銅合金材料及加工發(fā)展趨勢分析

　　銅合金（copper alloy ）以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構成的合金。純銅呈紫紅色﹐又稱紫銅。

　　銅和銅合金的開發(fā)應用具有悠久的歷史，隨著人們物質文化生活的提高和信息時代的到來，銅和銅合金成為人類生活不可或缺的基礎材料。由于具有高導電導熱性、高耐蝕耐磨性、抑菌性、可鍍性、裝飾性、易加工性等特性，銅和銅合金的應用領域非常廣泛，在人類生活和國民經濟中起著巨大作用。

　　近年來，銅合金材料和銅加工工藝技術及裝備發(fā)展迅猛，許多新的材料被開發(fā)、新的工藝技術不斷的被突破，并在實際生產中大量應用。銅做為古老的金屬材料，在當今國民經濟的發(fā)展中煥發(fā)了新的生機和活力。

　　銅合金材料發(fā)展趨勢

　　材料的應用開發(fā)是由其性能所決定的。由于銅具有諸多優(yōu)勢，近些年所開發(fā)的新的銅及其合金材料多是根據這些特性所進行的，并進一步把銅的性能發(fā)揮到一個更高的層次。

　　第一，在導電導熱性能方面，純銅導電導熱性僅次于銀且價格更低。當前，銅材成分已經實現了高度純凈化，銅含量達到99.99%以上，因而廣泛應用于制造網絡傳輸連接導線、電真空器件用高純無氧銅、精確制導和高保真信號傳輸、超導體器件用單晶銅和超純銅等。

　　第二，由于具有高導電性，目前銅在很多應用領域是不可替代的，業(yè)內著力于在保證銅高導電性能的前提下最大限度的提高其強度，實驗室材料研究的性能指標，更要求工業(yè)應用中產品的實際性能。

　　第三，由于在電焊電極、發(fā)電機集電環(huán)、電樞轉子、高壓開關觸橋、鋼坯連鑄結晶器等領域的應用，以及在零件鍍膜、成形、焊接、封裝等加工過程中短時間或瞬時耐高溫軟化的性能方面的要求，未來銅材在高溫工作時應具備的強度和硬度必將有所提高。

　　為使材料耐高溫性能加強，實現短時加熱后強度仍保持在80-90%以上，通過添加鉻、鋯、鎂、錫、銀等合金元素，也就是微合金化以提高銅材的耐高溫性能是主要趨勢之一。

　　第四，銅合金材料近年來發(fā)展的一個重要趨勢是實現其功能的多元化，高強度、高磨性多元復雜銅合金的應用開發(fā)更加普及。

　　第五，銅合金中鈹、鉛、鎳、鎘、砷等對人體有害，出于環(huán)保方面的考慮，目前這些有害元素正被禁用或限制使用。當前，以鉍、碲、銻代鉛的無鉛易切削黃銅等正在逐步研發(fā)并推廣，高錫青銅、銅鈦合金也日益取代鈹青銅。

　　新型銅及銅合金產品發(fā)展趨勢

　　總體來說，銅材在電子、通訊、電力傳輸、熱交換等傳統(tǒng)領域的實際應用依然是其消耗的主流。但應用的方向在發(fā)生變化，產品的品質要求也日趨提升。由于銅資源漸趨匱乏短缺、銅價的漸趨升高，從宏觀上對銅材的應用起抑制作用，但同時也在某些方面給銅材制造了新的機會。在這種大背景下，銅及銅合金的新產品不斷被開發(fā)并快速投入應用。

　　1.銅導電導熱性能產品

　　目前，純銅質電線電纜正越來越多地被覆合銅材代替（銅包鋁線、銅包鋁排）。主要解決表面潔凈、提高焊接性能（包括平直度、切邊質量等）。隨著電氣產品的大眾化，對材料彈性、強度和沖裁性能、平直度的要求都有所提高，開發(fā)各種專用接插件用銅材，提高接插件性能和使用壽命很有必要。

　　2.電子、太陽能用銅材

　　銅熱管利用物質由氣到液的轉變會吸收釋放大量熱能的原理，進行太陽能利用、空調制冷、電子器件散熱等。電子器件用銅質“微細熱管”利用毛細現象，使冷凝的液體自動返回熱端，汽化后將熱量傳至冷端，適用于大容量、大功率、多功能、?。ㄎⅲ┬突娮友b置（如微電腦、視頻手機等），銅材的要求是成分純度高，內部組織應無任何氣孔、夾雜（渣）等缺陷，板材平直度高。

　　3.熱交換用高耐蝕性能銅產品

　　隨著海洋工程（海洋運輸、遠洋捕撈、海上采油采礦、海水淡化、近海養(yǎng)殖）、地熱利用、化工工程等新技術領域的拓展，對新型銅材的要求不斷提高。

　　4.裝飾銅產品

　　銅材有艷麗的色澤，端莊華美，銅材的材料需求更加旺盛，但是由于容易變色，其使用在一定程度上也受到了限制。

　　5.家電、家居用銅材

　　當前，各種病毒正威脅人類的健康，而銅是最古老的天然抑菌材料，能夠解決普遍存在的二次污染向題。

　　展望

　　合金材料的發(fā)展離不開加工工藝的發(fā)展，因此，銅及銅合金材料的發(fā)展在一定程度上也得益于銅加工新工藝技術的不斷突破和發(fā)展；另一方面也會受工藝、裝備的制約。因此，銅合金材料及產品的開發(fā)也有賴于銅加工工藝技術的發(fā)展。隨著銅產業(yè)的發(fā)展，銅及銅合金材料及新型產品，會和銅加工技術的發(fā)展一起有更長足的進步。