微量元素对铜的影响

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1、乳化液的主要功能有冷却、润滑、防锈等，不同的化学性能对其功能都有一定的影响。冷却功能主要是冷却工件和刀具，减少工件变形，提高加工精度，延长刀具寿命，进而能加大切削速度和进给量，提高生产率。水基的合成乳化液冷却性能相对较好，但如受杂油、污垢污染或有油乳析出，会降低冷却性能。冷却性能还和乳化液系统的设计，如乳化液流量、施加方式和系统容积等有关。现有的乳化液中均加有各种润滑添加剂，如脂肪酸油、酰胺酯、聚合物等，它们可起到边界润滑、极压润滑的作用，能有效降低工件、切屑和刀具之间的摩擦，提高加工精度和表面

2、光洁度，延长刀具寿命。乳化液的防锈功能主要来自配方中的有机胺盐或无机盐类防锈添加剂及钝化剂，它对工件的防锈保护仅为工序间的防锈，一般为一周左右，并视环境温度和湿度而不同，此外也防止机床的锈蚀。乳化液有一个最低防锈粘度，它视产品而异，一般约4%。如配液中的Cl-含量较高，则Cl-会穿透金属表面钝化膜，造成工件点蚀，此时应适当提高其使用浓度。11/11微量杂质元素对铜性能的影响许多微量杂质元素对纯铜的性能有很大的影响，表现在导热、导电及塑性变形的变化。下面详细叙述了杂质元素对纯铜的影响。1）氧氧几乎

3、不固溶于铜。含氧铜凝固时，氧以(Cu十Cu2O)共晶体的形式析出，分布于铜的晶界上。当含氧极低时，只见铜晶粒，随着含氧量的升高则依次出现含Cu2O的亚共晶体、共晶体与过共晶体。氧对铜的塑性变形性能的影响很大。根据Cu—O二元相图，氧与铜的共晶体为Cu20，由于其共晶温度很高，对热变形性能不产生影响。但共晶中的化合物Cu20硬而脆，以粒状形态分布于铜晶粒内或晶界上，致使金属发生“冷脆”，冷变形产生困难。因此，铜中的氧含量要严格控制，一般最大允许含量为0.02～0.1％，故在铸造铜的过程中需加入脱氧

4、剂。的脱氧剂可采用P、Ca、Si、Li、Be、A1、Mg、Zn、Na、Sr、B等。磷是最常用的，但当含磷达0.1％时，虽不影响铜的力学性能，却严重地降低铜的电导率。对于高导铜，磷含量不得大于0.001％。工业中还生产出一种不含氧的紫铜，即为无氧铜。无氧铜具有较高的导电性、延展性和气密性,低氢脆倾向,在电力电子领域受到青睐,如制作电线电缆、电机换向器、高真空电子装置等。有些紫铜还特意保留一定量的氧，—方面它对铜性能的影响不大，另一方面Cu2O可与Bi、Sb、As等杂质起反应，形成高熔点的球状质点分

5、布于晶粒内，消除了晶界脆性。氧对铜的力学性能影响见下表，由表6.2可知，氧稍微提高铜的强度，但降低铜的塑性和疲劳极限，氧对铜的电导率影响不大。氧与其他杂质共存时则影响极为复杂，例如微量氧可氧化高表6.2氧对铜性能的影响材料状态氧含量/%抗拉强度/MPa伸长率/%电导率/%LACS疲劳强度5×107次/MPa700°C退火30min0.0160.0400.0600.0900.1700.360228225228232242260545056534955101.4101.6101.5100.699.0

6、99.2779491847777冷状态0.0360.0490.0940.2202632632672883029272799.698.997.994.6130123134120纯铜中的痕量杂质Fe、Sn、P等，提高铜的电导率，若杂质含量较多，则氧的这种作用就显不出来。氧能部分削弱Sb、Cd对铜导电性的影响，但不改变As、S、Se、Te、Bi等对铜导电性的影响。2）磷磷在铜中的最大溶解度(714℃共晶温度时)为1.75%，室温时几乎为零。磷虽显著降低铜的电导率及热导率，但对铜的力学性能与焊接性能有良

7、好的影响。因此，在以磷脱氧的铜中，要求有一定量的残留磷。磷能提高铜熔体的流动性。磷对在700℃退火300min后的铜性能的影响见表6.3。表6．3磷对在700℃退火300min后的铜性能的影响磷含量抗拉强度伸长率电导率疲劳强度5×10711/11/%/MPa/%/%LACS次/MPa0.0140.0300.0450.0960.1480.1780.2540.4940.6900.7900.95024222522823223924624927027028128162595062636163626364

8、6694.378.272.455.545.242.533.119.715.514.011.67784879910592941081151231203)氢氢在固态铜中形成间隙式固溶体，可提高铜硬度。氢在液态与固态铜中的溶解度均随着温度的升高而增大。含氧铜在氢气氛中退火时，氢可与铜中的Cu2O反应，产生高压水蒸气，使铜破裂，俗称“氢病”。CO也能使Cu2O中的Cu还原，生成高压CO2使铜破裂，但不像氢那样敏感。氢病的发生与危害程度与温度有关。在150℃时，因水蒸气处于凝聚状态，不引发氢病，含氧铜即使