有色金屬合金

有色金屬合金是以一種有色金屬為基體，加入一種或幾種其他元素而構成的合金。與鋼鐵等黑色金屬材料相比，有色金屬合金具有許多優良的特性，強度和硬度一般比純金屬高，具有良好的綜合機械性能和耐腐蝕性能，常用來製造化工容器及有關的設備零部件。 ^[2] 

有色金屬合金的用途廣泛，主要應用於汽車、建材、家電、電力、3C、機械製造等行業。

從行業整體情況來看，2010年中國有色金屬合金製造行業共有788家企業；實現銷售收入1008.44億元，同比增長44.70%；實現利潤總額45.81億元，同比增長94.44%。從行業地區分佈來看，江蘇省的企業數量與銷售收入均居全國第一；銷售收入居前五的省市分別為江蘇省、廣東省、浙江省、河南省和湖南省。

未來幾年，有色金屬合金製造行業的下游需求產業仍將保持快速發展，有色金屬合金需求量將會不斷擴大。然而，伴隨行業市場規模的擴大，行業競爭也日趨激烈，有色金屬合金製造企業間併購整合與資本運作日趨頻繁，國內優秀的有色金屬合金製造企業愈來愈重視對行業市場的研究，特別是對產業發展環境和產品購買者的深入研究。 ^[3] 

銅合金：常見的銅合金有黃銅，青銅及白銅等。

鋁合金：根據鋁合金的成分和生產工藝特點，通常分為形變與鑄造鋁合金兩大類。工業上應用的主要有鋁-錳，鋁-鎂，鋁-鎂-銅，鋁-鎂-硅-銅，鋁-鋅-鎂-銅等合金。變形鋁合金也叫熟鋁合金，據其成分和性能特點又分為防鏽鋁，硬鋁，超硬鋁，鍛鋁和特殊鋁等五種。

鉛基合金：鉛基軸承合金是鉛銻錫銅合金，它的硬度適中，磨合性好，摩擦係數稍大，而韌性很低。回此，它適用於澆注受震較小，載荷較輕或速度較慢的軸瓦。

鎳合金：鎳能與銅，鐵，錳，鉻，硅，鎂組成多種合金。其中鎳銅合金是著名的孟乃爾合金，它強度高，塑性好，在750度以下的大氣中，化學性能穩定，廣泛用於電氣工業，真空管，化學工業，醫療器材和航海船舶工業等方面。

鋅合金：鋅合金的主要添加元素有鋁，銅和鎂等。鋅合金按加工工藝可分為形變與鑄造鋅合金兩類。鑄造鋅合金流動性和耐腐蝕性較好，適用於壓鑄儀表，汽車零件外殼等。

鎂合金：鎂合金中的合金元素主要有鋁，鋅各錳，有時也加入少量的鋯，鈰，釷等。鎂合金按生產工藝不同也可分為形變與鑄造鎂合金兩大類。鎂合金是重要的輕質結構材料，廣泛應用於航空，航天工業方面。

鈦合金：鈦合金按組織可分三類（鈦中加入鋁和錫元素；鈦中加入鋁鉻鉬釩等合金元素；鈦中加入鋁和釩等元素。）鈦合金具有強度高而密度又小，機械性能好，韌性和抗蝕性能很好。另外：鈦合金的工藝性能差，切削加工困難。在熱加工中，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質。還有抗磨性差，生產工藝複雜。

錫基合金：錫基軸承合金是錫銻銅合金。它的摩擦係數小，硬度適中，韌性較好，並有很好的磨合性，抗蝕性和導熱性，主要用於高速重載荷條件下工作的軸瓦。 ^[4] 

Monel 400合金是Ni-Cu系耐蝕合金，屬於美國蒙乃爾合金中的一種，相當於我國牌號Ncu28-2.5-1.5，是一種以金屬鎳為基體添加銅、鐵、錳等其它元素而成的合金，具有典型的單相奧氏體組織，具有優良的耐腐蝕性能和中温強度，是用量最大、用途最廣、綜合性能最佳的耐蝕鎳銅合金。銅的加入使鎳的強度增加，硬度提高，塑性稍有降低、熱導率增加，提高了合金在還原性介質中的耐蝕性，但降低了其在氧化性介質中的耐蝕性。

由於鹽酸濃度和温度的升高以及氧化性環境都會顯著地增強對Monel 400的腐蝕作用，因此控制有機物料中的水分含量防止鹽酸生成，以及防止氧化性物質混入，對於保證設備的正常使用壽命具有決定性的作用。中性氯化物和酸性一氧化性氯化物能造成材料的腐蝕，常見的腐蝕形式為點蝕、縫隙腐蝕和應力腐蝕開裂。 ^[3] 

Inconel 600合金是Ni-Cr系奧氏體耐熱合金，屬於美國因康鎳合金中的一種。由於較高的鉻含量，合金在高温下具有較高的強度和抗氧化能力，高温力學性能明顯優於Ni含量低的一般奧氏體不鏽鋼，抗氧化温度可高達1180℃。Inconel 600合金在980℃的抗氧化和剝落性能如圖1，圖1中使用了失重指標來衡量材料暴露在循環温度條件下保持保護性氧化層的能力，並與另外三種材料進行了對比，性能明顯優於304不鏽鋼、309不鏽鋼和Incoloy 800HT合金。

雖然該合金是為適應高温環境的強度而設計的，但由於鉻、鉬的含量高，使其對眾多腐蝕介質，從高度氧化環境到一般腐蝕環境，均具有良好耐腐蝕特性。 ^[3] 

Hastelloy合金有A、B、C、D、F、G等系列，廣泛用於鹽酸、稀硫酸、磷酸、硝酸、有機酸、氫氟酸等性質，應用較多的主要是B、C系列。

Hastelloy B是Ni-Mo系耐蝕合金，Mo的加入改善了鎳基（固溶體）的抗蝕性、強度以及高温加工性，其顯著優點是在鹽酸中特別耐蝕，在常壓下未充入空氣的任何温度、任何濃度的鹽酸中都是耐蝕的。但Ni-Mo合金耐氧化性介質腐蝕的能力較差，當鹽酸中有空氣存在時，合金的腐蝕速率將顯著增加；在氧化性酸性鹽中，例如在氯化鐵、氯化銅、硫酸鐵、硫酸銅等中會受到嚴重腐蝕。

HastelloyC是Ni-Cr-Mo系耐蝕合金，合金中含有較高的Cr和Mo，並具有單相奧氏體組織，合金既耐氧化性介質又耐還原性介質的腐蝕，同時在氧化-還原複合酸介質中也耐蝕，在濕氯氣和含氯氣的水溶液中具有其它耐蝕合金難以相比的耐蝕性，耐70℃以下任何濃度的硫酸溶液腐蝕。在鹽酸中的耐蝕性低於Hastelloy B，但在室温下腐蝕速率不高於0.10mm/a；在65℃、各種濃度的鹽酸中也不高於0.5mm/a。鹽酸中是否充氧，對耐蝕性無顯著影響。 ^[3] 

以鎳為主要合金元素的銅合金稱為白銅，以Cu-Ni合金為基礎加入第三元素Fe的白銅稱為鐵白銅，白銅的耐蝕性類似於純銅，銅的標準電極電位高（約+0.35V），熱力學穩定性也較高，合金中高含量的鎳能顯著提高合金的強度、耐蝕性、抗氧化性和耐熱性，少量的鐵和錳進一步提高合金的強度和耐蝕性，特別是對流動海水和揣流的抗沖刷腐蝕能力。由於銅的標準電極電比氫要正，在非氧化性酸中不可能產生放氫反應，因此銅在稀的和中等濃度的非氧化性酸中，例如鹽酸、硫酸溶液中，顯示出足夠的穩定性。 ^[3] 

（1）熔鍊擠壓法：用該方法可生產根、細晶根、銀銅、銀鎘等真合金線材、片、帶材。而後將這些合金片、線、帶材在紫銅、黃銅、青銅上覆合鑲嵌，再根據用途不同，生產成複合觸頭（包括片狀、鉚釘等）。

（2）燒結擠壓法：這是將兩種互不相溶的金屬、非金屬氧化物、非金屬粉末按一定比例進行混、成型、燒結制成假合金，再擠壓成線材、板材、製成複合觸頭。 ^[2] 

圖2 有色金屬合金生產工藝流程圖(2張)

熔鍊擠壓法生產合金線、片材為純銀、細晶銀、銀銅、銀鎘、銀石墨幾種。這些線、片分別與銅複合，形成衝制觸頭。內氧化法生產銀氧化鎘線，與銅複合，生成鉚釘。

燒結擠壓法可生產銀鎳、銀石墨、銀氧化鎘、氧化錫、氧化鋅等線材，並於銅複合形成各種觸頭。

如圖2，分別是熔鍊擠壓法和燒結擠壓法生成有色金屬合金的工藝流程圖。 ^[2] 

（1）採用25kg真空、非真空中頻感應電爐（帶發電機組）進行合金熔鍊，清潔衞生，有利於操作環境，自帶發電機組，便於連續生產，也比較經濟實用。

（2）採用63MN擠壓機，用於生產線材和片材，該機採用油泵直接傳動，便於自動控制擠壓速度，運行平衡，設備結果緊湊。

（3）採用等靜壓機，用於粉末坯錠的成型，設備運行穩定。

（4）採用V型高效混粉機，用於粉末的機械混合，該設備速度快，生產效率高，混粉均勻。

（5）採用真空退火爐、坯料燒結爐、氫氮氣體保護退火爐、箱式退火爐等熱處理設備，用於產品的熱處理及模具的加熱，能保證產品無氧化、性能均勻，表面光潔。

（6）採用φA-20W氨分解裝置，生產出N₂和H₂，保證熱處理設備的使用，對產品起到保護作用。

（7）採用兩台拉絲機，用於生產線材的拉撥，該設備機械化水平高，具有速度高、效率高等特點。 ^[2]