宣布时间：2020-11-18点击：2123
一、无氧铜
1.概述
1号、2号无氧铜板TU1、TU2是含氧量少少的铜 ，具有纯度高 ，导电 ，导热性高的特点 ，无“氢病”或少少“氢病”。含磷量极低的无氧铜 ，与玻璃封结性好 ，加工性能 ，焊接性 ，耐蚀性 ，耐寒性均好。无氧铜主要用于电真空仪器仪表用零件 ，广泛用于汇流排 ，导电条 ，波导管 ，同轴电缆 ，真空密封件 ，真空管 ，晶体管的部件等。
2.无氧铜物理化学成份
TU1 ，铜含量：99.97以为 ，杂质总和≤0.03
TU2：铜含量：99.97以上 ，杂质总和≤0.05
①无氧铜热性能
熔点：1082.5～1083℃。
热导率：20℃时为391W/(m·℃)。
比热容：20℃时为385J/(kg·℃)。
②TU1无氧铜质量特性： 无氧铜20℃时 ，凝固时的收缩率为4.92% ，密度为8.94g/cm?。
③无氧铜电性能 20℃时导电率为g=101.4% IACS,700℃退火 ，30min后测定。 20℃时电阻率为ρ=0.0171μΩ·m。
④无氧铜磁性能： 无氧铜为抗磁性 ，室温质量磁化率为-0.085×10-6m3/kg。
⑤无氧铜化学性能
抗氧化性能：铜在高温时氧化速度显著提高 ，在大气中 ，与室温下即缓慢氧化。
耐腐化性能：无氧铜在大气、纯净淡水、流速不大的海水中均耐腐化 ，对非氧化性酸类也有良好的抗力 ，但对氧化性酸类、湿氨、湿卤素、硫化物和含铵离子溶液抗腐化性很低。
⒊无氧铜热加工处理规范
无氧铜热加工与热处理规范为：
退火温度：375～650℃.
热加工温度：750～875℃.
⒋无氧铜力学性能
⑴无氧铜技术标准划定的力学性能
凭据GU/T14953-1994划定 ，线材重复弯曲性能试验标准为：直径不小于0.3mm的线材在氢气退火后重复弯曲试验 ，弯曲试验次数不少于10次。
⑵无氧铜室温及种种温度下的力学性能
①硬度：室温硬度：HBS35～45(M态) ，HBS85～95(Y态)。
②拉伸性能：
室温下TU2铜板材的拉伸性能为：σb=350～390MPa ，δ=3%～5%（Y态）
σb=220～235MPa ，δ=45%～55%（M态）
③攻击性能：攻击韧性：αKU=1560～1760kJ/㎡
④扭转和剪切性能：剪切强度：τ=210MPa（Y态）：τ=150MPa（M态）
⑤疲劳性能：高周疲劳强度极限为：TU2板材 ，冷变形50%。循环次数108周 ，σD=119MPa。
⑥弹性性能：弹性模量：E=117.2GPa。切变模量：G=44.1GP
目前 ，随着我国真空电子器件、电气、微电子等高科技领域的生长 ，市场对无氧铜的需求量越来越大 ，对材质提出的要求也越来越高。如何生产高品质无氧铜（TU0、TU1）满足市场需要 ，是铜加工企业面临的一大课题。
二、影响无氧铜质量的主要因素
1.主要因素
① 原质料质量
② 氧的影响
③ 熔炼装备的密封
无氧铜生产遵循“精料、密封、精炼”的工艺原则 ，严把原辅质料质量关 ，严格工艺制度和操作规程 ，接纳有效检测手段 ，提高无氧铜质量 ，是目前无氧铜生产中可行的有效控制手段。
2.无氧铜氧含量影响因素及其控制
氧含量是无氧铜材的一项很是的重要指标 ，影响无氧铜氧含量的因素较多 ，以下是主要的影响因素及控制步伐：
(1)原料阴极铜
氧含量确实保存较大差别（***低3ppm ，***高90ppm）。高品质（TU0、LC1011、TU1）无氧铜生产对原料阴极铜的要求高 ，一般应选用高纯阴极铜。
(2)熔体笼罩与�；�
2.1 熔体笼罩
木炭是无氧铜熔炼***好的笼罩剂。木炭笼罩在熔体外貌上 ，不但有防氧、防吸气的作用 ，还能起到很好的脱氧作用。木炭的脱氧反应是：
Cu2O +C=2Cu+ CO
Cu2O + CO =2Cu + CO2
木炭的质量对熔体的脱氧效果有较大的影响 ，对种种木炭进行了剖析 ，结果见表2。应选用栎木等木材烧出的白炭作为无氧铜的脱氧剂。别的 ，木炭应煅烧（500℃～800℃）且不宜久放 ，应即烤即用。
2.2 气体�；�
在熔炼炉和保温炉内（保温炉炉头部位也应通入氮气）通入惰性气体（氮气） ，起到阻遏空气 ，防吸氧、吸气以及减少木炭损耗的作用；在铜液转注历程中 ，流槽内的熔体流速快 ，波动大 ，使用固体笼罩剂易裸露液面 ，应接纳惰性气体（氮气）或煤气进行�；�。
(3)密封
目前海内无氧铜熔炼设备与外洋有一定差别 ，要害是在密封技术上。如接纳进口无氧铜炉组（密封好 ，仅用不煅烧的普通木炭）生产的C10200无氧铜铸锭氧含量在10ppm以下的占99%以上 ，而其它国产设备（用煅烧木炭）生产的C10200无氧铜铸锭氧含量在10ppm以下的缺乏90%。这一点说明设备密封状况对无氧铜铸锭氧含量的控制是何等要害。
(4)精炼脱氧
一般来说 ，纵然是高纯阴极铜 ，其基础氧含量大多在10ppm以上 ，要满足部分客户要求的氧含量在5ppm以下的无氧铜需要 ，必须进行精炼脱氧处理。
除用优质的煅烧木炭脱氧处理外 ，加入适量的Cu-P合金脱氧 ，来包管无氧铜的氧含量要求。另外 ，为进一步抵达除氧效果 ，近几年生长的一项无氧铜熔体除氧技术——通过透气砖往炉膛内通入一氧化碳和氮气 ，利用一氧化碳的还原作用 ，抵达对铜液中氧的除去目的。
(5)铸锭加热
为满足用户对无氧铜氧含量的要求 ，无氧铜锭在后续的加工历程中 ，还需避免外貌渗氧。在无氧铜锭的加热历程中 ，需控制好加热温度和加热时间。
无氧铜铸锭的加热渗氧与加热温度和加热时间关系密切 ，图1为无氧铜铸锭在空气条件下渗氧深度与加热温度和加热时间的关系。
三、无氧铜缩尾问题及控制
1.无氧铜缩尾问题
高品质无氧铜（如LC1011、TU1）棒材大多用在真空开关及其它一些电真空器件上 ，如果棒材保存缩尾缺陷 ，势必会影响到这些高真空器件的质量及使用寿命 ，因此无氧铜质料绝对不允许保存缩尾缺陷。
2.缩尾爆发的原因
① 铸锭外貌质量欠好；
② 挤压速度过快；
③ 挤压筒清理不净；
④ 压余厚度不敷。
3.缩尾的主要控制步伐
（1）按期修磨挤压筒 ，挤压时逐根清理挤压筒；
（2）增强设备的检修和维修 ，确保设备和工模具的精度；
（3）留够适当的压余；
（4）适当加大挤压的扒皮量；
（5）挤压速度要控制适当 ，不宜过快；
（6）控制铸锭外貌质量；
（7）接纳探伤检查把关。
四、结束语
氧含量作为无氧铜的一项重要的质量指标 ，在生产历程中 ，要满足用户对这一指标越来越高的要求 ，必须精选高品质的阴极铜原料、确保设备处于良好的密封状态、重视精炼脱氧环节的工艺控制 ，寻求新的工艺技术来提高脱氧效果；用于电真空器件的高品质无氧铜棒材的缩尾缺陷 ，严重影响到用户的产品质量 ，应引起相关技术质量部分的高度重视 ，在相应的缩尾检验把关环节 ，应接纳***有效的检验要领 ，充分检验人员力量 ，增强检验人员的培训与治理 ，增强质量意识 ，落实责任 ，包管无氧铜的产品质量。
来源：《理化检验-物理分册》微信民众号 选自：《理化检验-物理分册》 Vol.52 2016.10 作者：李湘海
