铜制品常见的加工工艺有哪些?(如铸造、轧制、挤压等)

铜制品的加工工艺大体可分为“成形”“切削”“连接”“改性”四大类,其中铸造、轧制、挤压、拉拔是最常用、也是最能体现铜优良延展性与导热性的四类“成形”工艺,下面按流程顺序给你一张“全景图”:
1. 铸造(Casting)  
适用:锭、坯、复杂薄壁件(阀门、叶轮、艺术铸件)。  
方式:  
– 砂型、金属型、低压/差压铸造:成本低,适合大、中型件。  
– 连续铸造(连铸):铜杆、铜管坯的主流工艺,表面质量好、后续可省去热轧。  
注意:铜易吸气氧化,需加磷铜脱氧、保护气氛或覆盖剂。
2. 热加工(Hot working)  
2.1 热轧(Hot rolling)  
温度:800–950 °C(纯铜偏低,黄铜偏高)。  
目的:把铸锭压缩到板、带、棒坯,焊合内部缩孔,细化晶粒。  
设备:二辊/四辊可逆热轧机,后续常配在线铣面去氧化皮。  
2.2 热挤压(Hot extrusion)  
温度:650–850 °C。  
典型产品:型材、复杂空心导体、大口径白铜管。  
优势:一次成型,尺寸接近成品,减少后续冷加工道次。  
3. 冷加工(Cold working)——决定尺寸精度与力学性能  
3.1 冷轧(Cold rolling)  
厚度范围:从8 mm坯到0.05 mm箔;多辊轧机可轧0.01 mm铜箔(FCCL、锂电负极载流)。  
强化机制:位错密度升高,导电率下降2–5 % IACS,但抗拉强度提升30–60 %。  
3.2 冷挤压 / 冷锻(Cold forging)  
适用:黄铜水暖件、插头壳体、LED 散热柱;尺寸精度±0.05 mm,表面 Ra 0.4 µm。  
3.3 拉拔(Drawing)  
产品:线材(0.02–25 mm)、小直径管、毛细管(空调、医疗器械)。  
工序:多道次模拉,道次变形15–35 %;中间退火(400–500 °C)消除加工硬化。  
4. 成形辅助工艺  
冲压(Stamping):连接器、引线框架、屏蔽罩;高速冲床 600–1 200 spm,模具需钨钢/涂层。  
弯曲、深冲、旋压:灯罩、锅胆、乐器号口;C26800(H65)黄铜深冲性能最佳。  
超塑性成形:细晶黄铜在 650 °C、应变速率 10⁻⁴ s⁻¹ 时延伸率 >500 %,可一次吹塑复杂艺术件。  
5. 切削加工(Machining)  
易切削黄铜(C36000,含 3 % Pb)切削效率是碳钢 3 倍;  
无铅环保铜(C69300,含 Bi/Te)切削指数 90,适合饮用水零件。  
6. 连接与改性  
焊接:TIG/MIG 用于厚壁紫铜管,激光焊适合 0.1 mm 箔;黄铜需加硅青铜焊丝防裂。  
钎焊:银基、铜磷钎料普遍用于空调、散热器;无助焊剂真空钎焊适合电子真空腔体。  
热处理:  
– 再结晶退火(300–700 °C,视合金而定)恢复导电/塑性;  
– 沉淀硬化(Cu-Cr-Zr, Cu-Ni-Si)强度可达 600 MPa 以上,导电 >80 % IACS,适合高速列车导线。  
表面:镀锡、镀银、镀镍、钝化、PVD 黑色涂层,兼顾可焊性、抗变色与装饰。
“先铸(或连铸)出坯,热轧/热挤破晶去缺,再冷轧/冷拔/冲压定尺寸提强度,中间穿插退火恢复塑性,最后根据零件要求做切削、连接与表面处理”——这就是铜制品从原料到成品的典型加工链。
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