我國是世界上最早開發(fā)和使用銅的國家之一,距今已有近五千年歷史。我國也是世界上最早記載銅合金性能和成分之間關系的國家。在冶煉和加工技術方面創(chuàng)造了舉世聞名的成就,在冶金史上起到了不可磨滅的推動作用。
我們偉大的祖國,對以銅為代表的金屬與合金的發(fā)現(xiàn)和使用,歷史悠久,源遠流長。早在原始社會,就使用了青銅器,到了商殷時代,達到鼎盛時期,成為世界青銅文化史中的寶藏。以后歷代的冶煉和加工技術又不斷改進和提高,曾在世界上處于領先地位。
在金屬材料中,銅及其合金的應用僅次于鋼鐵和鋁,是重要的金屬材料。金屬銅,元素符號Cu,原子量63.54,純銅比重8.93,熔點1084.5℃,呈玫瑰紅或淡紅色。銅礦資源主要來自斑巖銅礦,以硫化銅礦為主。品位低,一般為0.5~1.5%,經(jīng)采選得到15~40%銅精礦,經(jīng)火法或濕法冶煉而得到粗銅,再經(jīng)電解得到純銅。
1. 導熱、導電性
銅最優(yōu)異的品質是具有極高的導電、電熱性,其導電率為58m/(Ω·mm2)熱導率為386W/(m·K),僅次于銀,但銅比金、銀儲量豐富,價格便宜。銅被制成電纜、接插件、端子、匯流排、引線框架等,從而廣泛用于電力、電氣、電訊和電子行業(yè)。銅是各種換熱設備如熱交換器、冷凝器、散熱器的關鍵材料,被廣泛應用于電站輔機、空調、制冷、汽車水箱、太陽能集熱男器柵板、海水淡化以及醫(yī)藥、化工、冶金等各種換熱場合。
2.耐蝕性
銅具有良好的耐蝕性能,優(yōu)于普通鋼材,在堿性氣氛中優(yōu)于鋁。銅的電信在正常電位序中是+0.34V,比氫高,是電位較正的金屬,銅及耐大氣腐蝕,因在其表面可形成一層主要由堿式硫酸銅組成的保護薄膜。不含C02,和O的凝結水對銅實際不起作用。銅在淡水中的腐蝕速度很低(約0.05mm/a)。因些,銅材被用于建筑屋面板、雨水管、上下水管道、管件、化工和醫(yī)藥容器、反應釜、紙漿濾網(wǎng);艦船設備、螺旋漿、生活和消防管網(wǎng);沖制各類幣(耐蝕耐磨性)、裝飾、獎牌、獎杯、雕塑和工藝器(耐蝕性和色澤典雅)等。
3. 易加工成形性
銅是面心立方晶體結構(fcc),有12個滑移系,塑性變形能力強(抗拉強度為220Mpa、疲勞強度為70Mpa、斷裂韌性在室溫時為80~140J/cm2),可以在冷、熱狀態(tài)下進行各種壓力加工成形,如擠壓、軋制、拉伸、沖壓、模鍛等,可加工成板、帶、箔、管、棒、型、線及各種形狀的構件如螺母、螺栓、銷釘、支架、罩殼、軸承保持器等,廣泛用于所有工業(yè)領域,是世界上最重要的金屬材料之一。
4. 其他特性
其他特性包括:
(1)可焊性:可進行軟釬焊和其了方式的焊接
(2)可鍍性:表面可以作機構拋光,電鍍其他各種金屬,進行有機物涂層或化學著色
(3)抑菌性:銅離子的溶度超過0.02mg/L時,即可抑制細菌的生長,因此銅常用作生活管道、炊具、餐具等
(4)裝飾性:純銅本身為紫紅色、亦稱古銅色,莊嚴、高貴、典雅、常用作雕塑、獎杯、紀念器等。
銅冶金技術的發(fā)展是個漫長的過程,目前冶煉方法主要有火法冶煉與濕法冶煉,前者多用于硫化礦的冶煉,后者一般用于氧化礦的冶煉。
⒈ 陰極銅火法冶煉過程
火法冶煉主要分采礦、選礦、熔煉、電解等步驟。
采礦就是將礦石與廢石分離的過程。分離后的礦石運往選礦廠進行選礦。
選礦就是將采礦得到的礦石進行破碎、篩選獲得品位較高的銅精礦的過程,包括破碎、浮選、分離、濃縮、脫水等步驟。礦石經(jīng)過旋回破碎機、中細碎圓錐破碎機進行三級破碎后變成細顆粒狀,再經(jīng)球磨機碾磨成粉狀進入浮選池。浮選池內加入藥劑,經(jīng)浮選機不斷攪拌,金屬吸附在攪拌后形成的泡沫上,泡沫懸浮在池的表面,金屬隨泡沫流入浮選池邊上的槽內得到分離。分離后的礦漿經(jīng)濃縮和過濾相結合的脫水手段,最后形成銅精礦。通過此過程,含銅量可由原礦的0.5%提高到30%(在干燥狀態(tài)下)。
熔煉就是將銅精礦冶煉成合格的陽極銅,包括預干燥、閃速熔煉、轉爐吹煉、陽極爐精煉及陽極澆鑄等工序。
經(jīng)過預干燥,礦的水分降至13%以下;干燥后,礦的水分降至3%以下。經(jīng)閃速爐熔煉后的產物稱“冰銅”,液體狀,銅含量50%–75%,與硫混合?!氨~”經(jīng)轉爐吹煉后的產物是“粗銅”,銅含量98.5%左右。粗銅再經(jīng)陽極爐精煉并經(jīng)過圓盤澆鑄機澆鑄,即形成陽極銅。陽極銅外型與陰極銅相似,但表面缺少光澤,厚度一般為陰極銅的2―3倍,是下一道工序電解中的陽極。
電解就是利用氧化-還原反應原理,陽極的銅電解進入電解液成為Cu離子,Cu離子帶正電,流向陰極,在陰極富集,還原為金屬銅,吸附在陰極上,陰極銅的純度高于陽極。一般經(jīng)過12天(陰極的反應周期)的電解反應,陰極上的銅就是所謂的“陰極銅”。陽極的反應周期24天。剛出爐的陰極銅呈磚紅色,表面平整而光亮,銅的含量達99.95%以上。而陽極銅含多種其他元素,經(jīng)電解后,這些元素在陽極沉淀下來,成為“陽極泥”。陽極泥再經(jīng)處理可以得到金、銀、粗硒和精碲等副產品。
電解的陰極,又稱“始極片”,由專門的加工廠生產。始極片有三種:①由陰極銅制成,這種始極片電解后成為陰極銅的一部分;②鈦板;③不銹鋼板。后兩種可以重復使用,又稱“永久陰極”。
⒉ 火法冶煉的主要工藝
20世紀70年代以前,火法冶煉普遍采用的煉銅設備是鼓風爐、反射爐和電爐。這幾種工藝的共同缺點是能耗高、硫利用率低和污染環(huán)境。由于全球性的能源和環(huán)境問題突出,促使銅冶金技術從80年代起獲得飛速發(fā)展。傳統(tǒng)的冶煉方法逐漸被淘汰,隨之興起的是以閃速熔煉和熔池熔煉為代表的強化冶煉技術,其中最重要的突破是氧氣的廣泛應用。
⑴ 閃速熔煉
包括國際鎳公司閃速爐、奧托昆普閃速爐和旋渦頂吹熔煉3種。
奧托昆普閃速爐自1949年在芬蘭Harjavalta冶煉廠投產以來,至今已投產42座。用此法生產的粗銅約占世界粗銅產量的45%左右,居各熔煉方法之首。該法特點是:熔煉速度高、能耗低、可連續(xù)而穩(wěn)定地產出適宜于制酸的高濃度S02煙氣,冰銅品位可達60%~70%等。 高銅爐渣(含Cu達2.5%)經(jīng)浮選后可降到0.3%~0.5%。
⑵ 熔池熔煉
包括特尼恩特煉銅法、三菱法、瓦紐柯夫煉鋼法、艾薩熔煉法、諾蘭達法、頂吹旋轉轉爐法(TBRC)、白銀煉銅法、水口山煉銅法(富氧底吹熔池熔煉)等8種。
⑶ 濕法冶煉過程
由于銅礦石品位不斷下降,難處理的復雜礦增加等原因,人們對濕法冶煉越來越重視。溶劑萃取電積法(SX―EW)提取銅的技術已在美國、智利、贊比亞、秘魯、澳大利亞和墨西哥等地推廣應用,大大提高了銅的回收率并降低了生產成本?,F(xiàn)代濕法煉銅技術有硫酸化焙燒–浸出–電積,浸出–萃取–電積、細菌浸出法等,適于低品位復雜礦、氧化銅礦、含銅廢礦石的堆浸、槽浸選用或就地浸出。濕法冶煉的工序可簡單地分為三個步驟:浸出、萃取、電解。
①浸出:就是將礦石中銅元素以離子形式分離出來的過程。
用于浸出的礦石也許是較深的礦床(就地浸出),但這種情況很少。比較普遍的是采取堆浸的方式,浸出的對象是低品位礦。
定義:燈具的一種,是以銅作為燈具的主要零部件。
特點:有質感、美觀、具有一定收藏價值、一般以歐式銅燈為主要流行趨勢。
主要指青銅燈具?!扮嫛?,“鐙”字偏旁從“金”,與所用質料有關。從出土文物證實,在戰(zhàn)國秦漢時期,燈具多由青銅制作。銅燈的造型種類十分豐富,制作精巧。尤以連枝燈最為華貴。隋唐以后,銅燈逐漸減少。
銅件燈具產品介紹
市場品種繁多的燈具產品中,銅件燈具是最為普遍的燈具,它造型美觀,適合于商用和家用,比如酒店大廳的吊燈多數(shù)用銅件大吊燈,銅件燈具的臺燈、壁燈、吊燈、落地燈一直是大型燈具企業(yè)點主要市場的產品。其實銅件燈具在古代青銅器時代以用做油燈。
1990年后,中山古鎮(zhèn)一些燈具廠也紛紛投資生產銅件燈具,滿足我國的內銷需求,一些燈飾龍頭企業(yè)都有專門的銅件燈具生產線和銅燈的專用展廳。
銅件吊燈結構
銅件燈的結構中,主要骨架是銅件組成,它是由一系列的配件連接而成。主要配件有吸頂盤、中柱、燈碟、彎臂、框、飾頭等組成。
1、完整的設計圖與施工圖
要生產一個燈具配件,首先得有一張立體感強、線條準確的平面素描圖。雕刻模時,以圖為依據(jù),最終結果就是把平面圖變?yōu)閷嶓w模型。
2、雕制模型
黃石膏制模方法:先用粉狀原材料滲水溶為泥漿。干硬后便可用木雕工具進行雕刻。此材料軟硬適中,是快速人面做模的好方法,多數(shù)燈具企業(yè)采用。一些圓型的底座、吸頂盤、中柱、是鑼床車出來的。中柱模要求兩半要平均分,邊車邊用游標卡尺量。
3、鋁制中板模
有了木?;蚴嗄?,就得制作標準的模具,模具用鋁材料為合適,一是重量輕,造模成型便于生產,再則硬度適中,便于加工。
4、砂芯模制作
空芯的配件采用砂芯來制作,澆注銅水后,砂芯用手工振動打落,也可以用專用的滾筒設備完成,就會得到空芯的零件??招臼怯米唠娫淳€所用,用時配件重量得以減輕。砂芯有專用的砂心機器來完成。
5、造模與澆注
造模就是用模具與型砂制成模型,外有澆口。造模有手工造模機,造模箱,主要是用空壓機的氣壓來機輔助完成造模。把模箱與模具配合好后,填滿型砂,用氣壓緊,在模型上面用木棒來開水口孔。把壓緊的模平放在地上,拆除模箱,用兩塊重量較大的金屬壓在上面,以防澆注時銅水膨脹面損壞模型,可以倒銅水完成。
6、打溝槽,雕銑花飾
銅件燈具配件的打磨,又稱打沙,還有的企業(yè)叫打溝槽,也就是把一些花紋凹處縫隙磨亮,主要是把拋光拋不到位的部位磨亮,只有磨亮了才能表面處理。
7、鉆孔攻牙
銑床鉆孔攻牙,把要鉆孔的面銑平,然后鉆孔或攻牙。配件的連接主要是通過牙桿與牙接相連接。
8、焊接
很多復雜的配件,一次性模具生產是無法辦到??梢苑纸獬啥鄠€配件焊接組成。焊接主要有風焊與亞弧焊。
9、拋光工段
加工完成的配件。要經(jīng)過拋光工段來完成表面光亮,光亮的目的是為了電鍍或者說噴漆和烤漆處理,才能組裝成燈具產品。
10、電鍍
電鍍工藝是把拋亮的銅配件電鍍處理,讓產品更加美觀,華麗。從表面色分有:鍍K金、鍍銀、鍍鉻等。
11、烤漆工藝
為了讓燈具產品表面色彩更為豐富。多數(shù)燈具產品用烤漆工藝完成。
12、配電源線
電源產品有燈頭、燈泡、開關線等、也就是照明需要來選配,臺燈采購手動微調開關較好,吊燈配有搖控開關更方便使用,燈泡采購要選用品牌好些的企業(yè)。質量上才能經(jīng)久耐用。電源采購要選用通過安全規(guī)定和相關認證的。
13、組裝燈具產品
組燈車間應十分干凈,以免灰塵粘在產品上。安裝人員操作時,戴干凈布手套。組裝車間燈光照明要好,通風干燥,安全防火設施齊全。
很多人在選購全銅燈時會發(fā)現(xiàn)許多的燈具明明樣式都是一樣的,但是價格確實相差非常大的,往往幾千塊的燈具卻幾百塊錢都可以買到,這里面會有許多的貓膩。
一、看表面
如果燈體或配件表面有細小的不太規(guī)則紋路(如同真正古銅),就越接近越好。而一些高仿的表面看上去會比較光滑細膩,顏色鮮艷亮度較高,感覺很好實則是鍍銅。
二、掂重量
全銅燈的配件拿在手中感覺是比較沉甸甸的,而假的會比較輕飄飄的,這也可以分辨一些燈具是全銅燈但是使用的材料不足的情況。
三、實驗
1、必要時可以在不影響美觀的前提下將銅件表面用銼刀銼開一點,觀察銼下的粉末,若是金黃色或金白色就是銅的,若是其他的就要注意了。(注:根據(jù)銅燈行業(yè)標準在一些主要連接的地方會使用鐵或其他的材料,如螺絲螺母等)
2、將5%的鹽酸或硫酸溶液,涂于燈體表面,如果8小時內燈體無變化,說明這是一個合格的全銅燈。(注意安全)
3、一般家庭的話可以取食鹽50克,加入500克水,取一燈具配件完全浸入鹽水中,12小時后表面無發(fā)生變化說明處理到位。
銅燈優(yōu)點:銅制品 耐繡 使用長 用10-50年沒問題
銅燈缺點:價格高昂
備案號: 滬ICP備2024080451號