铜是与人类关系非常密切的有色金属,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。铜是一种红色金属,同时也是一种绿色金属。说它是绿色金属,主要是因为它熔点较低,容易再熔化、再冶炼,因而回收利用相当地便宜。
铜加工是我国有色金属工业的重要组成部分。经过多年的快速发展,我国已经成为全球最大的铜材生产国和消费国,综合实力明显增强。铜加工行业属于铜产业链的中间环节,是国民经济的一个重要部门。
铜加工产品依其含铜量可分为纯铜和铜合金产品。纯铜具有高导电及导热性能、良好的可加工性、令人满意的强度和良好的抗腐蚀性、耐磨性;铜合金是以铜为主要合金元素,加入其他辅助元素熔合而成,使铜的功能和加工性能得以进一步提升,满足不同行业、不同用途和不同性能的产品要求。铜及铜合金的优良属性使铜加工产品广泛应用于航空航天、军工、通讯、电力、电气、电子、五金、机械制造、家电、汽车等众多领域。
铜加工是用金属塑性变形方法,将铜锭坯加工成板材、带材、箔材、管材、棒材、型材和线材。最主要的金属塑性加工方法是轧制、挤压和拉伸,也可采用锻造、深冲、旋压及其他加工工艺。
铜合金品种多,塑性加工性能相差较大。紫铜和大部分黄铜、青铜和白铜均有较好的热加工性能,变形温度为500~1050℃。含铅的α黄铜和含铅的青铜等,由于低熔点的铅不溶解于固态铜中,仅在晶界上分布,热加工时易引起热裂,宜于冷加工。除含铍、铬、锆等青铜合金有时效外,变形铜合金均属加工硬化型合金。塑性最好的紫铜、低锌黄铜等,热态、冷态变形率均可达90%以上。
铜和铜合金的塑性加工,除应保证制品稳定一致的力学性能、尺寸公差和表面质量外,对要求具有深冲性能的铜材还要控制晶粒大小,如黄铜晶粒粗大,深冲时就会使产品表面出现“桔皮”。一般深冲工艺要求薄板晶粒尺寸为0.03~0.07毫米。为控制制品的晶粒度,冷加工时,应控制变形量和中间退火工艺制度;热加工时,要控制加热温度和终轧温度。终轧温度过高,卷取后晶粒将继续长大。这些质量要求靠工艺及装备来保证。
近几年来源于国内的废杂铜已呈现增长趋势,再生铜冶炼产业集中度逐步提高,珠江三角洲、长江三角洲、环渤海经济圈等已逐步形成再生铜产业集群,建立了一批国内回收交易市场。在国内铜报废量日益增长的背景下,未来我国再生铜自给率将进一步提升。
另外,面对国际同行业企业的竞争,我国铜加工企业还未确立研发、生产规模、产品结构等方面的优势,在此期间,普通及低端铜加工产品领域将会面临激烈的竞争。具有持续的自主创新能力、能将研发成果有效产业化的企业将借助全球视野逐渐形成规模,参与国际市场的竞争,并在专业化和品牌化经营的过程中被市场认可,从而形成自己的核心竞争优势。
铜加工业将进一步增加科技投入,大力开展技术创新,产品质量和档次将继续稳步提高,努力向多品种、高精尖方向发展,产品标准水平继续处于国际先进行列,铜材产品应用于电力、家用电器、汽车、建筑、电子仪器仪表、国防、交通运输、海洋工程等多个市场和多个行业,占据铜材高端市场,满足国民经济现代化和高新科技发展的要求,也增强其在国内外市场的竞争力。
铜加工企业在生产加工存在的问题:
一、焊缝缺陷,焊缝缺陷较严重,采用手工机械打磨处理方法来弥补,产生的打磨痕迹,造成表面不均匀,影响美观。
二、表面不一致,只对焊缝进行酸洗钝化,也造成表面不均匀,影响美观。
三、划痕难除去,整体酸洗钝化,也不能将加工过程中产生的各种划痕去掉,并且也不能去除由于划伤、焊接飞溅而粘附在铜材表面的碳钢、飞溅等杂质,导致在腐蚀介质存在的条件下发生化学腐蚀或电化学腐蚀而生锈。
四、打磨抛光钝化不均匀,手工打磨抛光后进行酸洗钝化处理,对面积较大的工件,很难达到均匀一致处理效果,不能得理想的均匀表面。并且工时费用,辅料费用也较高。
五、酸洗能力有限,酸洗钝化膏并不是万能的,对等离子切割、火焰切割而产和黑色氧化皮,较难除去。
六、人为因素造成的划伤比较严重,在吊装、运输和结构加工过程中,磕碰、拖拉、锤击等人为因素造成的划伤比较严重,使得表面处理难度加大,而且也是处理后产生锈蚀的主要原因。
七、设备因素,在型材、板材卷弯、折弯过程中,造成的划伤和折痕也是处理后产生锈蚀的主要原因。
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