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Cu-ETP纯铜百科

发布:sonhooalloy 浏览:65534次
  • Cu-ETP: 是欧洲标准(EN)的代号。ETP 代表 Electrolytic Tough Pitch,即“电解韧铜”。

  • 对应中国牌号: 通常相当于 T2 紫铜(纯度稍低于T1,但应用最广)。

  • 对应美国牌号: C11000。

  • 俗称: 紫铜、纯铜。

它的核心特点是:通过电解精炼得到的高纯度铜,其含氧量控制在特定范围(约 0.02%-0.04%)。这个“适量”的氧是为了在铸造时与杂质氢反应,防止产生气孔,但也是其唯一的主要缺点来源。


核心特性详解

1. 优异的导电性

  • 这是Cu-ETP最突出的优点。其导电率可达 101% IACS(国际退火铜标准),是仅次于银的良导体。

  • 应用: 电线电缆的导体、汇流排、电机绕组、变压器线圈等所有需要高效导电的部件。

2. 优异的导热性

  • 导热性能同样出色,热传导系数高。

  • 应用: 散热器、热交换器、炊具底部、制冷部件等。

3. 良好的延展性和加工性

  • 退火态(软态): 具有极佳的塑性和延展性,可以很容易地进行冷加工,如深冲、拉伸、弯曲。

  • 加工硬化: 在冷加工(如轧制、拉拔)后,强度和硬度会显著提高,但塑性和导电性会略有下降。可以通过中间退火来恢复塑性。

  • 应用: 适合各种冷成型工艺,制作复杂形状的零件。

4. 耐腐蚀性

  • 在大气、淡水、非氧化性酸溶液中具有良好的耐腐蚀性。

  • 表面会形成一层致密的碱性硫酸铜或碳酸铜保护膜(铜绿),减缓进一步腐蚀。

  • 注意: 对氨、氯化物、硫化物和氧化性酸(如硝酸)的耐蚀性较差。

5. 焊接性和钎焊性

  • 焊接: 气体保护焊(如TIG)、电阻焊效果良好,但熔焊有一定难度(热导率高,需高热量输入)。

  • 钎焊和软焊性能极佳,是连接Cu-ETP最常用的方法之一。


机械性能(典型值)

机械性能强烈依赖于材料状态(退火态或冷加工态):

状态

抗拉强度 (MPa)

屈服强度 (MPa)

伸长率 (%)

硬度 (HV)

退火态 (O)

200 - 250

~ 60

≥ 45

40 - 55

半硬态 (H)

250 - 300

200 - 250

20 - 30

70 - 90

全硬态 (H)

300 - 360

280 - 330

4 - 10

100 - 120


独特的“氢脆”问题(主要缺点)

这是“韧磷”铜(ETP)与“无氧”铜(如Cu-OF)最关键的差异。

  • 原因: Cu-ETP中含有以氧化亚铜(Cu₂O)形式存在的微量氧。当材料在高温(>370℃)还原性气氛(如含氢、一氧化碳的气氛)中加热时,氢会扩散到铜内部,与氧化亚铜反应生成水蒸气

    • Cu₂O + H₂ → 2Cu + H₂O (蒸汽)

  • 后果: 水蒸气无法逸出,在晶界形成高压,导致铜材内部产生微裂纹,使其变脆、强度和延展性急剧下降,甚至在后续加工或使用中发生破裂。

  • 解决方案

    • 避免在还原性气氛中高温处理。

    • 对于必须在此类环境下使用的部件(如电子管零件、高温真空设备),应选用无氧铜(Cu-OF)


化学成分(典型,按EN标准)

  • 铜 (Cu) + 银 (Ag): ≥ 99.90%

  • 氧 (O): 0.02% - 0.04% (核心特征)

  • 杂质: 微量的磷、铁、铅、硫等。特别注意: 磷是强效脱氧剂,即使微量也会大幅降低导电性,因此ETP铜中磷含量被严格控制。


主要应用领域

  1. 电力工业: 导线、电缆、汇流排、开关触点、变压器绕组。

  2. 电子电气: 印刷电路板、引线框架、连接器、真空管部件(非高温还原气氛部分)。

  3. 热交换设备: 散热器、空调换热管、热水器内胆、蒸馏器。

  4. 建筑行业: 屋顶、防水板、装饰线条、管道系统(给水、燃气)。

  5. 其他: 硬币、艺术品、炊具、化工设备。

总结与比较

  • vs. 无氧铜 (Cu-OF): ETP导电性略低,成本更低,但存在氢脆风险。OF铜纯度高,无氢脆问题,用于高端电子和特殊环境。

  • vs. 磷脱氧铜 (Cu-DHP): DHP铜用磷脱氧,完全无氢脆,焊接性更好,但导电性明显低于ETP(约85% IACS),常用于需要焊接的管道系统。

总而言之,Cu-ETP紫铜是在导电、导热、加工性和成本之间取得最佳平衡的“万金油”型工业纯铜,占据了纯铜应用的最大市场份额。 只要注意避免其在还原性气氛下高温使用,它几乎能满足绝大多数常规需求。



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