日地皇之宫。"
氧化锌在950℃一1000℃的高温下才能较快地被还原成金属锌,而液态锌在906℃时已经沸腾,所以还原得到的金属锌以蒸气状存在。在冷却时反应逆转,蒸气锌为炉中的二氧化碳再氧化成氧化锌,因此要得到金属锌必须有特殊的冷凝装置。这是金属锌的使用比铜、铅、锡、铁的使用晚得多的原因,也是黄铜铸币出现较晚的原因之一。
测量黄铜的纯度可以用阿基米德原理测量,测量出样品的体积和质量,再根据铜的密度和锌的密度计算可以得出黄铜中所含铜的比例。
它是由铜和锌组成的合金。
当含锌量小于35%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。
当含锌量为36%~46%时,有a单相还有以铜锌为基的β固溶体,称双相黄铜,β相使黄铜塑性减小而抗拉强度上升,只适于热压力加工
若继续增加锌的质量分数,则抗拉强度下降,无使用价值
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
如Zcuzn38表示含锌量为38%,余量为铜的铸造黄铜。
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。
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。
普通黄铜是铜锌二元合金,其含锌量变化范围较大,因此其室温组织也有很大不同。根据Cu-Zn二元状态图(图6),黄铜的室温组织有三种:含锌量在35%以下的黄铜,室温下的显微组织由单相的α固溶体组成,称为α黄铜;含锌量在36%~46%范围内的黄铜,室温下的显微组织由(α+β)两相组成,称为(α+β)黄铜(两相黄铜);含锌量超过46%~50%的黄铜,室温下的显微组织仅由β相组成,称为β黄铜。
为了提高黄铜的耐蚀性、强度、硬度和切削性等,在铜-锌合金中加入少量(一般为1%~2%,少数达3%~4%,极个别的达5%~6%)锡、铝、锰、铁、硅、镍、铅等元素,构成三元、四元、甚至五元合金,即为复杂黄铜,亦称特殊黄铜。
特殊黄铜中的α相及β相是多元复杂固溶体,其强化效果较大,而普通黄铜中的α及β相是简单的Cu-Zn固溶体,其强化效果较低。虽然锌当量相当,多元固溶体与简单二元固溶体的性质是不一样的。所以,少量多元强化是提高合金性能的一种途径。
锡能溶入铜基固溶体中,起固溶强化作用。但是随着含锡量的增加,合金中会出现脆性的r相(CuZnSn化合物),不利于合金的塑性变形,故锡黄铜的含锡量一般在0.5%~1.5%范围内。
常用的锡黄铜有HSn70-1,HSn62-1,HSn60-1等。前者是α合金,具有较高的塑性,可进行冷、热压力加工。后两种牌号的合金具有(α+β)两相组织,并常出现少量的r相,室温塑性不高,只能在热态下变形。
锰黄铜具有(α+β)组织,常用的有HMn58-2,冷、热态下的压力加工性能相当好。
铁黄铜中,铁以富铁相的微粒析出,作为晶核而细化晶粒,并能阻止再结晶晶粒长大,从而提高合金的机械性能和工艺性能。铁黄铜中的铁含量通常在1.5%以下,其组织为(α+β),具有高的强度和韧性,高温下塑性很好,冷态下也可变形。常用的牌号为Hfe59-1-1。
热加工温度750~830℃;退火温度520~650℃;消除内应力的低温退火温度260~270℃。
环保黄铜C26000C2600塑性优良,强度较高,切削加工性好,焊接,耐蚀性好,热交换器,造纸用管,机械,电子零件。
规格(mm):规格:厚度:0.01-2.0mm,宽度:2-600mm;
硬度:O、1/2H、3/4H、H、EH、SH等;
适用标准:GB、JISH、DIN、ASTM、EN;
特长:优良切削性能适用于自动车床数控车床加工的高精度零部件。
根据中国《有色金属及合金产品牌号表示方法》的规定,黄铜采用代号(汉语拼音字母)"H"表示。普通黄铜用"H"加基本元素铜的含量表示,如:68铜表示为H68,65铜表示为H65,H62同理。