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1. 我国加工铜及铜合金化学成分标准修订历程及牌号的发展概况。
我国的《铜及铜合金化学成分和产品形状》标准最早是仿效前苏联“ΓΟCΤ”标准形式,制订了YB145~148—65,1971年进行第一次修订为YB145~148-71、1985年第二次修订为GB5231~5235—85,2001年修订为GB/T5231-2001。几次修订后其中元素控制范围水平不低于发达国家水平,但其模式和系列化程度都没有突破性提高。
纳入原国家标准GB/T 5231-2001的变形铜及铜合金牌号一共有111个,其中紫铜9个,黄铜43个,青铜41个,白铜18个。但是各加工企业实际生产的牌号远不止这些,据不完全统计,近10年来申请专利的新型合金就达70余个,而各个公司、院所研究开发的新型铜合金更数倍于此,达1000个以上。随着专业化生产趋势的不断发展,合金系列化程度在迅速提高,铜合金材料的成份细化分类已成必然趋势,为适应下游用户不同生产线工艺条件的要求,个性化,精密化产品越来越多,相比10年前有了很大的变化。
本标准合金牌号达到201个(美国2009年11月18日最新公布合金牌号为397个),基本上纳入了近10年来新开发研制的热点新合金牌号,新增电子铜银合金、引线框架材料、弥散强化铜合金、高强高导铜铬、铜铬锆合金、高速轨道交通接触线及受电弓用铜合金、无铅易切削铜合金系列、海水淡化用铜合金、高耐磨铜合金等。
而且合金系列化程度显著提高,尤其是铜银系合金,铜铬系合金,铜锡系合金、铅黄铜,锌白铜,系列化程度较原国标有大幅度的提高,部分合金系的系列化程度已接近美国ASTM标准。
例如,铅黄铜,为了适应不同用户的车削条件(车速和润滑方法),将铅含量的范围细分,从而衍生出多个新合金牌号。本标准草案新增8个铅黄铜合金牌号,加上原国标中已经纳入的合金牌号11个,共19个合金牌号,含铅量上限最高值4.5,最低下限值0.05,细化程度极高。美国2009年11月18日最新公布的铅黄铜合金牌号为23个,可见本标准草案铅黄铜的合金系列化程度已接近美国。
我国原国标中铅黄铜牌号的细化程度远远落后于国外同类标准,造成对外贸易几乎全部采用国外的标准,给企业采标工作带来很大不便,本标准的修订对于消除贸易壁垒意义重大。
2. 本标准草案与国际先进标准的接轨情况
2.1 等同采用ASTM标准的牌号
本次标准修订特别注重提高标准的整体水平,主要宗旨是实现与国际先进标准的接轨。标准中的部分牌号等同采用了美国ASTM标准,以促进市场的应用及国际间的交流,消除贸易壁垒。对标准中部分原牌号所作的改进,也主要参照国外先进标准,在各牌号成分的确定上基本与国外先进标准保持一致
2、黄铜
以锌作主要添加元素的铜合金,具有美观的黄色,统称黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低於36%的黄铜合金由固溶体组成,具有良好的冷加工性能,如含锌30%的黄铜常用来制作弹壳,俗称弹壳黄铜或七三黄铜。含锌在36~42%之间的黄铜合金由和固溶体组成,其中最常用的是含锌40%的六四黄铜。为了改善普通黄铜的性能,常添加其他元素,如铝、镍、锰、锡、硅、铅等。铝能提高黄铜的强度、硬度和耐蚀性,但使塑性降低,适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性,故称海军黄铜,用作船舶热工设备和螺旋桨等。铅能改善黄铜的切削性能;这种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。
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,塑性稍低。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,使合金性能变坏。在黄铜中加1%的锡能显着改善黄铜的抗海水和海洋大气腐蚀的能力,因此称为"海军黄铜"。锡能改善黄铜的切削加工性能。铅黄铜即我们通常所说的易削国标铜。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。雕刻铜也是铅黄铜的一种。多数黄铜具有良好色泽、加工性、延展性,易于电镀或涂装。