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 | Cu | Pb | Fe | Ni | Al | Sn | Zn | Si | As | Bi | Sb |
pb59-1 | 化學 | 59.16 | 1.34 | 0.287 | 0.200 | 0.1570 | 0.0210 | 38.65 |
| 0.0021 | 0.0025 | 0.0001 |
熒光 | 58.96 | 1.33 | 0.282 | 0.221 | 0.2092 | 0.0547 | 38.80 |
| 0.0031 | 0.0024 | 0.0000 |
誤差 | -0.20 | -0.01 | -0.005 | 0.021 | 0.0522 | 0.0337 | 0.15 |
| 0.0010 | -0.0001 | -0.0001 |
pb3-2 | 化學 | 60.94 | 2.91 | 0.300 | 0.300 | 0.1500 | 0.2000 | 35.13 | 0.200 | 0.0001 | 0.0023 | 0.0002 |
熒光 | 60.70 | 2.99 | 0.292 | 0.283 | 0.2127 | 0.1939 | 35.11 | 0.194 | 0.0000 | 0.0023 | 0.0003 |
誤差 | -0.24 | 0.08 | -0.008 | -0.017 | 0.0627 | -0.0061 | -0.02 | -0.006 | -0.0001 | 0.0000 | 0.0001 |
pb6 | 化學 | 58.14 | 1.22 | 0.430 | 0.710 | 0.2000 | 0.2000 | 39.07 |
| 0.0031 |
| 0.0002 |
熒光 | 58.37 | 1.15 | 0.422 | 0.719 | 0.2250 | 0.1942 | 38.73 |
| 0.0040 |
| 0.0004 |
誤差 | 0.23 | -0.07 | -0.008 | 0.009 | 0.0250 | -0.0058 | -0.34 |
| 0.0009 |
| 0.0002 |
pb1-2 | 化學 | 60.12 | 2.13 | 0.320 | 0.200 | 0.2800 | 0.2900 | 36.38 | 0.100 | 0.0045 |
| 0.0006 |
熒光 | 59.92 | 2.17 | 0.321 | 0.208 | 0.1972 | 0.2646 | 36.67 | 0.114 | 0.0034 |
| 0.0005 |
誤差 | -0.20 | 0.04 | 0.001 | 0.008 | -0.0828 | -0.0254 | 0.29 | 0.014 | -0.0011 |
| -0.0001 |
pb2 | 化學 | 62.83 | 2.30 | 0.160 | 0.310 | 0.1800 | 0.3100 | 33.57 | 0.091 | 0.0004 | 0.0023 | 0.0002 |
熒光 | 62.89 | 2.34 | 0.171 | 0.299 | 0.1468 | 0.3103 | 33.62 | 0.080 | 0.0007 | 0.0022 | 0.0003 |
誤差 | 0.06 | 0.04 | 0.011 | -0.011 | -0.0332 | 0.0003 | 0.06 | -0.011 | 0.0003 | -0.0001 | 0.0001 |
pb5 | 化學 | 64.65 | 0.50 | 0.100 | 0.100 | 0.2000 | 0.1800 | 34.26 |
|
| 0.0022 | 0.0002 |
熒光 | 64.36 | 0.57 | 0.108 | 0.101 | 0.1483 | 0.1932 | 34.41 |
|
| 0.0022 | 0.0001 |
誤差 | -0.29 | 0.07 | 0.008 | 0.001 | -0.0517 | 0.0132 | 0.15 |
|
| 0.0000 | -0.0001 |
pb4 | 化學 | 59.94 | 0.96 | 0.160 | 0.310 | 0.1900 | 0.2700 | 38.16 |
| 0.0010 | 0.0023 | 0.0005 |
熒光 | 59.87 | 0.94 | 0.153 | 0.318 | 0.1588 | 0.2785 | 38.13 |
| 0.0016 | 0.0024 | 0.0004 |
誤差 | -0.07 | -0.02 | -0.007 | 0.008 | -0.0312 | 0.0085 | -0.03 |
| 0.0006 | 0.0001 | -0.0001 |
pb7 | 化學 | 60.12 | 1.82 | 0.660 | 0.450 |
| 0.7800 | 35.38 |
| 0.0011 |
| 0.0000 |
熒光 | 60.19 | 1.88 | 0.668 | 0.444 |
| 0.7820 | 35.43 |
| 0.0011 |
| 0.0013 |
誤差 | 0.07 | 0.06 | 0.008 | -0.006 |
| 0.0020 | 0.05 |
| 0.0000 |
| 0.0013 |
pb3-1 | 化學 | 58.74 | 3.02 | 0.400 | 0.320 | 0.2000 | 0.2300 | 37.07 |
| 0.0004 | 0.0023 | 0.0001 |
熒光 | 58.69 | 2.98 | 0.399 | 0.327 | 0.2202 | 0.2395 | 37.01 |
| 0.0006 | 0.0024 | 0.0004 |
誤差 | -0.05 | -0.04 | -0.001 | 0.007 | 0.0202 | 0.0095 | -0.06 |
| 0.0002 | 0.0001 | 0.0003 |
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 | Cu | Sn | Zn | Pb | Fe | Ni | P | Al | Si |
1 | 化學 | 84.15 | 3.23 | 10.530 | 1.350 | 0.3400 | 0.1670 | 0.18 | 0.011 | 0.0320 |
熒光 | 84.41 | 3.35 | 10.320 | 1.240 | 0.3000 | 0.1640 | 0.17 | 0.009 | 0.0270 |
誤差 | 0.26 | 0.12 | -0.210 | -0.110 | -0.0400 | -0.0030 | -0.01 | 0.00 | -0.0050 |
2 | 化學 | 82.40 | 5.25 | 8.830 | 2.900 | 0.2300 | 0.1400 | 0.11 | 0.036 | 0.0530 |
熒光 | 82.67 | 5.18 | 8.870 | 2.780 | 0.1500 | 0.1340 | 0.11 | 0.032 | 0.0500 |
誤差 | 0.27 | -0.07 | 0.040 | -0.120 | -0.0800 | -0.0060 | 0.00 | -0.004 | -0.0030 |
3 | 化學 | 82.12 | 6.37 | 2.540 | 8.700 | 0.0260 | 0.0520 | 0.09 | 0.037 | 0.0510 |
熒光 | 81.86 | 6.31 | 2.650 | 8.870 | 0.0340 | 0.0450 | 0.10 | 0.032 | 0.0520 |
誤差 | -0.26 | -0.06 | 0.110 | 0.170 | 0.0080 | -0.0070 | 0.00 | -0.01 | 0.0010 |
4 | 化學 | 84.61 | 10.18 | 2.880 | 1.430 | 0.1900 | 0.0560 | 0.56 | 0.028 | 0.0200 |
熒光 | 84.41 | 10.45 | 2.670 | 1.540 | 0.1800 | 0.0500 | 0.59 | 0.022 | 0.0230 |
誤差 | -0.20 | 0.27 | -0.210 | 0.110 | -0.0100 | -0.0060 | 0.03 | -0.006 | 0.0030 |
5 | 化學 | 87.61 | 10.79 | 0.130 | 0.230 | 0.0520 | 0.0960 | 0.97 | 0.020 | 0.0400 |
熒光 | 87.68 | 10.56 | 0.110 | 0.340 | 0.0393 | 0.0890 | 0.91 | 0.018 | 0.0350 |
誤差 | 0.07 | -0.23 | -0.020 | 0.110 | -0.0127 | -0.0070 | -0.06 | -0.002 | -0.0050 |