铜冶炼生产全流程自动化关键技术及应用

2010年度国家科学技术进步奖二等奖。 2100433B

主要完成人：李贻煌，桂卫华，周俊武，文辉煌，王福利，阳春华，李晋宏，马英奕，朱劲洁，徐 宁

主要完成单位：江西铜业集团公司，中国瑞林工程技术有限公司，北京矿冶研究总院，中南大学，东北大学，北方工业大学

本书系统介绍了铜及铜合金冶炼，加工与应用的基础原理及工程技术。本书共十七章，主要内容包括铜及铜合金的冶炼与铸造，铜合金的加工技术，铜合金的热处理，铜合金的耐蚀性，铜及铜合金的表面处理，铜合金的焊接，铜合金的评价试验与测定方法，铜及铜合金的再利用，铜合金导电材料，电子工业用铜合金材料，热交换器铜合金材料，建筑用铜合金材料，切削成形用铜合金材料，铜合金功能材料，铜合金粉末冶金材料，铜及铜合金铸件等。并结合作者的有关研究成果对引线框架铜合金，铜基复合材料，弥散强化铜，电接触用铜合金等近年来发展较快的高性能电子铜合金进行了介绍。本书适合材料，机械，冶金，汽车，化工，电子，电力等领域中相关科研人员和工程技术人员参考，也可作为铜合金加工行业技术人员，高等院校材料科学与工程及相关专业研究生或高年级本科生教材和参考书。

第1章原材料1

1.1铜矿石和铜精矿1

1.1.1铜的矿物及矿床1

1.1.2铜储量2

1.1.3铜矿石的选矿3

1.1.4铜精矿4

1.2铜的冶炼方法4

1.2.1概述4

1.2.2铜冶炼的种类5

1.2.3干法冶炼5

1.2.4湿法冶炼6

1.3铜的电解精炼11

1.4铜合金原料15

参考文献16

第2章熔化和铸造17

2.1熔化17

2.1.1熔化方法和熔炼炉17

2.1.2熔体处理24

2.2铸造27

2.2.1凝固现象和组织27

2.2.2铸造法30

2.2.3连铸连轧36

2.3铸锭热处理38

2.3.1概述38

2.3.2铸锭二次加热38

2.3.3均匀化处理39

参考文献40

第3章加工42

3.1塑性加工基础42

3.1.1塑性变形机制42

3.1.2塑性变形及其影响因素46

3.1.3加工过程中的组织变化57

3.1.4塑性加工力学62

3.1.5塑性加工方法及分类70

3.2塑性加工技术71

3.2.1板和带的加工71

3.2.2管和棒的加工78

3.2.3线材的加工85

3.2.4特殊加工86

3.2.5二次加工89

参考文献91

第4章热处理93

4.1热处理基础93

4.1.1回复与再结晶93

4.1.2影响回复与再结晶的因素99

4.1.3常用材料的退火组织及其控制102

4.1.4时效处理109

4.2热处理技术126

4.2.1热处理方法和热处理炉126

4.2.2酸洗与表面清理132

参考文献134

第5章耐蚀性136

5.1腐蚀基础136

5.1.1耐腐特性136

5.1.2电化学特性137

5.2使用环境和材料腐蚀139

5.2.1铜及铜基合金的耐腐蚀性139

5.2.2淡水中铜管的腐蚀141

5.2.3大气中铜及铜合金的腐蚀143

5.2.4海水中铜合金的腐蚀144

5.2.5应力腐蚀开裂147

5.3腐蚀防护技术149

5.3.1电流防腐蚀149

5.3.2缓蚀剂154

5.3.3涂装158

参考文献159

第6章表面处理161

6.1预处理161

6.1.1概述161

6.1.2机械预处理161

6.1.3化学和电化学预处理167

6.2化学处理170

6.2.1化学转化膜处理170

6.2.2化学着色处理172

6.3镀覆176

6.3.1电镀176

6.3.2化学镀182

6.3.3气相沉积185

6.4浸蚀190

6.4.1概述190

6.4.2化学浸蚀191

参考文献192

第7章焊接194

7.1概述194

7.1.1焊接技术的发展195

7.1.2国内焊接技术的发展现状196

7.2熔化焊197

7.2.1焊接性198

7.2.2焊接方法198

7.2.3焊接材料202

7.2.4实例205

7.3钎焊和钎焊剂206

7.3.1硬钎焊208

7.3.2软钎焊209

7.4其他联接210

7.4.1扩散联接210

7.4.2压接211

7.4.3特殊联接214

参考文献216

第8章铜及铜合金评价试验与测定方法218

8.1概论218

8.1.1铜合金的大气腐蚀218

8.1.2海洋环境腐蚀218

8.1.3应力腐蚀219

8.1.4脱成分腐蚀220

8.2评价试验221

8.2.1脱锌腐蚀试验221

8.2.2应力松弛试验222

8.2.3应力腐蚀开裂试验223

8.2.4钎焊性试验225

8.2.5镀层性能试验226

8.2.6热交换器用铜合金管的残余应力试验227

8.3测定方法228

8.3.1极化特性测试方法228

8.3.2膜厚测定方法229

参考文献230

第9章废铜利用232

9.1铜的再生和利用概述232

9.1.1发展循环经济与有色金属232

9.1.2再生铜工业现状和存在的问题233

9.1.3再生铜工业发展趋势235

9.2铜废料的直接回收利用236

9.2.1用铜合金废料直接生产铜合金237

9.2.2用紫杂铜连铸连轧生产低氧光亮铜杆237

9.3废杂铜的火法冶炼239

9.3.1废杂铜的火法熔炼239

9.3.2废杂铜熔炼常用熔炼炉及工艺241

9.3.3再生粗铜的火法精炼241

9.3.4再生铜阳极的电解精炼242

9.4废杂铜的湿法冶炼242

参考文献243

第10章导电材料245

10.1概述245

10.2电力用铜系材料246

10.2.1纯铜类材料246

10.2.2铜合金材料248

10.2.3仪表用铜合金材料256

10.3电极材料257

10.3.1电阻焊用电极材料259

10.3.2放电加工用电极材料263

10.4超导电铜材料264

10.4.1超导材料概述264

10.4.2超导电线的稳定化267

10.4.3稳定化态铜在极低温度下的特性269

参考文献269

第11章电子工业用材料272

11.1电子管用材料272

11.1.1电子管用无氧铜272

11.1.2电子管用无氧铜的其他用途274

11.2半导体封装用材料274

11.2.1引线框架材料275

11.2.2引线框架用铜材料276

11.2.3引线框架用铜合金热变形行为281

11.3机械零件用材料298

11.3.1弹簧材料298

11.3.2触点材料299

11.4电路材料310

11.4.1铜箔310

11.4.2铜印刷电路313

11.5使用环境和失效315

11.5.1电子器件的使用环境315

11.5.2环境因素与失效现象315

11.5.3室内环境316

11.5.4大气腐蚀316

11.5.5硫化物蠕变317

11.5.6迁移318

11.5.7微动318

11.5.8扩散320

11.5.9应力腐蚀开裂321

参考文献321

第12章热交换器材料324

12.1冷冻空调用铜管324

12.1.1腐蚀类型325

12.1.2高性能传热管326

12.2汽车散热器材料327

12.2.1腐蚀类型与控制方法327

12.2.2材料328

12.3工业用热交换器材料328

参考文献330

第13章建筑用材料331

13.1建筑给水用铜管331

13.1.1特征331

13.1.2使用注意要点332

13.2屋顶用铜板336

13.2.1特征336

13.2.2着色铜板336

参考文献337

第14章切削成形用材料338

14.1切削用铜合金338

14.1.1概述338

14.1.2易切削黄铜的成分和组织339

14.1.3易切削性能340

14.2锻造用铜合金341

14.2.1锻造和锻造机械的种类341

14.2.2锻造的加热方式342

14.2.3加热锻造用润滑剂345

14.2.4锻造常见缺陷346

14.3拉深用材料347

14.3.1拉深用铜合金347

14.3.2拉深加工力学347

14.3.3拉深工艺性与金属学的关系349

14.3.4特殊拉深加工351

14.4货币用材料352

14.4.1货币用材料的种类352

14.4.2货币用材料的加工353

参考文献357

第15章特殊功能材料359

15.1形状记忆合金359

15.1.1概述359

15.1.2形状记忆合金的力学性能和机理360

15.1.3铜系形状记忆合金的种类363

15.1.4Cu-Zn-Al合金的制造工程364

15.1.5特性366

15.1.6使用方法和应用举例368

15.2汽车用耐磨材料371

15.2.1概述371

15.2.2汽车同步器齿环材料的摩擦与磨损372

15.2.3实用合金的种类和特性374

15.3连铸结晶器用铜材料375

15.3.1概述375

15.3.2连续铸造用结晶器的要求和特性377

15.3.3实用合金的种类和特性380

15.4减振合金382

15.4.1减振机理382

15.4.2热处理和组织384

15.4.3实用合金的种类和特性386

参考文献391

第16章粉末冶金材料393

16.1概述393

16.2制造技术396

16.2.1粉末的制造396

16.2.2粉末的性质403

16.2.3成形406

16.2.4烧结410

16.3实用烧结铜合金及其应用实例415

16.3.1烧结含油轴承415

16.3.2摩擦材料416

16.3.3机械零件417

16.3.4电器零件418

16.3.5铜熔渗零件418

参考文献419

第17章铜及铜合金铸件421

17.1铸造方法421

17.1.1砂型铸造421

17.1.2金属型铸造422

17.1.3连续铸造423

17.1.4其他铸造方法427

17.2熔体性质，凝固特性及铸造缺陷431

17.2.1熔体性质431

17.2.2熔体流动性432

17.2.3补缩效果433

17.2.4铸件开裂性434

17.2.5耐压性435

17.3种类和特征436

17.3.1铜铸件436

17.3.2青铜铸件436

17.3.3磷青铜铸件438

17.3.4铅青铜铸件439

17.3.5黄铜铸件440

17.3.6高强黄铜铸件441

17.3.7铝青铜铸件442

参考文献443

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