銅的基本知識
銅是人類最早使用的金屬。早在史前時期，人們就開始挖掘露天銅礦，用獲得的銅制作武器、工具等器皿。銅的使用對早期人類文明的進(jìn)步產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。銅是一種存在于地殼和海洋中的金屬。地殼中銅的含量約為0.01%，在某些銅礦床中，銅的含量可達(dá)3-5%。自然界中的銅大多以化合物的形式存在，即銅礦石。銅礦物與其他礦物聚合形成銅礦石，開采的銅礦石被精選成含銅量高的銅精礦。
一、性能
銅具有良好的物理和化學(xué)性質(zhì)，如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性和延展性。導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。純銅僅次于銀，可以拉成很細(xì)的銅線，做成很薄的銅箔。純銅的新鮮斷面呈玫瑰紅色，但表面形成氧化銅膜后，外觀呈紫紅色，故常稱為紫銅。
除了純銅，銅還可以用錫、鋅、鎳金屬化，形成不同特性的合金，即青銅、黃銅、白銅。當(dāng)鋅加入純銅(99.99%)中時，稱為黃銅。例如，含80%銅和20%鋅的普通黃銅管用于電廠冷凝器和汽車散熱器；加進(jìn)去的鎳叫白銅，剩下的叫青銅。除了鋅和鎳之外，凡是含有其他金屬元素的銅合金都叫青銅，凡是加入的元素都叫青銅。最重要的青銅是錫磷青銅和鈹青銅。如錫青銅在中國的應(yīng)用歷史悠久，用于鑄造編鐘、鼎、樂器和祭祀器皿。青銅也可用作軸承、襯套和耐磨零件。與純銅的導(dǎo)電性不同，通過合金化可以大大提高銅的強度和耐腐蝕性。這些合金有的具有良好的耐磨性和鑄造性能，有的則具有良好的機械性能和耐腐蝕性。
二、用途
由于上述優(yōu)良的性能，銅在工業(yè)上被廣泛使用。包括電氣工業(yè)、機械制造、運輸、建筑等。目前，在電氣和電子工業(yè)領(lǐng)域，銅主要用于制造電線、通信電纜和其他成品，如電機、發(fā)電機轉(zhuǎn)子、電子儀器和儀表等。，約占工業(yè)總需求的一半。銅及銅合金在計算機芯片、集成電路、晶體管、印刷電路板等設(shè)備和器件中發(fā)揮著重要作用。例如，具有高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的鉻鋯銅合金用于晶體管引線。最近，國際知名計算機公司IBM在硅片中采用銅代替鋁，這標(biāo)志著半導(dǎo)體技術(shù)中最古老的金屬應(yīng)用取得了最新突破。
上世紀(jì)80年代中期，美國、日本和西歐國家的精銅消費中，電氣行業(yè)所占比重最大，中國也不例外。然而，20世紀(jì)90年代后，建筑行業(yè)管道的海外銅消費量大幅增加，成為國外最大的銅消費國?？偛课挥诩~約的銅開發(fā)協(xié)會(CDA)發(fā)表的報告顯示，1997年，建筑業(yè)仍是美國最大的銅產(chǎn)品最終用途市場。銅的抗腐蝕性在建筑業(yè)中常被用來制造水管、屋頂和其他給排水設(shè)施。此外，它還因其美觀而被用于建筑裝飾。建筑業(yè)用銅占美國銅制品總消費量的第一位。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，銅的應(yīng)用范圍越來越廣，銅在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、超導(dǎo)和環(huán)境等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。例如，當(dāng)聚氨酯泡沫含有銅或氧化銅時，它可以大大減少這種塑料燃燒時釋放的致命有毒氣體——氰化氫(HCN)。大量研究資料證明，銅的殺菌作用能有效減少肺炎病菌的傳播，抑制細(xì)菌的生長，保持飲用水的清潔。因此，未來銅管在國內(nèi)建筑行業(yè)的發(fā)展前景將非常廣闊。
三、銅的儲量
世界上有豐富的銅資源。據(jù)美國礦務(wù)局1995年統(tǒng)計，世界銅儲量為3.1億噸，儲量基數(shù)為5.9億噸。銅儲量最大的國家是智利和美國，分別占世界儲量基數(shù)的23.7%和15.3%，其次是波蘭、贊比亞、俄羅斯、扎伊爾、秘魯、加拿大和澳大利亞。
世界上有九種工業(yè)類型的銅礦床:斑巖型、砂頁巖型、銅鎳硫化物型、黃鐵礦型、銅鈾金型、自然銅型、脈型、碳酸鹽型和矽卡巖型。最主要的是前四種類型，占世界銅總儲量的96%，其中斑巖型和砂頁巖型分別占55%和29%。全球銅儲量超過500萬噸的巨型銅礦約有60個，斑巖礦38個，頁巖礦15個，占巨型銅礦的88%。
中國可開采的銅精礦資源很少。目前主要的銅礦有江西德興銅礦、西藏玉龍銅礦、玉龍銅礦和新疆新發(fā)現(xiàn)的阿舍勒銅礦。
四。銅的熔煉過程
從銅礦中開采的銅礦石被精選成銅精礦或高銅品位的銅礦石，銅精礦需要冶煉委托成為精銅和銅產(chǎn)品。
目前，世界上主要有兩種煉銅方法:火法冶金和濕法冶金(SX-EX)。
1.火法
陰極銅，即電解銅，通過熔煉和電解精煉生產(chǎn)，一般適用于高品位硫化銅礦。
除銅精礦外，廢銅是煉銅的主要原料之一，包括舊廢銅和新廢銅。舊的廢銅來自舊的設(shè)備和機器，廢棄的建筑和地下管道。新銅來自加工廠廢棄的廢銅(銅材產(chǎn)量比例約50%)。一般來說，廢銅的供應(yīng)是穩(wěn)定的。廢銅分為:裸雜銅:品位在90%以上；黃銅(電線):含銅材料(舊電機、電路板)；由廢銅和其他類似材料生產(chǎn)的銅也被稱為再生銅。
2.濕法:
一船適合低品位氧化銅，生產(chǎn)出來的精銅叫電積銅。
3.火法和濕法的特點
比較火法和濕法銅生產(chǎn)工藝，它具有以下特點:
(1)后者冶煉設(shè)備較簡單，但雜質(zhì)含量較高，是前者的有益補充。
(2)后者受礦石品位和類型的限制。
(3)前者的成本約為70-80美分/磅(約1540-1760美元/噸)，后者僅為30-40美分/磅(約660-880美元/噸)。
可見濕法冶煉技術(shù)具有相當(dāng)大的優(yōu)勢，但應(yīng)用范圍有限。不是所有的銅礦都能用這種技術(shù)冶煉。然而，通過技術(shù)改進(jìn)，近年來，越來越多的國家，包括美國、智利、加拿大、澳大利亞、墨西哥和秘魯，將這一工藝應(yīng)用于更多的銅冶煉。濕法冶金技術(shù)的提高及其應(yīng)用的普及，降低了銅的生產(chǎn)成本，增加了銅礦的產(chǎn)能，在短時間內(nèi)增加了社會資源的供給，造成社會總供給的相對過剩，對價格產(chǎn)生拉動作用。1997年，銅的期貨價格從1996年的2600美元/噸的高點跌至1998年11月的1600美元/噸左右，這與濕法冶煉工藝比重的大幅度提高導(dǎo)致低成本銅大量上市有直接關(guān)系。
目前銅的平均生產(chǎn)成本為1400-1600美元/噸(64-73美分/磅)，期貨價格的下跌是價格向價值的合理回歸。隨著其在冶煉過程中比重的不斷增加，銅的價格走勢將越來越深遠(yuǎn)。據(jù)悉，目前濕法煉銅成本最低僅為20美分/磅(450美元/噸)，最高為77美分/磅(1697.5美元/噸)，平均不到50美分/磅(1100美元/噸)。需要指出的是，1995年，濕法煉銅的平均生產(chǎn)成本僅為39美分/磅。最近，濕法煉銅的平均生產(chǎn)成本有所增加，主要是因為濕法冶金工藝已經(jīng)擴展到處理硫化銅礦物。濕法煉銅工藝更適合于處理銅的氧化礦物和貧礦石，但是當(dāng)處理硫化礦物和富礦時，或者當(dāng)?shù)V山位于寒冷地區(qū)時，濕法煉銅工藝的生產(chǎn)成本也更高，超過50美分/磅。
自20世紀(jì)70年代以來，中國一直在研究從低品位銅礦中提取銅的技術(shù)。1983年，第一座濕法煉銅廠建成，年產(chǎn)量120噸。近年來，由于引進(jìn)國外優(yōu)良的銅萃取劑和發(fā)展當(dāng)?shù)劂~工業(yè)，新建了幾十個小型濕法冶金廠，規(guī)模從幾百噸到兩千噸不等，但銅的年產(chǎn)量只有1.5萬噸，與我國100萬噸的精銅年產(chǎn)量相比，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前，中國銅的生產(chǎn)成本約為18500元人民幣，遠(yuǎn)高于世界平均水平1477美元(67美分)。“九五”期間，國家計委和中國有色金屬工業(yè)總公司把濕法冶煉項目列為重點科研項目，在大冶的德興銅礦、玉龍銅礦、銅綠山銅礦建設(shè)了幾個示范廠。經(jīng)過幾年的努力，預(yù)計到本世紀(jì)末，我國濕法技術(shù)將會有一個大的發(fā)展，年產(chǎn)能估計達(dá)到5萬噸以上。
據(jù)統(tǒng)計，1980年，濕法冶金精煉銅產(chǎn)量占世界精煉銅產(chǎn)量的2.5%，1994年提高到10%，1997年提高到18%。預(yù)計濕法冶金生產(chǎn)銅的比例最終將提高到25-35%。


無氧銅桿和無氧銅桿的區(qū)別及主要用途
一、關(guān)于氧的吸入和解吸及其存在狀態(tài)
一般生產(chǎn)銅棒的陰極銅氧含量為10-50 ppm，氧在銅中的室溫固溶度約為2ppm。低氧銅桿的氧含量一般為200 (175)-400 (450) ppm，所以氧是以銅的液態(tài)吸入的，而上引法的無氧銅桿中的氧則相反。在銅的液態(tài)下長時間保存后，這種棒的氧含量通常在10-50 ppm以下，最低可達(dá)1-2ppm。從組織上看，低氧銅桿的氧含量降低并去除。晶界處氧化銅夾雜物的出現(xiàn)對材料的韌性有負(fù)面影響。而無氧銅中氧含量很低，所以這種銅的顯微組織是均勻的單相組織，有利于韌性。無氧銅桿中的氣孔并不常見，但它是低氧銅桿中的常見缺陷。
二、熱軋組織和鑄造組織的區(qū)別
因為熱軋，低氧銅桿的組織屬于熱加工組織，原有的鑄態(tài)組織已經(jīng)被打破，出現(xiàn)了8mm桿狀的再結(jié)晶，而無氧銅桿屬于晶粒粗大的鑄態(tài)組織。這是無氧銅再結(jié)晶溫度較高的內(nèi)在原因，需要較高的退火溫度。這是因為再結(jié)晶發(fā)生在晶界附近，無氧銅桿的晶粒粗大，甚至可達(dá)幾毫米，所以晶界較小。即使通過拉拔變形，與低氧銅桿相比，晶界仍然較小，因此需要更高的退火功率。無氧銅退火成功的要求是，當(dāng)線材從棒中拉出但組織尚未鑄造時，第一次退火的退火功率應(yīng)比同等情況下的低氧銅高10-15%。連續(xù)拉拔后，后期退火功率要有足夠的余量，對低氧銅和無氧銅要進(jìn)行不同的退火工藝，以保證在制品和成品線材的柔軟度。
三、夾雜物、氧含量波動、表面氧化物差異和可能的熱軋缺陷。
Bzchcp3-" >在所有線徑中，無氧銅桿的拉拔性能都優(yōu)于低氧銅桿。除上述組織原因外，無氧銅桿夾雜物少，氧含量穩(wěn)定，沒有熱軋可能造成的缺陷，桿表面氧化層厚度可達(dá)≤15A。在連鑄連軋過程中，如果工藝不穩(wěn)定，氧監(jiān)控不嚴(yán)，氧含量不穩(wěn)定將直接影響棒材的性能。如果能在后續(xù)工藝的不斷清洗中彌補棒體表面的氧化物，更麻煩的是皮下存在相當(dāng)多的氧化物，對斷絲有更直接的影響。所以，為了減少斷線，有時需要采取最后的手段——銅桿剝皮，甚至二次剝皮。目的是去除皮下氧化物。
四、低氧銅桿的韌性不同于無氧銅桿。
兩者都可以拉到0.015mm，但低溫超導(dǎo)線材中低溫級無氧銅的絲間距離只有0.001mm。
五、從制棒原料到線材生產(chǎn)，經(jīng)濟上存在差異。
制造無氧銅桿需要高質(zhì)量的原材料。一般拉拔直徑> 1mm的銅線時，低氧銅桿的優(yōu)勢明顯，無氧銅桿的優(yōu)勢是拉拔直徑。
六、低氧銅桿的制線工藝與無氧銅桿不同。
低氧銅桿的制線工藝不能照搬無氧銅桿的制線工藝，至少兩者的退火工藝不同。因為線材的柔軟度深受材料成分、制棒、制線、退火工藝的影響，所以不能簡單地說低氧銅或無氧銅軟而硬。

電纜用銅材料的識別
目前電線電纜市場上的電纜可以說是真假難辨，而銅包鋁線和銅包鋁鎂線都是近幾年才剛剛上市的新產(chǎn)品，這就給了很多黑商家利用各種非法渠道追求暴利的機會。目前無氧銅線的價格在每噸5萬元左右，而銅包鋁的價格只有每噸2.5萬元。(注:無氧銅比重8.9，鋁比重2.7)。所以，作為客戶，我們?nèi)ベ徺I產(chǎn)品的時候，不能只相信別人的話。我們必須自己關(guān)閉它們。怎樣才能區(qū)分銅包鋁電纜？
具體來說，我們可以通過以下五種方法來識別它:
首先，看外觀
電纜真假取決于銅質(zhì)。合格的銅芯線應(yīng)為紫色，有光澤，手感柔軟。假銅芯線的銅芯呈紫黑色、黃色或白色，雜質(zhì)多，機械強度差，韌性差。稍微用力就會斷，而且經(jīng)常斷絲。檢查時只需將導(dǎo)線的一端剝?nèi)?cm，然后用一張白紙在銅芯上輕輕摩擦。如果白紙上有黑色物質(zhì)，說明銅芯中雜質(zhì)較多。
第二，看橫截面
因為比較粗的電線是銅包鋁的，所以很容易看出來。所以一般銅包鋁都是軟線，由很多小細(xì)絲和很多股組成。但只要切開橫截面，看白色(鋁的顏色)就能識別出是什么材料。
三、火法
就用打火機燒一下，看看燒起來的現(xiàn)象和燒起來后的結(jié)果。當(dāng)火焰碰到導(dǎo)線時，銅包鋁和銅包鋁鎂線的導(dǎo)體會直下垂，不容易燒壞。燃燒后，導(dǎo)體顏色為灰色或較暗；因為鋁的熔點比銅低。區(qū)別:銅包鋁燃燒后，用手指一擰，導(dǎo)體就會斷裂，比較脆，會斷成很多段。如果無氧的裸銅線燃燒成球珠，就是銅線。用不同粗細(xì)的銅絲燒后結(jié)果不一樣，細(xì)絲熔化，粗絲原樣。
4.用工具刮。
鍍錫銅絲劃傷后呈現(xiàn)黃色，所以是銅。裸無氧銅線劃傷后仍是原色和銅。而銅包鋁線和銅包鋁鎂鋁則呈現(xiàn)雪花點白色。或者在水泥地面上擦絲也能得到同樣的效果。銅包鋼線也可以通過這種方法或磁鐵來識別。
五、用儀器檢測
電纜的銅導(dǎo)線由無氧銅線制成。除表面光滑、無缺陷外，其外形尺寸、機械物理性能和電氣性能也應(yīng)符合(GB/T3953-2009電工圓銅線)的要求。特別是導(dǎo)體電阻(率)是衡量導(dǎo)體材料質(zhì)量的關(guān)鍵考核指標(biāo)。為了區(qū)分銅導(dǎo)體的優(yōu)劣，我們常采用電橋法測量導(dǎo)體電阻，并根據(jù)其截面換算成導(dǎo)體的電阻率。
1)GB/T3048.2-2007《電線電纜電性能試驗方法第二部分:金屬導(dǎo)體材料電阻率試驗》(IEC60468:1974，MOD)。
2)電氣硬圓銅線(Ty3.0mm)在20℃時的電阻率(不大于):0.01777ωmm2/m；
3)電氣軟圓銅線(TR)在20℃時的電阻率(不大于):0.017241ωmm2/m

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