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《微量元素對銅的影響》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、乳化液的主要功能有冷卻、潤滑、防銹等,不同的化學(xué)性能對其功能都有一定的影響。冷卻功能主要是冷卻工件和刀具,減少工件變形,提高加工精度,延長刀具壽命,進(jìn)而能加大切削速度和進(jìn)給量,提高生產(chǎn)率。水基的合成乳化液冷卻性能相對較好,但如受雜油、污垢污染或有油乳析出,會降低冷卻性能。冷卻性能還和乳化液系統(tǒng)的設(shè)計,如乳化液流量、施加方式和系統(tǒng)容積等有關(guān)?,F(xiàn)有的乳化液中均加有各種潤滑添加劑,如脂肪酸油、酰胺酯、聚合物等,它們可起到邊界潤滑、極壓潤滑的作用,能有效降低工件、切屑和刀具之間的摩擦,提高加工精度和表面
2、光潔度,延長刀具壽命。乳化液的防銹功能主要來自配方中的有機(jī)胺鹽或無機(jī)鹽類防銹添加劑及鈍化劑,它對工件的防銹保護(hù)僅為工序間的防銹,一般為一周左右,并視環(huán)境溫度和濕度而不同,此外也防止機(jī)床的銹蝕。乳化液有一個最低防銹粘度,它視產(chǎn)品而異,一般約4%。如配液中的Cl-含量較高,則Cl-會穿透金屬表面鈍化膜,造成工件點蝕,此時應(yīng)適當(dāng)提高其使用濃度。11/11微量雜質(zhì)元素對銅性能的影響許多微量雜質(zhì)元素對純銅的性能有很大的影響,表現(xiàn)在導(dǎo)熱、導(dǎo)電及塑性變形的變化。下面詳細(xì)敘述了雜質(zhì)元素對純銅的影響。1)氧氧幾乎
3、不固溶于銅。含氧銅凝固時,氧以(Cu十Cu2O)共晶體的形式析出,分布于銅的晶界上。當(dāng)含氧極低時,只見銅晶粒,隨著含氧量的升高則依次出現(xiàn)含Cu2O的亞共晶體、共晶體與過共晶體。氧對銅的塑性變形性能的影響很大。根據(jù)Cu—O二元相圖,氧與銅的共晶體為Cu20,由于其共晶溫度很高,對熱變形性能不產(chǎn)生影響。但共晶中的化合物Cu20硬而脆,以粒狀形態(tài)分布于銅晶粒內(nèi)或晶界上,致使金屬發(fā)生“冷脆”,冷變形產(chǎn)生困難。因此,銅中的氧含量要嚴(yán)格控制,一般最大允許含量為0.02~0.1%,故在鑄造銅的過程中需加入脫氧
4、劑。的脫氧劑可采用P、Ca、Si、Li、Be、A1、Mg、Zn、Na、Sr、B等。磷是最常用的,但當(dāng)含磷達(dá)0.1%時,雖不影響銅的力學(xué)性能,卻嚴(yán)重地降低銅的電導(dǎo)率。對于高導(dǎo)銅,磷含量不得大于0.001%。工業(yè)中還生產(chǎn)出一種不含氧的紫銅,即為無氧銅。無氧銅具有較高的導(dǎo)電性、延展性和氣密性,低氫脆傾向,在電力電子領(lǐng)域受到青睞,如制作電線電纜、電機(jī)換向器、高真空電子裝置等。有些紫銅還特意保留一定量的氧,—方面它對銅性能的影響不大,另一方面Cu2O可與Bi、Sb、As等雜質(zhì)起反應(yīng),形成高熔點的球狀質(zhì)點分
5、布于晶粒內(nèi),消除了晶界脆性。氧對銅的力學(xué)性能影響見下表,由表6.2可知,氧稍微提高銅的強(qiáng)度,但降低銅的塑性和疲勞極限,氧對銅的電導(dǎo)率影響不大。氧與其他雜質(zhì)共存時則影響極為復(fù)雜,例如微量氧可氧化高表6.2氧對銅性能的影響材料狀態(tài)氧含量/%抗拉強(qiáng)度/MPa伸長率/%電導(dǎo)率/%LACS疲勞強(qiáng)度5×107次/MPa700°C退火30min0.0160.0400.0600.0900.1700.360228225228232242260545056534955101.4101.6101.5100.699.0
6、99.2779491847777冷狀態(tài)0.0360.0490.0940.2202632632672883029272799.698.997.994.6130123134120純銅中的痕量雜質(zhì)Fe、Sn、P等,提高銅的電導(dǎo)率,若雜質(zhì)含量較多,則氧的這種作用就顯不出來。氧能部分削弱Sb、Cd對銅導(dǎo)電性的影響,但不改變As、S、Se、Te、Bi等對銅導(dǎo)電性的影響。2)磷磷在銅中的最大溶解度(714℃共晶溫度時)為1.75%,室溫時幾乎為零。磷雖顯著降低銅的電導(dǎo)率及熱導(dǎo)率,但對銅的力學(xué)性能與焊接性能有良
7、好的影響。因此,在以磷脫氧的銅中,要求有一定量的殘留磷。磷能提高銅熔體的流動性。磷對在700℃退火300min后的銅性能的影響見表6.3。表6.3磷對在700℃退火300min后的銅性能的影響磷含量抗拉強(qiáng)度伸長率電導(dǎo)率疲勞強(qiáng)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)氫氫在固態(tài)銅中形成間隙式固溶體,可提高銅硬度。氫在液態(tài)與固態(tài)銅中的溶解度均隨著溫度的升高而增大。含氧銅在氫氣氛中退火時,氫可與銅中的Cu2O反應(yīng),產(chǎn)生高壓水蒸氣,使銅破裂,俗稱“氫病”。CO也能使Cu2O中的Cu還原,生成高壓CO2使銅破裂,但不像氫那樣敏感。氫病的發(fā)生與危害程度與溫度有關(guān)。在150℃時,因水蒸氣處于凝聚狀態(tài),不引發(fā)氫病,含氧銅即使