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銅合金行業(yè)應用解決方案

时间:2023-11-06     

我國銅及銅合金分類,一般習慣按色澤分為四大類:  

1、 紫銅:系指純銅,主要品種有無氧銅、紫銅、磷脫氧銅、銀銅; 
2、 黃銅:系指銅與鋅為基礎(chǔ)的合金,又可細分為簡單黃銅和復雜黃銅,復雜黃銅中又以第三組元冠名為鉛黃銅、鎳黃銅、硅黃銅等;  
3、 青銅:系指除銅鎳、銅鋅合金以外的銅基合金,主要品種有錫青銅、鋁青銅、特殊青銅(又稱高銅合金);   
4、 白銅:系指銅鎳系合金;   

銅的相關(guān)規(guī)定  

我國銅及銅合金標準化工作進展迅速,有關(guān)銅的國家標準分為四大類: 
一為基礎(chǔ)標準,其中GB5231—2001規(guī)定了加工銅及銅合金化學成份及產(chǎn)品形狀; 
二為化學分析方法標準,規(guī)定了銅及合金中主成份和雜質(zhì)元素的化學分析方法; 
三為理化性能試驗方法,其中包括了電阻系數(shù)、超聲波探傷、渦流探傷、殘余應力、脫鋅腐蝕、無氧銅含氧量、斷口、晶粒度等規(guī)定方法;
四為產(chǎn)品標準,其中包括陰極銅、電工用銅線錠、鑄造黃銅錠、鑄造青銅錠、粗銅、硫酸銅、銅鈹中間合金、銅中間合金、銅精礦以及銅及合金加工材標準。  
我國除國家標準外,還有行業(yè)標準和企業(yè)標準,為滿足產(chǎn)品開發(fā)的需要,供需雙方還可商定專用技術(shù)條件。   
那么X熒光光譜就是檢測國家標準第2類檢測銅及合金中主成份和雜質(zhì)元素的化學分析。

 

X熒光光譜儀在銅合金檢測方面的應用方案

X熒光光譜儀用于各種金屬材料中各種化學元素的精確成分分析。用于原材料檢驗,冶煉生產(chǎn)過程成分控制,成品元素成分定值及其它特殊應用,以檢測銅合金的爐前快速分析和成品分析,控制銅合金中的各成分含量,從而在滿足客戶的技術(shù)要求下控制銅的含量以降低生產(chǎn)成本。
該技術(shù)的主要特征為:利用低能量X射線照射測試樣品,試樣中的一些原子將發(fā)射具用自身特征X射線熒光,從而識別這些元素,同時無損檢測其含量。我公司生產(chǎn)的熒光分析儀采用先進的角度照射及準直器和濾光片自動組合系統(tǒng),實現(xiàn)了分析光譜的全譜分析。特殊設(shè)計的激發(fā)光源,使金屬材料的成份分析進入了一個新的時代。卓越的分析性能、極短的分析時間、極低的運行維護成本、智能化的操作模式,使樣品分析簡單易行?梢詮V泛適用于銅合金、鋁合金、鋅合金、鎳合金、鈦合金、鈷合金、不銹鋼等金屬樣品的成分分析。

我公司針對不同客戶的需求,推出的熒光分析儀有三款:EDX-2800     與EDX-6800 EDX-6800A, 它們分別適合于:

EDX-2800: 不測量鋁、硅、磷、硫等輕元素或不關(guān)注這些輕元素。

EDX-6800: 需要測量鎂、鋁、硅、磷、硫及所有重元素,但精度要求滿足國標要求。

EDX-6800A: 需要測量鎂、鋁、硅、磷、硫及所有重元素,但精度要求高于國標要求。

 

EDX-2800 銅合金專用X熒光分析儀特點

1.測量元素范圍:從硫(S)到鈾(U)。
2.元素含量分析范圍: ppm—99.99%(不同元素,分析范圍不同)。
3.同時分析元素:一次性可測幾十種元素。

4.測量時間:60秒-200秒。

5.樣品類型:金屬、粉末、液體。
6.檢出下限:Cd/Cr/Hg/Br≤2 ppm, Pb≤5 ppm 。

7.高效薄窗X光管(W靶)。額定功率50W,管壓5KV-50KV ;管流50uA-1000uA。
8.高壓電源:額定功率: 50 W。電壓:0 -50 KV,額定電流: 1.0 mA 。8小時穩(wěn)定性≤0.05%。
9.原裝美國高性能電制冷Si-Pin半導體探測器,滿意分辨率能達到149eV±5。。

10.大樣品測量腔,樣品腔尺寸:460×298×150mm。。
11.移動平臺。

12.光路增強系統(tǒng)
13.高信噪比電子線路系統(tǒng)
14.內(nèi)置高清晰攝像頭
15.自動切換型準直器和濾光片
16.三重安全保護模式

EDX-6800(A) 銅合金專用X熒光分析儀特點

1.測量元素范圍:從鈉(Na)到鈾(U)。
2.元素含量分析范圍: ppm—99.99%(不同元素,分析范圍不同)。
3.同時分析元素:一次性可測幾十種元素。

4.測量時間:60秒-200秒。

5.樣品類型:金屬、粉末、液體。
6.檢出下限(ROHS元素):Cd/Cr/Hg/Br≤2 ppm, Pb≤5 ppm 。

7.工作環(huán)境:溫度為溫度 15~30℃ 濕度 ≤85% (不結(jié)露)。
8.電源:交流220V±5V,選配高精度參數(shù)穩(wěn)壓電源。
9. 采用原裝美國高性能電制冷Si-Pin半導體探測器 (6800A型為SUPER-SDD電制冷探測器,滿意分辨率能達到127eV)。
10. 內(nèi)置高清晰攝像頭。
11. 具有真空系統(tǒng),特別適合測量關(guān)注輕元素的銅合金,如鋁青銅、錫青銅等。

12.自動切換的濾光片系統(tǒng)。

13.大樣品測量腔。

 

應用實例

熒光分析儀可以分析鉛黃銅、錫青銅、鋁青銅、錳黃銅、普通黃銅、鋅白銅、鎳白銅、紫銅等樣品。

鉛黃銅

鉛黃銅(俗稱易切削黃銅):鉛實際不溶于黃銅內(nèi),呈游離質(zhì)點狀態(tài)分布在晶界上。鉛黃銅按其組織有α和(α+β)兩種。α鉛黃銅由于鉛的有害作用較大,高溫塑性很低,故只能進行冷變形或熱擠壓。(α+β)鉛黃銅在高溫下具有較好的塑性,可進行鍛造。

銅合金類樣品由于熔點比較低,因此制樣時要防止溫度過高產(chǎn)生偏析,特別是鉛元素會產(chǎn)生較大的不穩(wěn)定,因此要求樣品制樣時標準采用小車床車平整,如果現(xiàn)場確實沒有車床,而且只分析直徑比較小的樣品(≤25mm)時,也可以采用金屬切割機(金屬片)替代,要求切割后的樣品表面平整無大紋路,而砂輪磨樣不允許。

樣品測量是采用橫截面測量的方式,樣品直徑大于10mm。

 

測量圖譜:

鉛黃銅輕元素條件譜圖:

鉛黃銅重元素條件譜圖:

工作曲線:Cu:

Pb:

Fe:

準確性對比結(jié)果:

樣品名稱分析方法CuPbFeNiAlSnZnSiAsBiSb
pb59-1化學59.161.340.2870.2000.15700.021038.65
0.00210.00250.0001
熒光58.961.330.2820.2210.20920.054738.80
0.00310.00240.0000
誤差-0.20-0.01-0.0050.0210.05220.03370.15
0.0010-0.0001-0.0001
pb3-2化學60.942.910.3000.3000.15000.200035.130.2000.00010.00230.0002
熒光60.702.990.2920.2830.21270.193935.110.1940.00000.00230.0003
誤差-0.240.08-0.008-0.0170.0627-0.0061-0.02-0.006-0.00010.00000.0001
pb6化學58.141.220.4300.7100.20000.200039.07
0.0031
0.0002
熒光58.371.150.4220.7190.22500.194238.73
0.0040
0.0004
誤差0.23-0.07-0.0080.0090.0250-0.0058-0.34
0.0009
0.0002
pb1-2化學60.122.130.3200.2000.28000.290036.380.1000.0045
0.0006
熒光59.922.170.3210.2080.19720.264636.670.1140.0034
0.0005
誤差-0.200.040.0010.008-0.0828-0.02540.290.014-0.0011
-0.0001
pb2化學62.832.300.1600.3100.18000.310033.570.0910.00040.00230.0002
熒光62.892.340.1710.2990.14680.310333.620.0800.00070.00220.0003
誤差0.060.040.011-0.011-0.03320.00030.06-0.0110.0003-0.00010.0001
pb5化學64.650.500.1000.1000.20000.180034.26

0.00220.0002
熒光64.360.570.1080.1010.14830.193234.41

0.00220.0001
誤差-0.290.070.0080.001-0.05170.01320.15

0.0000-0.0001
pb4化學59.940.960.1600.3100.19000.270038.16
0.00100.00230.0005
熒光59.870.940.1530.3180.15880.278538.13
0.00160.00240.0004
誤差-0.07-0.02-0.0070.008-0.03120.0085-0.03
0.00060.0001-0.0001
pb7化學60.121.820.6600.450
0.780035.38
0.0011
0.0000
熒光60.191.880.6680.444
0.782035.43
0.0011
0.0013
誤差0.070.060.008-0.006
0.00200.05
0.0000
0.0013
pb3-1化學58.743.020.4000.3200.20000.230037.07
0.00040.00230.0001
熒光58.692.980.3990.3270.22020.239537.01
0.00060.00240.0004
誤差-0.05-0.04-0.0010.0070.02020.0095-0.06
0.00020.00010.0003

 

錫青銅樣品

錫青銅,是以錫為主要合金元素的青銅。除了含有3%~14%錫,此外還常常加入磷、鋅、鉛等元素。是人類應用較早的合金,至今已有約4000年的使用歷史。它耐蝕、耐磨,有較好的力學性能和工藝性能,并能很好地焊接和釬焊,沖擊時不產(chǎn)生火花。

測量譜圖:

錫的工作曲線:

錫青銅測試對比數(shù)據(jù):

樣品名稱分析方法CuSnZnPbFeNiPAlSi
1化學84.153.2310.5301.3500.34000.16700.180.0110.0320
熒光84.413.3510.3201.2400.30000.16400.170.0090.0270
誤差0.260.12-0.210-0.110-0.0400-0.0030-0.010.00-0.0050
2化學82.405.258.8302.9000.23000.14000.110.0360.0530
熒光82.675.188.8702.7800.15000.13400.110.0320.0500
誤差0.27-0.070.040-0.120-0.0800-0.00600.00-0.004-0.0030
3化學82.126.372.5408.7000.02600.05200.090.0370.0510
熒光81.866.312.6508.8700.03400.04500.100.0320.0520
誤差-0.26-0.060.1100.1700.0080-0.00700.00-0.010.0010
4化學84.6110.182.8801.4300.19000.05600.560.0280.0200
熒光84.4110.452.6701.5400.18000.05000.590.0220.0230
誤差-0.200.27-0.2100.110-0.0100-0.00600.03-0.0060.0030
5化學87.6110.790.1300.2300.05200.09600.970.0200.0400
熒光87.6810.560.1100.3400.03930.08900.910.0180.0350
誤差0.07-0.23-0.0200.110-0.0127-0.0070-0.06-0.002-0.0050


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