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特種這里主要指含鋁量在11.5%以上、15%以下的鋁青銅。除鋁外的元素組分和普通鋁青銅相差不大。因為含鋁量的差異,使得特種鋁青銅有著比合金鋼更加高的強度和接近合金鋼的硬度。被廣泛用于力結構件、傳動件等。
此外,因其良好的耐腐蝕性、抗壓抗磨能力,還用于高速列車的傳動軸齒輪。中國不能量產。
鋁青銅焊接要點焊接鋁青銅的主要困難是鋁的氧化,生成致密而難熔的Al2O3薄膜覆蓋在熔滴和熔池表面。易在焊縫中產生夾渣、氣孔和未熔合等缺陷。鋁的氧化物和防止鋁的氧化成為焊接鋁青銅成敗的關鍵。此外w(Al)<7%的單相鋁青銅具有熱脆性,在熱影響區易產生裂紋,比較難焊。w(A1)≥7%的單相合金和雙相合金,采取一些防裂措施是可以焊接的。
一般不采用氣焊,因為很難完全鋁的氧化物有害作用。如果必須采用氣焊,則須對焊絲、焊接坡口作徹底清理,使用含氯化鹽和氟化鹽的熔劑。嚴格采用中性焰等措施。
焊條電弧焊一般用于鋁青銅鍛件或鑄件的焊補。采用ECuAl-c(即T237)焊條。除薄件(≤3mm)外,需采用70°~90°的V形坡口;薄件常不預熱,對于 w(Al)<10%的合金,預熱和層間溫度一般不應超過150℃。焊接鋁含量為10%~13%的鋁青銅,厚工件預熱和層間溫度約260℃,焊件宜快速冷卻。采用直流反接,短弧和窄焊道施焊。多層焊時層間必須徹底清渣。
以錫為主要合金元素的青銅。含錫量一般在3~14%之間,主要用于制作彈性元件和耐磨零件。變形錫青銅的含錫量不超過 8%,有時還添加磷、鉛、鋅等元素。磷是良好的脫氧劑,還能改善流動性和耐磨性。錫青銅中加鉛可改善可切削性和耐磨性,加鋅可改善鑄造性能。這種合金具有較高的力學性能、減磨性能和耐蝕性,易切削加工,釬焊和焊接性能好,收縮系數小,無磁性。可用線材火焰噴涂和電弧噴涂制備青銅襯套、軸套、抗磁元件等涂層。尺寸規格有Ф1.6mm、Ф2.3mm。具有較高的強度、耐蝕性和優良的鑄造性能,長期以來廣泛應用于各工業部門中
我國在過去一段時間內,由于鋼供不應求,考慮到鋁的比重只有銅的 30%,在希望減輕重量的架空高壓輸電線路中曾采取以鋁代銅的措施。地下電纜。在這種情況下,鋁與銅相比,存在導電性差和電纜尺寸較大的缺點,而相形見絀。
同樣的原因,以節能的銅繞組變壓器,取代舊的鋁繞組變壓器,也是明智的選擇。
電機制造
在電機制造中,廣泛使用高導電和高強度的銅合金。主要用銅部位是定子、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,這就需要大長度的中空導線。
電機是使用電能的大戶,約占全部電能供應的60%。一臺電機運轉累計電費很高,一般在初工作5 00小時內就達到電機本易的成本,一年內相當于成本的4~ 16倍,在整個工作壽命期間可以達到成本的200倍。電機效率的少量提高,不但可以節能;而且可以獲得顯著的經濟效益。開發和應用電機,是當前世界上的一個熱門課題。由于電機內部的能量消耗,主要來源于繞組的電阻損耗;因此,增大銅線截面是發展電機的一個關鍵措施。和率先開發出來的一些電機與傳統電機相比,銅繞組的使用量增加25~ 。美國能源部正在資助一個開發項目,擬采用鑄入銅的技術生產電機轉子。
通訊電纜80年代以來,由于光纖電纜載流容量大等優點,在通訊干線上不斷取代銅電纜,而迅速推廣應用。但是,把電能轉化為光能,以及輸入用戶的線路仍需使用大量的銅。隨著通訊事業的發展,人們對通訊的依賴越來越大,對光纖電纜和銅電線的需求都會不斷增加。
住宅電氣線路
隨著我國人民生活水平提高,家電迅速普及,住宅用電負荷增長很快。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,與發達相比仍有很大差距。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發展。預計從 1996年到2005年,還要增長l.4倍。
電子工業
電子工業是新興產業,在它蒸蒸日上的發展過程中,不斷開發出鋼的新產品和新的應用領域。它的應用己從電真空器件和印刷電路,發展到微電子和半導體集成電路中。
電真空器件
電真空器件主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,是把銅箔作為表面,粘貼在作為支撐的塑料板上;用照相的辦法把電路布線圖印制在銅版上;通過浸蝕把多余的部分去掉而留下相互連接的電路。然后,在印刷線路板上與外部的連接處沖孔,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,這樣一個完整的線路便組裝完成了。如果采用浸鍍法,所有接頭的焊接可以一次完成。這樣,對于那些需要精細布置電路的場合,如無線電、電視機,計算機等,采用印刷電路可以節省大量布線和固定回路的勞動;因而得到廣泛應用,需要消費大量的銅箔。此外,在電路的連接中還需用各種價格低廉、熔點低、流動性好的銅基釬焊材料。
發展趨勢1、國際銅消費仍保持一定增長速度,但增幅回落:90年代以來。在國際銅消費增長中起較大作用的主要是兩類。一類是北美和歐洲的發達,如美國、加拿大、法國、德國、意大利、英國、日本等。另一類是亞洲和南美的發展中、欠發達及地區,如中國、印度、韓國、中國臺灣省、馬來西亞、泰國、菲律賓、印度尼西亞、巴西、智利等。;肖費比例兩類大致各占一半。從今后的發展趨勢看,類銅消費量已經基本趨于穩定,銅消費增長幅度較低,一般在1%一3%之間。第二類經濟發展潛力大,對銅的消費或將保持較快的增長速度。尤其是中國、印度、俄羅斯近兩年對銅消費量增長迅猛,費增幅在6%一10%以上。預計近期世界銅消費的增勢可能略有減緩,但國際市場的長期增長態勢不會改變。
2.國際銅礦山開發力度加大,但短期內供應仍較緊張:在國際銅價快速上漲和礦產資源供應持續緊張的背景下,銅精礦價格一路走高,在礦山企業利潤大幅上漲的同時,也刺激了礦山企業加大資源開發力度,促使產能快速提高。預計2007年全球礦產量增幅將達到5.5%以上,金屬量約1650萬噸。其中我國銅精礦含銅產量達83萬噸(快報數),同比增長9.97%,約占全球總產量的5%。根據CRU相關數據統計,近年來銅礦資源的開發項目主要集中在南美地區,主要是智利和秘魯。而亞洲地區銅礦資源開發項目也成快速增長趨勢,主要是中國、印度、外蒙古等,預計全球大部分新建產能在明年陸續投產,2008年銅精礦產量增幅將高于今年,約在8%左右,產銅金屬量在1782萬噸左右。但我們認為,雖然供應仍在快速增長,但還沒有快到短期內足以扭轉銅精礦供應短缺的格局。任何影響銅礦生產的重大突發事件都會導致精礦供應短缺。因此預計近兩年全球銅精礦供需形勢仍不樂觀。國內方面,雖然國內礦山企業加大了投資力度,但仍遠遠不能滿足國內需求,預計2008年我國銅精礦進口量仍將繼續保持一定幅度的增長。
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