铜(紫铜)是人类早发现、加工和利用的金属之一。紫铜在文明早期就被用来制作工具、武器和装饰。与人工制造的黄铜不同,它是一种直接适合加工的属。铜可以单使用,也可以与其它合金和属结合形成合金。
紫铜具有高电导率和热传导率,较为柔软。
紫铜常用表面处理工艺有以下几种:
1、铜光亮清洗:主要是将铜表面的污渍,杂质,斑点,油渍等脏污进行清洗后,还原铜本身的光亮色泽。
2、铜钝化:由于铜是活泼金属,在潮湿或特殊的环境下,特别容易氧化长斑,甚至出现铜绿现象。铜钝化可以有效的保护铜件表面。
3、阳极氧化:将铜件作为阳极,采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。氧化物薄膜改变了表面状态和性能,如表面着色,提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度,保护铜件表面等。
4、电镀:电镀的目的是在铜基材上镀上金属镀层,改变铜基材表面性质或尺寸。电镀能增强铜的抗腐蚀性、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、光滑性、耐热性和表面美观。
5、铜化学抛光:将铜件直接浸泡在铜材化学抛光液中,使其迅速达到光亮如新的漂亮色泽,同时快速的去除表面氧化物,表面尺寸会有相应的改变,但可以人为控制。进行化学抛光处理后的铜件需尽快进行钝化处理,以防其再次氧化变色。
紫铜是比较纯净的一种铜,一般可近似认为是纯铜,但它不一定是纯铜,有时还加入少量脱氧元素或其他元素以改善材质和性能,因此也归入铜合金。紫铜的电导率和热导率仅次于银,广泛用于制作导电、导热器材。紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸(盐酸、稀硫酸)、碱、盐溶液及多种有机酸(醋酸、柠檬酸)中有良好的耐蚀性。
紫铜的电导率和热导率仅次于银、广泛用于制作导电、导热器材,紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸、碱、盐溶液以及多种有机酸中,有良好的耐腐蚀,用于化学工业。紫铜有良好的焊接性,可经过冷、热塑性加工制作而成各种半成品和成品,20世纪70年代的时候,紫铜的产量超出了其余各种铜合金的总产量。
紫铜表面氧化原因:紫铜的表面变色与大气的湿度、紫铜表面污染和环境中的杂质气体等因素有关。
(1)大气湿度:大气的湿度对紫铜表面氧化变色有很大的促进作用,在高湿度下氧化膜的成长速度比在干燥空气中快得多,而所形成的氧化膜密度小一半以上。由此推论认为,在潮湿大气下形成的氧化膜存在类似多孔的内部缺陷。这种缺陷使氧化膜的致密性降低,对基体的保护性下降。在潮湿的大气中,即使紫铜表面不结露,也易形成潮湿表面液膜,产生与水中浸泡时一样的电化学反应,生成化学成分为Cu2O的氧化膜(需要说明的是,紫铜材在水中浸泡形成的氧化膜同时含有Cu2O和CuO)。
(2)表面污染:表面污染对紫铜表面的氧化变色影响很大,即使是指印一类的轻微污染,也会使紫铜表面很快变色。这时形成的氧化膜同时含有Cu2O和CuO,原因是,污染处的饱和蒸汽压下降,有利于形成水膜,同时污染物使水膜的导电性提高,加速了电化学腐蚀过程。
(3)环境中的杂质气体:环境中的杂质气体也是促使变色的主要因素,试验表明,当大气中SO2的含量≤100×10-6时,只要大气相对湿度<60%,紫铜表面颜色无太大变化;但湿度大于60%时,腐蚀速度明显加快。硫化氢的影响更为明显,即使在1×10-6的微含量下也会很快地改变紫铜表面颜色。不同地区大气暴露的腐蚀试验也说明了大气污染的有害影响],在海滨和工业城市地区,紫铜试片的变色程度比山区严重,靠海地区的腐蚀产物多含氯、钠等元素,工业区腐蚀产物中多含S、Si、Al等元素。
(4)紫铜暴露前的表面条件:紫铜暴露前的表面条件对以后紫铜的变色影响很大。例如:紫铜表面经过铜材钝化液MS0423钝化处理的则不容易氧化变色腐蚀了。
紫铜防腐处理方法:
1、表面防腐涂层保护,在紫铜表面喷涂防锈油漆类的物理保护膜,防止紫铜件直接与空气中的腐蚀介质接触。
2、化学钝化保护处理:A、传统的铬酸盐工艺钝化处理(该工艺由于涉及六价铬强致癌性物质,已经被禁止使用了),B、新型环保钝化工艺,该工艺一般使用的是有机杂环类物质与铜形成稳定的配位化合物并覆盖在铜的表面从而防止铜的进一步氧化腐蚀。该工艺的代表性产品有MS0423,MS0407,MS0424,等等。
3、电镀保护层,在铜表面电镀一层铬镍等材料进行保护。
4、真空镀膜等保护措施。