铜及合金具有优良的导电、导热、耐蚀性能，具有美丽的颜色和环保性能，它的提取、加工、回收并不困难，因此人类使用铜已有几千年的历史，古代人们应用铜及合金制作生活用器、兵器、货币和各种工艺品，随着生产力的发展和科学进步，铜及合金制品的应用更为广泛，现代铜及合金应用主要集中于与导电和热交换有关的两大方面，主要应用部门有电子、电力、汽车、舰船、交通、通讯、家电、建筑、冶金、人民生活等方面，几乎涉及所有工业部门，国际铜业协会的统计表明：铜及合金主要应用部门是电力、建筑、轻工等，铜加工材各品种消费比例主要是线材、板带、管材等，近年来管材消费比例显著增加，现代铜及合金重要应用和热点产品介绍如下。
1.1、电真空无氧铜
电真空用无氧铜主要用于电真空器件的散热阳极，真空电容器动片、静片、真空断路触头座等。为确保电真空器件的高真空度（一般10-8乇以上）散热阳极需要与陶瓷封接，其方法是在高于900℃、纯氢气氛下进行钎焊，铜阳极中如果含氧超标，则会造成氢气病，引起铜的显微裂纹，导致电真空器件失效。众所周知，铜与氧具有很强的亲和力，氧在铜中以氧化亚铜形式存在，特别是当分布在晶界时，在还原性气氛下，尤其是高温、氢气环境中就会发生Cu2O+H2→Cu+H2O反应，水蒸气的排出，会引起铜的显微裂纹。所以电真空器件用铜阳极制品，都应该使用无氧铜来制造。各国标准中对氧含量作了严格规定。美国和日本标准中规定氧含量不能大于10ppm(0.001%)，我国标准中规定氧含量不能大于20 ppm。除对氧的严格规定之外，电真空用无氧铜中对P和Zn元素也作了严格的限制，这些元素在高真空环境中会从铜中挥发，不但破坏真空度，而且对阳极和栅极回造成不利影响，我国标准中规定P不超过20 ppm、Zn不超过30 ppm。此外，对引起无氧铜脆性的元素如As、Sb、Bi、Te和明显降低导电性的元素如Fe、Ni、Sn等也作了严格限制。无氧铜加工材中氧的分布是不均匀的，铸锭中部含氧高于边部，棒材头部高于尾部。所以加工材出厂前都应逐件进行含氧检查。检查方法是逐从头部取试样，在850℃~900℃纯氢中退火20分钟，然后在200倍显微镜下观察，与标准图片相比较，显微裂纹在1~3级为合格，3级以上视为废品。生产过程中，可用直读光谱仪来测定含氧量。目前无氧铜的生产方法是采用低频感应电炉熔炼铸锭，热加工工序中加热采用还原性气氛，也有采用微氧化气氛。无氧铜中氧的来源主要有三个途径：①炉料带入，如电解铜表面CuSO4、铜豆等，一般可带入100 ppm氧；②大气中氧的渗入，如潮湿木炭中的水份，③结晶器内保护气体CO中的水份。国内生产无氧铜的成功经验是：精料、密封、干燥、脱氧。重要电真空器件用无氧铜使用真空熔炼、真空除气方法制造，国外电真空用无氧铜多采用真空熔炼办法。
1.2、弥散强化无氧铜
弥散强化无氧铜主要是以Al2O3质点强化的粉末冶金材料，国外研究与生产大约亿已有50年历史，美国纳入标准的合金有四种，今Al2O3数量分别为0.2%、0.4%、0.7%、1.1%，我国从二十世界七十年代开始研究，现已产业化生产，主要合金牌为TAIM0.15，含Al2O3为0.15-0.3%, 以管、棒、板、带半成品供应市场，生产工艺为：氮气雾化喷粉→配氧→内氧化→还原→等静压和高温烧结→真空封套→热加工→冷加工，主要参数、性能列入表1.2.1、1.2.2，弥散强化无氧铜目前主要用于大功率、超高频电子管和微波器件，在电极材料中也开始应用，Al2O3弥散强化无氧铜制成的滚轮，在涂层钢板的焊接方面明显优于合金化的铜-铬-锆合金，该合金材料的研究方向是：进一步减少氧化铜残存和材料的体积膨胀率，研究进一步控制Al2O3质点长大和使其均匀分布的工艺技术，进一步降低材料成本，加强弥散强化无氧铜的基础理论和应用研究。
1.2.1 弥散强化无氧铜生产工艺及参数
生产工艺 工艺参数
氮气喷粉 铜铝合金熔化温度1300-1350℃氮气压力：0.7-0.8Mpa切向进风,喷嘴孔径φ4.5毫米
配氧 氧源Cu2O、200目合金粉，空气加热250℃-300℃，氮气加热850℃。
内氧化 按比例配入氧源，氮气气氛，800-900℃，1.5-3小时,强化相γ- Al2O3,面心立方晶格,晶格常数7.9A,质点大小范围400-500A.
等静压和高温烧结 等静压力2t/cm2,时间2分钟烧结温度1020℃、3小时，氮气气氛、压力0.03-0.04MPa
包套 紫铜套，真空钎焊、银铜焊丝、钎焊温度950℃
热加工 热轧、热挤、热锻温度850-900℃
冷加工 冷轧、冷拉、表面扒皮、铣面冷加工率不大于70%
1.2.2 我国弥散强化无氧铜性能
（Cu99.8%、Al2O30.2%、O2≤10ppm、杂质按GB中TUI要求）
材料状态 性能指标 性能数据
900 ℃、30分 强度бbMPa 432-470
氢气中退火 屈服强度б0。2MPa延伸率δ5%导电率%IACS 340-42015-2590-92
热挤、热扎 强度бbMPa屈服强度б0。2MPa延伸率δ5% ≥400≥300≥15
硬状态 强度бbMPa服强度MPa延伸率δ5% ≥450≥350≥7
1.3、高强高导合金
高强高导合金是指具有优良导电、导热性能，同时强度远高于纯铜的一类合金，其主攻方向是在不剧烈损失导电率的原则下，使用合金化方法提高强度，这类合金在国民经济和国防建设中具有重要的应用价值，其中电真空器件和集成电路框架材料需求最为迫切。电真空器件中前相波放大器、行波管、空调管、磁控管等需要大量无氧铜材，要求铜材在具有高强高导性能的同时，又具有抗软化性能，能够经历920℃、20min氢气退火，又不改变尺寸与形状。为此铜合金具有的强度应大于500MPa，导电率大于90%IACS的高强高导合金成为主要攻关目标。
固溶强化与析出强化是铜合金重要强化方法，Zr、Ag、Cd、Ti、Si、Mg、Te等，它们在铜中的溶解度随温度下降而急骤下降，这些元素于固态下，以单质或金属化合物质点析出，从而产生固溶强化和析出强化，由于合金元素从固溶体中析出，减少了晶格畸变，降低了应力场的强度，从而使合金的导电率也明显提高。从而诞生许多优秀的高强高导合金，在国外又称为高铜合金，它们的特点是加入的合金元素重量比很少，一般不超过3.0%，经过时效和热处理后，强度可为纯铜的2～3倍，导电和导热性能降低不多，一般仅降低10～30%IACS，除此之外,有些合金还具有优良的弹性（铍铜合金）、良好的切削性能（碲铜）等；高强高导合金广泛的应用于国民经济各部门，重要的应用方向有：电机整流子、电阻焊电极、连续铸钢用结晶器、电气化铁路架空接触线、电子通讯导电元件、集成电路引线框架等。
高效电机端子，通常使用含Ag 0.03%的拉制异型铜材；连续铸铜铜结晶器大量使用银铜、磷铜、铬铜、锆铬铜、结晶器为带有锥度和弧度的矩形或方型铜管，一般使用挤压管坯经成型冷拉而成；电极合金几乎全部是Cu-Cr-Zr合金，加工材的形状有棒、片、圆盘件，加工方法多为锻造、挤压、拉伸，直径φ8～φ12毫米，内孔φ0.8～φ1.2毫米小眼管材也正在试制中；随着电气化铁路和高速列车的发展，对供暖电接触线提出高强高导电的要求，过去 的纯铜导线已不能满足要求，由于列车速度的提高，要求接触线具有高的强度，车速与接触的线的抗张里平方根成正比，因此，多选用银铜和铜铬合金来制造导线，接触线的断面形状为双沟形状，断面积为100、110、120mm2，导线长度要求大于1000m，通常使用卧式和上引方法铸造大长度卷坯，然后经过盘拉法生产，盘拉一般为五模速拉；精密导电器件由于形状复杂，加工精度要求高，纯铜的切削性能不好，重要器件多选用含碲0.5%的碲铜合金，该合金可以使用常规方法生产，上述应用的合金性能列入表1.3.1。
1.3.1 常用高铜合金性能
TP2 TAg0.1 QCr0.5 QCr0.5-0.2-0.05 TTe0.5
性能名称 0.015%P 0.1%Ag 0.5%Cr 0.5%Crm0.2%Zr,0.05%Mg 0.5%Te0.015%P
熔点℃ 1083 1083 1080 1078 1080
比重g/cm3 8.9 8.9 8.9 8.89 8.89
传热系数Cal/cm.sec.℃ 0.8 0.81 0.8 0.8 0.88
导电率%IACS 85 90 85 80-85 90-95
强度Mpa 265-343 265-343 300-480 370-450 250-320
硬度HB 75-95 75-95 110-140 125-150 75-110
抗软化温度℃ 200 250 300 450 250
热加工温度℃ 750-850 800-850 850-900 850-950 800-850
1.4、铜合金引线框架
集成电路引线框架材料曾经广泛使用Fe-Ni合金，由于铜合金具有优良的导电和散热性能，当前已成为主要的引线框架材料，铜框架材料的使用占框架材料的80%以上，主要有Cu-Fe-P、Cu-Ni-Si、Cu-Cr-Zr、Cu-Ag四大合金系列，世界范围内生产和正在试制的引线框架合金牌号有77种之多，按着性能可分为高导电、中强中导、高强高导合金，按着合金强化类型又分为固溶强化、弥散析出强化、折衷型，使用最广泛的合金是Cu-Fe-P系，常用牌为Cu-0.1Fe-0.03P的KFC合金和Cu-2.3Fe-0.1Zn-0.03P的C194合金，其合金的强化相为Fe3P，析出强化相质点愈小，分布愈均匀，其合金性能越稳定和优良，目前正在研究使析出质点在10～15纳米的方法；常用的铜合金引线框架合金成份，性能列入表1.4.1。
1.4.1、集成电路框架用铜合金系列
合金牌号 化学成份% 导电率IACS% 强度MPa
C19200(KFC) Cu-0.1Fe-0.03P 92 400
KIF201 Cu-0.15Fe-0.05P-0.1Sn-0.1Ag-0.1Zn 80 580
KIF-2 Cu-0.1Fe-0.1Sn-0.03P 80 460
CI97500 Cu-0.6Fe-0.05Mg-0.2P 65 550
ML-21 Cu-0.6Fe-0.36Ti-0.06Mg 76 588
CI9520 Cu-0.85Fe-0.85Sn-0.03P 45 420
CI96 Cu-0.1Fe-0.3Zn-0.3P 65 588
EFTEC-5 Cu-1.0Fe-0.5Sn-0.5Zn 54 539
CI95 Cu-1.5Fe-0.6Sn-0.8Co-0.1P 50 617
CI94 Cu-2.3Fe-0.1Zn-0.03P 55 460
CI5100 Cu-0.1Zr 95 500
CI8030 Cu-0.1Cr-0.1Sn 90 400
OMCI/I Cu-0.3Cr-0.1Zr-0.05Mg-0.03Sn 82 590
KIF116 Cu-0.3Cr-0.025Sn-0.2Zn 80 540
CC2 Cu-0.55Cr-0.25Zr 85 490
MF224HC Cu-1.5Ni-0.18Si-0.1P-1.5Zn 47 685
CI220 Cu-0.015P 85 250
AgCu0.1 Ag0.07-0.1Z 95 250
FeNi42 42Ni,Fe余量 3 685
KLF-1 Ni3%-3.4% Si0.7%-0.75%Zn0.2%-0.35% 55 400
IC框架对高精度合金带的要求是：化学成分均匀，性能稳定，板型优良，极小残余应力，尺寸精度应达到+0.003毫米，无侧弯和极小和边部毛刺，带材表面光洁，无任何外来夹杂，带材还应该颜色均匀一致，不应有氧化色及各种花斑，为保证框架自动化生产，带材还成卷供应的长度应该在500～2000米范围之内，带材的几何尺寸要求列入表1.4.2。所有这些要求，只能通过现代化带材生产方法才能满足，框架用高精铜带生产的方法及工艺代表着铜加工行业现代高新技术。其要点如下：
1） 必需具有大容量（5～10吨）先进的熔炼铸造设备，对Cu-Fe-P系合金和Cu-Ni-Si系合金，需要具有密封性能优良的熔炼炉，炉衬材料要能够耐熔体的浸蚀，铸锭装置及工艺应能确保光洁的铸锭表面和无夹杂的内部质量；性能优秀的高级框架材料Cu-Cr-Zr系合金，还需要真空冶炼，才能确保金属Zr成分稳定；
2） 必须有高性能热轧设备，热轧卷坯应该没有起皮、划伤、夹杂等缺陷，卷坯的尺寸公差应控制为+0.1毫米，卷重应为2～7吨，热轧后有喷水急冷装置，以满足850℃淬火的冷却速度；
3） 为了清楚卷坯表面氧化层，应能对热轧卷坯进行表面和侧边铣削，铣削的深度每面为0.3毫米,也就是说要具有自动化的双面铣床才能完成;
4） 必需具有高精冷、中轧机，满足将铣面后的卷坯冷轧成优质卷坯，纵向公差控制为±0.05mm，板型良好，横向尺寸偏差为0.05mm；
5） 必须具有大容量，高装机水平的软化退火炉，为了消除变形硬化，保证材料继续进行加工，退火温度应该均匀，料温差不超过±5℃，被退火的卷坯不能发生氧化，退火气氛应为加氢的氮气保护，退火炉生产能力要足够大，以保证现代化生产，当代性能优良的退火炉为罩式炉，小时生产能力可达20～30吨；
6） 高精度成品轧制设备极为重要必须保证板型优良和精确公差为保证良好的冷却和润滑性能，防止带材锈蚀，成品精轧应该是全油润滑，一般先进的生产设备都选用20辊轧机；
7） 为保证产品性能均匀，表面光洁，颜色均匀，不产生划伤，花斑等缺陷，一般应该采用通过式保护气体的气垫式退火炉；
8） 板型控制在框架材料生产中十分重要，不均匀变形是所有压力加工中不可避免的，被称为不均匀变形定律，而不均匀变形导致带材沿横断面上残余应力的存在，这种应力在框架冲制时被释放，导致框架翘曲，所以现代化框架带材生产中都应有消除残余应力的办法适合大生产的方法是拉弯矫机列，其实质是通过对带材加以均布应力，通过拉弯矫直，使残余应力分布平均，带材内残余应力的水平判定方法是，在同一带材宽度上切取1米长、宽10毫米的式样，比较两条样长度差r，带材残余应力越大r越大，如果以I表示残余应力水平，I=r/1000×10-5的话，未经拉弯矫的带材残余应力为50～10I而经拉弯矫后可降为5～10I；
9） 精密分剪是框架带材生产的重要工序，带材生产的宽度为30～600毫米，而所需要框架带材的宽度为20～50毫米，所以将宽的带材要在专门的纵剪机列上进行，分剪的性能应该满足宽度公差±0.05mm，边部毛刺不大于0.01毫米，侧弯小于0.8/1000；
10） 包装对框架带是十分重要的，要求卷重基本一致，防潮、防锈、防外来损伤、防窜动，这些要求往往只能在自动包装线上才能完成；
11） 为确保板型优良，在冷轧设备上都应装有板型仪，同时要实现轧机压力、张力板型等一系列参数的微机自动控制；
12） 在框架材料生产中必须配有现代化检测仪器，其中物理性能、应力、金属结构、焊接性能、软化温度等现代化分析研究手段
；
现代化生产工艺流程见图4-1，现代生产装备和主要参数列入表1.4.2，通常使用的KFC和C194框架带材生产工艺如下：
C19400（Cu97.0%、Fe2.1～2.6%、P0.015～0.15、Zn0.5～0.2%、Sn≯0.03、Pb≯0.03、杂质≯0.15）感应熔炼铸140×620×2000mm→煤气加热炉850℃~870℃→热轧13 mm卷坯→喷水冷却→双面铣床铣表面和侧边至12.4 mm→高精度冷中轧四辊冷轧机1.2 mm卷坯→罩式退火500℃、4～6小时，加氢氮气保护→四辊冷轧机φ750，轧至成品卷材，0.38、0.25、0.2、0.15mm→气垫式通过退火炉，氮气保护480℃～500℃，通过速度10～30米/分，性能бb400～450MPa、δ10%12～18,硬度Hv128～134，导电率60～67%LACS→清洗→拉弯矫直，改善板型，消除残余应力至101以下→按着用户要求剪要包装；
KFC（99.80%Cu-0.05%Fe-0.015P）→铸锭170×620-1070×4～5米，重4～5吨→煤气加热850～870℃，微氧化气氛→热轧13mm×650～1070卷，纵向厚度偏差±0.15mm→双面铣削12.4 mm→四辊冷轧机φ450/φ1070×1250 mm冷轧中轧至1.2 mm，纵、横厚度偏差±0.02mm→氮气保护罩式退火炉480℃软化退火→四辊冷轧机φ260/φ700×750 mm轧机，板形控制，ESSON60润滑，加工率15～35%，成品加工率20～30%→气垫式退火炉500℃、10～30米/分通过速度→碱洗除油清洗→拉弯矫直，残余变形小于10I→成品剪切630纵剪，成品厚度0.25、0.2、0.15、0.1mm，宽度≥16mm，长度200～500米，性能бb390～440MPa、δ104.5～15.5, Hv115～135，导电率82～90%LACS→包装。
1.4.2 、框架带材几何尺寸及形状要求
项目 数值
状态 H、1/2H、1/4H
厚度 0.25、0.20、0.15、0.10mm
厚度公差 ±0.005
横向公差波动 0.001
纵向公差波动 ±0.005
宽度公差 ±0.01
毛刺大小 ≤0.01mm
宽度挠曲 ≤0.05mm
侧弯 ≤1/1000
板形 ≤51
光洁度 0.1～0.2
卷材内径公差 ±20mm
卷重 80～100
1.5、变压器带
随着我国电力工业发展，我国变压器产量迅速发展，产量已居世界第一位，其中箔绕式变压器因空载损耗小，抗短路能力强，热分布均匀、体积小、制造工艺简单、使用寿命长、无污染等特点而迅速发展，箔绕式变压器高、低压侧使用高精度变压器带绕制而成，铜带导电率应≥100±ACS，因此含铜量应大于99.9%，特别是磷含量应小于0.03%，带材表面应无缺陷、板型优良、带材侧边毛刺应≯0.01mm,常用变压器带材规格为0.1-2.5×14-1200毫米,状态为软态;
变压器用带材属于高精板带,其生产方法为大锭热轧-高精冷轧方法。
1.6、异型铜带
电子元器件中塑封三极管需要异型引线框架，它是用高精度异型铜带冲制而成，异型铜带常用规格为T型、U型两种，U型铜带宽68毫米，中间厚0.38毫米,宽40毫米,两边厚度为1.27毫米、宽14毫米，带材应成卷供应，长度大于200米，其生产方法有锻造——轧制法、孔型轧制法、铣屑——扎制法、典型的铜合金异型带生产工艺为：
异型带生产工艺：TP2合金0.015%P、1.52×68毫米卷坯（φ外1000/φ内400毫米）——高速锻造异型锻坯料1.27/0.45×68毫米-氮气通过式退火炉900～950℃-带坯表面清刷-高精异型轧制,速度4～8米/分-卷取衬纸,带材尺寸公差±0.03毫米、硬度HB100～110，导电率≥90%IACS、90℃弯曲大于3次。
异型铜带除塑封三极管使用外，还有多种规格异型带用于高效电机整流器、异型插接、元件和电气端子，目前我国功率管用高精异型铜带年需求为3000吨，国内自给率为30%，70%依靠国外进口。
1.7、接插件用铜合金
随着电子工业的发展，特别是微机和移动通讯机的发展，接插件用铜合金需求量在迅速增加。这种用途对材料的要求是：材料可成形性好，主要是指弯曲性能良好，对于带材来说不但要求垂直轧制方向，而且要求延着轧制方向弯曲性能良好。弯曲时不能脆断，表面邹折小，材料接触性能稳定可靠，这就要求材料具有高的屈服强度、弹性极限，具有高的耐应力松弛性；材料还应具有高的导电性和耐大气腐蚀性能。随着电子器件向轻型化方向发展，弹性材料也在向高性能、超薄、超细方向发展。常见的各种插接件如图2所示。铜合金普遍用于制造各种接插件，这些合金又可分为高强度弹性材料（如铍青铜、钛青铜、铜-镍-锡系合金Cu-9Ni-6Sn）；中强度弹性材料（如大量使用的锡磷青铜、铜镍硅合金、铜铁合金等）；低成本弹性材料，主要是使用H65黄铜，常用接插件合金成分及性能列入表1.7.1。
1.8、铜冷却壁
炼铁高炉使用铜冷却壁是一项重要技术进步，于20世纪70年代首先在欧洲出现，目前已普遍推广，主要在高炉的炉腹、炉腰、炉身等部位替代铸铁炉壁；由于铜具有远高于铸铁的导热性能（约为铸铁的10倍），因而使炼铁生产中的液态炉渣牢牢的附着在冷却壁上，形成保护渣皮，从而提高高炉寿命，实践表明，铸铁炉壁使用寿命为8年，而使铜冷却壁后高炉寿命延长至15-20年，此外铜冷却壁的厚度比铸铁壁减少50%，从而可增加高炉的有效面积；铜冷却壁使用热轧、热锻铜合金厚板制成，常用合金为加磷脱氧铜，板材规格 100-180×1000-1500毫米，随着高炉有效容积增加，所用铜冷却壁数量加大。
1.9、空调管（ARC管）
空调管是散热管的重要代表，主要用于空调器中的蒸发器、冷凝管、连接管等，每台家用空调器用量铜管约为5公斤，其中蒸发器用管1.9公斤、冷凝器用管2.8公斤、连接管0.9公斤；空调器管全部使用加磷脱氧铜管制造，这种合金具有优良的耐蚀性、焊接性、良好的工艺性能，因此在散热铜管中广泛应用，空调管供货有直条、蚊香盘、盘管卷等多种形式，随着技术进步，内螺纹铜管因传热性能为光管的3倍而迅速发展，并逐步替代光面管，内细纹铜管向小直径、薄壁厚、复杂齿型、内表面高清洁度方向发展，与此同时外翅片管的生产和应用也有重大进展；目前我国空调管产品国家标准已经建立，空调管的技术要求列入表1.9.1,1.9.2。
空调管的生产已高度现代化，主要生产方法有挤—轧—盘拉和铸—行星轧管—盘拉、上引—盘拉等，内细纹生产方法主要是行星球模成型法，我国已能成专业作业线制造制空调管生产设备，不论空调管的生产技术、装备、产品实物质量、标准水平均走在世界前列，其生产规模和产量已处世界第一位。
1.10 建筑用铜水管
建筑用铜水管道主要用于供水、供气、供热等建筑管道系统。与现行各种水管 （镀锌钢管、PP-R、PVC-U、镀锌衬PVC管、不锈钢）相比铜管具有十五大好处（表10），其中最突出的优点是：铜对人体和环境的友善性。铜是人体健康不可缺少的微量元素，威胁人类健康的各种细菌在铜的表面不能存活，铜水管内能保障水质的清洁、卫生无菌。铜水管外部的油脂、碳水化合物、细菌、病毒、有害液体、氧气、紫外线均不能穿过铜管污染管内流动的水质。
建筑用水管是一种高质量管材。其中（无缝铜水管和铜气管）已纳入国家标准（GB/T18033-2000），对铜管的化学成份，尺寸公差、力学性能、工艺性能、表面质量作了严格规定。机械连接和焊接连接用铜管线也分别纳入国家标准和行业标准。GB/T18033-2000标准中规定铜水管外径外φ6-φ219mm按生产工艺又可以分为大、中、小三种铜水管，外径φ6-φ25mm为小管，外径φ25-φ60mm为中管，外径φ60mm以上的为大管。我国实际生产的铜水管规格已经远远超出标准规定。洛铜集团生产的TP2水管达到φ308-4mm，用于海水管路。2000年试制成功的φ219-4mmBFe10-1-1水管，已用于舰船。水管的质量要求严格，化学成分、内外质量、尺寸公差、椭圆度、端面切斜度都应符合标准规定，并通过无损探伤检查。
建筑用铜水管优点是明显的（表1.10.1），国外发达国家普及率已达85%，而我国不及20%，因此具有很高发展空间。各国水道管材标准摘要列入表1.10.2。
1.10.1 铜水管之优点
序号 项目 说明
1 使用温度宽 耐低温,不脆断,-196℃~205℃
2 寿命长 表面形成保护膜致密,平均寿命50年,协和医院已用70年
3 耐蚀 适用各种水质,在海水中均匀腐蚀小于0.01毫米/年
4 无毒 对人类有害细菌在铜表面不能存活，千百年来与人相伴
5 易生产 铜的热加工和冷加工性能优良，有利于产业化规模生产
6 便于施工 铜管车、钻、弯焊接性好
7 抗冲击 冲压、冲挤、冲击、碰撞不裂
8 冲击无火花 使用安全
9 化学性能稳 与普通水质、泥沙等不产生化合物
10 导热性好 铜导热性仅次于银，有利热交换，确保用水清洁
11 水管轻型化 铜管直径壁厚均向减小减薄方向发展，节省空间
12 使用方便 铜水管可成盘供应
13 不易渗漏 铜水管使用压力加工方法生产结晶组织细密，无夹渣缺陷
14 装配方便 铜配件、装配件、管已产业化
15 回收价值高 铜水管、配件更换之后回收容易，残值高，废旧水管可直接熔炼生产铜合金的加工材
1.10.2 铜水管主要技术标准
制定国家 标准代号 说明
欧共体 EN1057 无缝铜管，最大直径φ267mm
美国 ASTMB88 K、L、M，最大φ307mm
ASTMB306 排水管标准，最大φ307mm
日本 JIS3300 最大φ308mm
澳大利亚 AS1432 最大φ267mm
中国 GB/T8033 最大为φ219mm。外径φ308mm已经使用，φ400-φ500mm水管已有需求。
1.11、冷凝管
冷凝管主要用于内陆火力发电厂、海洋火力发电厂、核电站、舰船、海洋工程等。使用部位是：主冷凝器、付冷凝器、滑油冷却器、石油运输加热器等管式热交换器。管内通过冷却水，管外为待冷却的蒸气。冷却水有江、河、湖、海等不同的水质。水质恶劣，含有溶解氧、有机物、浮游生物、酸根、氯离子、泥沙等。是导致金属腐蚀的混合介质。管内外温差可达60-80℃，使用条件十分苛刻。冷凝管选材有铜合金、不锈钢和钛管。因铜合金具有优良的耐蚀性、工艺难度不大、价格适中而成为首选。常用冷凝管铜合金的成分、性能、适用水质的选择标准列入表1.11.1、1.11.2、1.11.3。
随着我国电力工业和海洋事业的发展，冷凝管产品具有广阔的空间，特别是核电站的发展。核电站蒸汽出口温度低、装机容量大，要求热交换面积大，因此需要大长度冷凝管，要求长达20米。冷凝管是所有管材生产中工艺难度最大的。这主要是由于冷凝管合金的工艺性能远不如紫铜管材好，我国至今仍以直条法生产为主。由于合金成分复杂，一般均为电炉感应熔炼后挤压，很难用铸造直接生产管坯的新技术。我国冷凝管市场供不应求，产品技术含量高，价格盈利空间大，可以成为一个新的效益增长点。冷凝管产品的发展方向是大长度、高性能、高精度、高的表面和内在质量。冷凝管合金的研究方向是抗污染水质腐蚀的材料。产品形状的发展为外带翅片、内带沟槽的高效导热冷凝管。国外CuNi10合金使用非常广泛，我国尚需推广。对加砷、加硼黄铜的耐蚀机理及熔炼工艺尚须深入研究，核电站用冷凝管应作为重点发展目标。
冷凝管属于用量很大的产品，60万千瓦发电机组用铜合金管达400吨之多，现代生产方法为剂-扎管拉伸，冷凝管的盘式生产法正在研发和产业化，典型生产工艺为：
1.11.2 热交换器用铜合金管
牌号designation 相当于UNS的牌号equivalent designation to UNS 可供规格直径*壁厚*长度(mm)dimensionOD×WT×L 状态temper 抗拉强度tensile 伸长率(%)elongation
N/mm2 δ10 δ5
不小于(≮)
BFe30-1-1 C1500 φ10～35×0.75～3.0×≦18000 软(M) 372 25 30
半硬(Y2) 49.0 6 8
BFe10-1-1 φ10～35×0.75～3.0×≦18000 软(M) 300 25 30
半硬(Y2) 343 8 10
HAI77-2 φ10～35×0.75～2.0×≦18000 半硬(Y2) 372 40 40
HSn70-1 半硬(Y2) 320 35 40
H68A 半硬(Y2) 320 35 40
1.11.3、国产常用凝汽器管材适应的水质条件
管材 水质 溶解固形物(mg/L) CT(mg/L) 悬浮物和含砂量(mg/L)
H68A <300，短期<500 <50，短期<100 <100
HSn70-1 <1000，短期<2500 <150，短期<400 <300
HSn70-1B <3500，短期<4500 <400，短期<800 <300
1.12、焊接工具用铜合金
众所周知，纯铜具有优良的导电和导热性能，但强度和硬度低，耐磨性差，使用寿命低，所以现代焊接设备、切割设备、喷涂设备等用的工具，如焊嘴、滚轮、点焊电极等，均选用铜合金制造，其中铜-铬、铜-鋯、铜-铬-鋯、铜-银合金，由于具有高强度、高导电、高耐磨性能，使用最为广泛，常用电极用合金见表，从金属学角度分析，为提高强度、硬度又不强烈降低导电率，在合金中所加入的强化元素，必须保证固态下强化元素在铜中的固溶度随温度降低而明显变化，这样可通过热处理强化，当元素或金属化合物从铜中析出时，合金的导电率迅速提高，强化相越弥散，合金的综合性能越好，铜中强化元素加入量不应超过最大固溶度，铬和锆两元素在铜中的行为正符合上述原则，铬单质形态析出，锆以Cu3Zr金属化合物形式析出，从而使合金具有高强导性能。
电极合金典型生产工艺有感应熔炼、热锻、热挤压、热轧、冷加工等方法，合金热处理工艺为900～950℃淬火，冷加工率50%后时效，时效温度为450～550℃，时效时间为3～4小时；铜-铬-锆 国内外均采用真空熔炼，原因是金属锆容易氧化，由于真空熔炼导致材料这一技术难关，目前已经取得了重大进步，弥散强化无氧铜是优良的电极材料，其强化相为Al2O3,软化温度可达850℃，但由于是使用粉末法生产，价格为普通电极材料的5倍。
CO2保护自动焊用导电嘴是电极合金最重要的用途之一，多用纯铜和铜-铬-锆合金制造，常用棒材规格为φ6-φ12毫米，导电嘴长度为25-50毫米，中心有φ0.6-φ2.0毫米圆孔，多为高速车、钻而成，曾经试图试制内孔为φ0.6-φ1.2毫米的管材，但效果不理想，为防止焊丝点接，造成电弧瞬间短路，中心送丝孔又发展成为三角形，这样有利于对焊丝的夹持，送丝稳定，但价格比圆孔导电嘴高出80%。
表1.12.1、电极用铜合金
合金名称 牌号 成份% Бb (MPa) HBkg/cm2 %IACS 抗软化温度℃
紫铜 T2 Cu99.0 Y350M250 4042 98100 150150
银铜 Tag0.1 Ag0.07～0.12Cu余量 Y350 45 98 250
碲铜 Te0.5 Te0.4～06P0.01~0.03 Y340 45 98 250
铬铜 QCr0.5 Cr0.4～0.7%铜余量 时效450 115 80 450
锆铜 QZr0.2 Zr0.15～0.2铜余量 时效450 120 85 500
铬锆铜 QCr0.6-0.2-0.01 Cr0.6Zr0.15Mg0.01 时效500 145 80 550
铜镍硅 Qsi1-3 Si0.3～1.0Ni1~3.0 Y700 145 25 500
镉铜 QCd1.0 Cd0.8～1.2Cu Y400 115 80 450
钛铜 QTi3.5-0.2 Ti3.5Cr0.2 时效850 160 18 550
铍铜 QBe2.0 Be1.7～2.2 时效1000 290 25 500
镁铜 QMg0.8 Mg0.5～0.8P0.04～0.08 Y450 120 60 450
铁铜 QFe2.3 Fe2.3P0.02Zn0.08 Y550 120 74 450
弥散强化无氧铜 TAI2O30.15 AI2O30.1～0.25%余量（粉末法生产） Y450 125 90 800
1.13、汽车水箱带
汽车散热水箱用铜材主要有：散热管（内部通入冷却水），一般使用H90或H65牌号带材焊接而成，带材厚度为0.1-0.13mm，目前高频焊按扁管产品也开始应用；散热片使用0.03-0.06 mm紫铜波浪带制成，同时为提高其强度还可加入微量的Sn、Te、Cd、Fe等；水室料和固定散热器用管板料为0.5-0.6 mm的H65板材。
汽车散热水箱在使用中的主要问题集中于散热片和散热管的腐蚀问题。在沿海地区和散布防冻液地区，由于CI-离子存在，使水箱腐蚀加剧，水箱散热片要经受潮湿与干燥、低温与高温（最高可达80℃）的热循环等作用，还要承受风压和震动。在苛刻条件下，散热片表面形成的Cu2O皮膜被不断地剥蚀，特别是在氯离子存在的环境中，这一腐蚀会更加剧烈，研究表明，在散热片合金中，假如微量镁和一定数量锌，会明显改变散片的耐蚀性能；另外，汽车水箱散热管通常会发生栓状脱锌腐蚀而可能造成散热管的泄漏，若加入一定数量的磷，则可在黄铜中形成Cu3P化合物，从而使脱锌腐蚀明显减轻。
汽车水箱带常用合金向高耐蚀、高散热、高耐热方向发展，水箱带材规格向超薄方向发展，散热管铜带厚度为0.085-0.15毫米，带材不应有侧弯与针孔，否则会引起泄漏，带材厚度公差应严格控制在0——0.002毫米，常用水箱带规格列入表1.13.1；水箱带的现代生产方法主要有两种，一是热轧——高精冷轧法，一是水平铸卷坯——高精冷轧法。
随着汽车工业发展，对水箱铜带的需求迅速增加，各种车型用水箱带定额列入表1.13.2。
1.13.1、 汽车水箱用铜带的主要品种规格
品种 合金牌号及状态 规格（厚×宽mm）
散热带料 T2、H90 Y（硬） 0.04～0.06×18～100
管料 T2、H90 Y（硬） 0.11～0.15×30～50
水室料 H68 M （软） 板0.5～1.0×200～650×600～1500带0.5～1.0×100～600
1.13.2、汽车水箱同铜带消耗定额 单位：公斤/只
汽车类型 单辆车水箱用铜带量
轿车、微型车 3～5
中型车、轻型车 10～20
重型车 30～40
拖拉机（大、中、小型） 20～60
以上信息仅供参考
