铜的材质

铜的材质

一、常见分类：

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。

1、紫铜：

红铜即纯铜，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。

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。

紫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。

紫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。

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。

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。

3、白铜

以镍为主要添加元素的铜合金。铜镍二元合金称普通白铜；加有锰、铁、

锌、铝等元素的白铜合金称复杂白铜。工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两

大类。结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好，色泽美观。这种白铜广泛用於

制造精密机械、化工机械和船舶构件。电工白铜一般有良好的热电性能。锰铜、

康铜、考铜是含锰量不同的锰白铜，是制造精密电工仪器、变阻器、精密电阻、

应变片、热电偶等用的材料。

4、青铜

原指铜锡合金，后除黄铜、白铜以外的铜合金均称青铜，并常在青铜名字

前冠以第一主要添加元素的名。锡青铜的铸造性能、减摩性能好和机械性能好，

适合於制造轴承、蜗轮、齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承

材料。铝青铜强度高，耐磨性和耐蚀性好，用於铸造高载荷的齿轮、轴套、船

用螺旋桨等。铍青铜和磷青铜的弹性极限高，导电性好，适於制造精密弹簧和

电接触元件，铍青铜还用来制造煤矿、油库等使用的无火花工具。

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升，只是耐酸性较差。

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。

二、辨别：

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。

补充：

1．铜的自然属性

铜是人类最早发现的古老金属之一，早在三千多年前人类就开始使用铜。

自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。自然铜及氧化铜的储量少，

现在世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的，这种矿石含铜量极低，一般

在2-3%左右。金属铜，元素符号CU，原子量63.54,比重8.92，熔点1083Co。

纯铜呈浅玫瑰色或淡红色。铜具有许多可贵的物理化学特性，例如其热导率都

很高，化学稳定性强，抗张强度大，易熔接，且抗蚀性、可塑性、延展性。纯

铜可拉成很细的铜丝，制成很薄的铜箔。能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、

铁等金属形成合金，形成的合金主要分成三类：黄铜是铜锌合金，青铜是铜锡

合金，白铜是铜钴镍合金。

2．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。

A．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％。

B.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。

生产过程大致如图：

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。

3．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%。

b.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。

铜及铜合金的分类和焊接特点

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。

铜和铝的焊接

无缝药芯焊丝是铝铜钎焊连接的最新技术成果，是铝铜钎焊用料的升级换

代产品。其主要成分由锌铝铜和无腐蚀性氟铝铯盐组成，其钎焊工艺性、接头

机械性能和接头导电性均优于锌镉、锌锡铜钎料。

广泛用于电力电器、信息电子、不锈钢制品、制冷行业、电热电器、五金

制品等行业。不需专用焊接设备和特殊生产场地，即可实现环保、便捷、安全

的铝铜连接。其中铜包含常见的铜合金，铝主要指1系列、3系列和6系列和部

分4系列。

郑州机械研究所是目前国内主要的无缝药芯铝焊丝生产企业，已有50余年

的钎焊材料及钎焊工艺研究的历史，是中国焊接学会及国家焊接标准化委员会

团体会员。该铜铝焊接钎料已在制冷,变压器,电机等铜改铝行业得到成熟的应

用。

世界铜资源的分布

世界铜资源主要集中在智利、美国、赞比亚、非洲刚果、加拿大中东部、

俄罗斯和秘鲁等国。其中智利是世界上铜资源最丰富的国家，其铜金属储量约

占世界总储量的1/4。而在产量方面，智利是全球最大铜产国，2006年其产量

约占全球产量的37%。在消费方面，2000年前在铜消费市场唱主角的是西方欧

美国家，但在2000年后铜消费市场的主角换成了中国、俄罗斯、印度和巴西。

铜的种类

黄铜

黄铜是铜与锌的合金，因色黄而得名。黄铜的机械性能和耐磨性能都很好，

可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。黄铜敲起来声音好听，因

此锣、钹、铃、号等乐器都是用黄铜制做的。

航海黄铜

铜与锌、锡的合金，抗海水侵蚀，可用来制作船的零件、平衡器。

青铜

铜与锡的合金叫青铜，因色青而得名。青铜一般具有较好的耐腐蚀性、耐

磨性、铸造性和优良的机械性能。用于制造精密轴承、高压轴承、船舶上抗海

水腐蚀的机械零件以及各种板材、管材、棒材等。青铜还有一个反常的特性--"

热缩冷胀"，用来铸造塑像，冷却后膨胀，可以使眉目更清楚。

磷青铜

铜与锡、磷的合金，坚硬，可制弹簧。

白铜

白铜是铜与镍的合金，其色泽和银一样，银光闪闪，不易生锈。常用于制

造电器、仪表和装饰品。

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。

而铜可用于制造多种合金，铜的重要合金有以下几种：

黄铜

黄铜是铜与锌的合金，因色黄而得名。黄铜的机械性能和耐磨性能都很好，可

用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。黄铜敲起来声音好听，因此

锣、钹、铃、号等乐器都是用黄铜制做的。

航海黄铜

铜与锌、锡的合金，抗海水侵蚀，可用来制作船的零件、平衡器。

青铜

铜与锡的合金叫青铜，因色青而得名。青铜一般具有较好的耐腐蚀性、耐磨性、

铸造性和优良的机械性能。用于制造精密轴承、高压轴承、船舶上抗海水腐蚀

的机械零件以及各种板材、管材、棒材等。青铜还有一个反常的特性——“热缩

冷胀”，用来铸造塑像，冷却后膨胀，可以使眉目更清楚。

磷青铜

铜与锡、磷的合金，坚硬，可制弹簧。

白铜

白铜是铜与镍的合金，其色泽和银一样，银光闪闪，不易生锈。常用于制造电

器、仪表和装饰品。

十八开金（18K金）

6/24的铜与18/24的金的合金。红黄色，硬度大，可用来制作首饰、装饰品。

一、常见分类：

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。

1、紫铜：

红铜即纯铜，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。

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。

紫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。

紫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。

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。

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。

3、白铜

以镍为主要添加元素的铜合金。铜镍二元合金称普通白铜；加有锰、铁、

锌、铝等元素的白铜合金称复杂白铜。工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两

大类。结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好，色泽美观。这种白铜广泛用於

制造精密机械、化工机械和船舶构件。电工白铜一般有良好的热电性能。锰铜、

康铜、考铜是含锰量不同的锰白铜，是制造精密电工仪器、变阻器、精密电阻、

应变片、热电偶等用的材料。

4、青铜

原指铜锡合金，后除黄铜、白铜以外的铜合金均称青铜，并常在青铜名字

前冠以第一主要添加元素的名。锡青铜的铸造性能、减摩性能好和机械性能好，

适合於制造轴承、蜗轮、齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承

材料。铝青铜强度高，耐磨性和耐蚀性好，用於铸造高载荷的齿轮、轴套、船

用螺旋桨等。铍青铜和磷青铜的弹性极限高，导电性好，适於制造精密弹簧和

电接触元件，铍青铜还用来制造煤矿、油库等使用的无火花工具。

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升，只是耐酸性较差。

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。

二、辨别：

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。

补充：

1．铜的自然属性

铜是人类最早发现的古老金属之一，早在三千多年前人类就开始使用铜。

自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。自然铜及氧化铜的储量少，

现在世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的，这种矿石含铜量极低，一般

在2-3%左右。金属铜，元素符号CU，原子量63.54,比重8.92，熔点1083Co。

纯铜呈浅玫瑰色或淡红色。铜具有许多可贵的物理化学特性，例如其热导率都

很高，化学稳定性强，抗张强度大，易熔接，且抗蚀性、可塑性、延展性。纯

铜可拉成很细的铜丝，制成很薄的铜箔。能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、

铁等金属形成合金，形成的合金主要分成三类：黄铜是铜锌合金，青铜是铜锡

合金，白铜是铜钴镍合金。

2．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。

A．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％。

B.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。

生产过程大致如图：

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。

3．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%。

b.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。

铜及铜合金的分类和焊接特点

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。

铜和铝的焊接

无缝药芯焊丝是铝铜钎焊连接的最新技术成果，是铝铜钎焊用料的升级换

代产品。其主要成分由锌铝铜和无腐蚀性氟铝铯盐组成，其钎焊工艺性、接头

机械性能和接头导电性均优于锌镉、锌锡铜钎料。

广泛用于电力电器、信息电子、不锈钢制品、制冷行业、电热电器、五金

制品等行业。不需专用焊接设备和特殊生产场地，即可实现环保、便捷、安全

的铝铜连接。其中铜包含常见的铜合金，铝主要指1系列、3系列和6系列和部

分4系列。

郑州机械研究所是目前国内主要的无缝药芯铝焊丝生产企业，已有50余年

的钎焊材料及钎焊工艺研究的历史，是中国焊接学会及国家焊接标准化委员会

团体会员。该铜铝焊接钎料已在制冷,变压器,电机等铜改铝行业得到成熟的应

用。

世界铜资源的分布

世界铜资源主要集中在智利、美国、赞比亚、非洲刚果、加拿大中东部、

俄罗斯和秘鲁等国。其中智利是世界上铜资源最丰富的国家，其铜金属储量约

占世界总储量的1/4。而在产量方面，智利是全球最大铜产国，2006年其产量

约占全球产量的37%。在消费方面，2000年前在铜消费市场唱主角的是西方欧

美国家，但在2000年后铜消费市场的主角换成了中国、俄罗斯、印度和巴西。

铜的种类

黄铜

黄铜是铜与锌的合金，因色黄而得名。黄铜的机械性能和耐磨性能都很好，

可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。黄铜敲起来声音好听，因

此锣、钹、铃、号等乐器都是用黄铜制做的。

航海黄铜

铜与锌、锡的合金，抗海水侵蚀，可用来制作船的零件、平衡器。

青铜

铜与锡的合金叫青铜，因色青而得名。青铜一般具有较好的耐腐蚀性、耐

磨性、铸造性和优良的机械性能。用于制造精密轴承、高压轴承、船舶上抗海

水腐蚀的机械零件以及各种板材、管材、棒材等。青铜还有一个反常的特性--"

热缩冷胀"，用来铸造塑像，冷却后膨胀，可以使眉目更清楚。

磷青铜

铜与锡、磷的合金，坚硬，可制弹簧。

白铜

白铜是铜与镍的合金，其色泽和银一样，银光闪闪，不易生锈。常用于制

造电器、仪表和装饰品

导电率高，通电发热就少；导热率高，发热后散热就快！纯铜 导热系数为

386.4w/(m.k) 电阻率（20℃时）为0.018Ω·mm2/m

黄铜 导热系数为108.9/(m.k) 电阻率（20℃时）为0.071Ω·mm2/m

铍铜导热系数为195w/(m.k) 屈服点高,拉伸强度大和弹性好 但导电率低于纯

铜

电解铜!俗称紫铜!它的导电性,导热性,延展性是铜材里最好的!