发布时间：2020-11-18点击：3182
一、无氧铜
1.概述
1号、2号无氧铜板TU1、TU2是含氧量极少的铜，，，，，具有纯度高，，，，，导电，，，，，导热性高的特点，，，，，无“氢病”或极少“氢病”。。。。。。 。 。含磷量极低的无氧铜，，，，，与玻璃封结性好，，，，，加工性能，，，，，焊接性，，，，，耐蚀性，，，，，耐寒性均好。。。。。。 。 。无氧铜主要用于电真空仪器仪表用零件，，，，，广泛用于汇流排，，，，，导电条，，，，，波导管，，，，，同轴电缆，，，，，真空密封件，，，，，真空管，，，，，晶体管的部件等。。。。。。 。 。
2.无氧铜物理化学成份
TU1，，，，，铜含量：99.97以为，，，，，杂质总和≤0.03
TU2：铜含量：99.97以上，，，，，杂质总和≤0.05
①无氧铜热性能
熔点：1082.5～1083℃。。。。。。 。 。
热导率：20℃时为391W/(m·℃)。。。。。。 。 。
比热容：20℃时为385J/(kg·℃)。。。。。。 。 。
②TU1无氧铜质量特性： 无氧铜20℃时，，，，，凝固时的收缩率为4.92%，，，，，密度为8.94g/cm?。。。。。。 。 。
③无氧铜电性能 20℃时导电率为g=101.4% IACS,700℃退火，，，，，30min后测定。。。。。。 。 。 20℃时电阻率为ρ=0.0171μΩ·m。。。。。。 。 。
④无氧铜磁性能： 无氧铜为抗磁性，，，，，室温质量磁化率为-0.085×10-6m3/kg。。。。。。 。 。
⑤无氧铜化学性能
抗氧化性能：铜在高温时氧化速度显著提高，，，，，在大气中，，，，，与室温下即缓慢氧化。。。。。。 。 。
耐腐蚀性能：无氧铜在大气、纯净淡水、流速不大的海水中均耐腐蚀，，，，，对非氧化性酸类也有良好的抗力，，，，，但对氧化性酸类、湿氨、湿卤素、硫化物和含铵离子溶液抗腐蚀性很低。。。。。。 。 。
⒊无氧铜热加工处理规范
无氧铜热加工与热处理规范为：
退火温度：375～650℃.
热加工温度：750～875℃.
⒋无氧铜力学性能
⑴无氧铜技术标准规定的力学性能
根据GU/T14953-1994规定，，，，，线材反复弯曲性能试验标准为：直径不小于0.3mm的线材在氢气退火后反复弯曲试验，，，，，弯曲试验次数不少于10次。。。。。。 。 。
⑵无氧铜室温及各种温度下的力学性能
①硬度：室温硬度：HBS35～45(M态)，，，，，HBS85～95(Y态)。。。。。。 。 。
②拉伸性能：
室温下TU2铜板材的拉伸性能为：σb=350～390MPa，，，，，δ=3%～5%（Y态）
σb=220～235MPa，，，，，δ=45%～55%（M态）
③冲击性能：冲击韧性：αKU=1560～1760kJ/㎡
④扭转和剪切性能：剪切强度：τ=210MPa（Y态）：τ=150MPa（M态）
⑤疲劳性能：高周疲劳强度极限为：TU2板材，，，，，冷变形50%。。。。。。 。 。循环次数108周，，，，，σD=119MPa。。。。。。 。 。
⑥弹性性能：弹性模量：E=117.2GPa。。。。。。 。 。切变模量：G=44.1GP
目前，，，，，随着我国真空电子器件、电气、微电子等高科技领域的发展，，，，，市场对无氧铜的需求量越来越大，，，，，对材质提出的要求也越来越高。。。。。。 。 。如何生产高品质无氧铜（TU0、TU1）满足市场需要，，，，，是铜加工企业面临的一大课题。。。。。。 。 。
二、影响无氧铜质量的主要因素
1.主要因素
① 原材料质量
② 氧的影响
③ 熔炼装备的密封
无氧铜生产遵循“精料、密封、精炼”的工艺原则，，，，，严把原辅材料质量关，，，，，严格工艺制度和操作规程，，，，，采取有效检测手段，，，，，提高无氧铜质量，，，，，是目前无氧铜生产中可行的有效控制手段。。。。。。 。 。
2.无氧铜氧含量影响因素及其控制
氧含量是无氧铜材的一项非常的重要指标，，，，，影响无氧铜氧含量的因素较多，，，，，以下是主要的影响因素及控制措施：
(1)原料阴极铜
氧含量确实存在较大差异（***低3ppm，，，，，***高90ppm）。。。。。。 。 。高品质（TU0、LC1011、TU1）无氧铜生产对原料阴极铜的要求高，，，，，一般应选用高纯阴极铜。。。。。。 。 。
(2)熔体覆盖与�； ；；；；；； ；�
2.1 熔体覆盖
木炭是无氧铜熔炼***好的覆盖剂。。。。。。 。 。木炭覆盖在熔体表面上，，，，，不仅有防氧、防吸气的作用，，，，，还能起到很好的脱氧作用。。。。。。 。 。木炭的脱氧反应是：
Cu2O +C=2Cu+ CO
Cu2O + CO =2Cu + CO2
木炭的质量对熔体的脱氧效果有较大的影响，，，，，对各类木炭进行了分析，，，，，结果见表2。。。。。。 。 。应选用栎木等木材烧出的白炭作为无氧铜的脱氧剂。。。。。。 。 。此外，，，，，木炭应煅烧（500℃～800℃）且不宜久放，，，，，应即烤即用。。。。。。 。 。
2.2 气体�； ；；；；；； ；�
在熔炼炉和保温炉内（保温炉炉头部位也应通入氮气）通入惰性气体（氮气），，，，，起到隔绝空气，，，，，防吸氧、吸气以及减少木炭损耗的作用； ；；；；；； ；在铜液转注过程中，，，，，流槽内的熔体流速快，，，，，波动大，，，，，使用固体覆盖剂易裸露液面，，，，，应采用惰性气体（氮气）或煤气进行�； ；；；；；； ；�。。。。。。 。 。
(3)密封
目前国内无氧铜熔炼设备与国外有一定差距，，，，，关键是在密封技术上。。。。。。 。 。如采用进口无氧铜炉组（密封好，，，，，仅用不煅烧的普通木炭）生产的C10200无氧铜铸锭氧含量在10ppm以下的占99%以上，，，，，而其它国产设备（用煅烧木炭）生产的C10200无氧铜铸锭氧含量在10ppm以下的不足90%。。。。。。 。 。这一点说明设备密封状况对无氧铜铸锭氧含量的控制是何等关键。。。。。。 。 。
(4)精炼脱氧
一般来说，，，，，即使是高纯阴极铜，，，，，其基础氧含量大多在10ppm以上，，，，，要满足部分客户要求的氧含量在5ppm以下的无氧铜需要，，，，，必须进行精炼脱氧处理。。。。。。 。 。
除用优质的煅烧木炭脱氧处理外，，，，，加入适量的Cu-P合金脱氧，，，，，来保证无氧铜的氧含量要求。。。。。。 。 。另外，，，，，为进一步达到除氧效果，，，，，近几年发展的一项无氧铜熔体除氧技术——通过透气砖往炉膛内通入一氧化碳和氮气，，，，，利用一氧化碳的还原作用，，，，，达到对铜液中氧的除去目的。。。。。。 。 。
(5)铸锭加热
为满足用户对无氧铜氧含量的要求，，，，，无氧铜锭在后续的加工过程中，，，，，还需防止表面渗氧。。。。。。 。 。在无氧铜锭的加热过程中，，，，，需控制好加热温度和加热时间。。。。。。 。 。
无氧铜铸锭的加热渗氧与加热温度和加热时间关系密切，，，，，图1为无氧铜铸锭在空气条件下渗氧深度与加热温度和加热时间的关系。。。。。。 。 。
三、无氧铜缩尾问题及控制
1.无氧铜缩尾问题
高品质无氧铜（如LC1011、TU1）棒材大多用在真空开关及其它一些电真空器件上，，，，，如果棒材存在缩尾缺陷，，，，，势必会影响到这些高真空器件的质量及使用寿命，，，，，因此无氧铜材料绝对不允许存在缩尾缺陷。。。。。。 。 。
2.缩尾产生的原因
① 铸锭表面质量不好； ；；；；；； ；
② 挤压速度过快； ；；；；；； ；
③ 挤压筒清理不净； ；；；；；； ；
④ 压余厚度不够。。。。。。 。 。
3.缩尾的主要控制措施
（1）定期修磨挤压筒，，，，，挤压时逐根清理挤压筒； ；；；；；； ；
（2）加强设备的检修和维修，，，，，确保设备和工模具的精度； ；；；；；； ；
（3）留够适当的压余； ；；；；；； ；
（4）适当加大挤压的扒皮量； ；；；；；； ；
（5）挤压速度要控制适当，，，，，不宜过快； ；；；；；； ；
（6）控制铸锭表面质量； ；；；；；； ；
（7）采用探伤检查把关。。。。。。 。 。
四、结束语
氧含量作为无氧铜的一项重要的质量指标，，，，，在生产过程中，，，，，要满足用户对这一指标越来越高的要求，，，，，必须精选高品质的阴极铜原料、确保设备处于良好的密封状态、重视精炼脱氧环节的工艺控制，，，，，寻求新的工艺技术来提高脱氧效果； ；；；；；； ；用于电真空器件的高品质无氧铜棒材的缩尾缺陷，，，，，严重影响到用户的产品质量，，，，，应引起相关技术质量部门的高度重视，，，，，在相应的缩尾检验把关环节，，，，，应采用***有效的检验方法，，，，，充实检验人员力量，，，，，加强检验人员的培训与管理，，，，，增强质量意识，，，，，落实责任，，，，，保证无氧铜的产品质量。。。。。。 。 。
来源：《理化检验-物理分册》微信公众号 选自：《理化检验-物理分册》 Vol.52 2016.10 作者：李湘海
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