铜合金行业应用解决方案 – 上海精谱科技有限公司
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  • 我国铜及铜合金分类,一般习惯按色泽分为四大类:  

    1、 紫铜:系指纯铜,主要品种有无氧铜、紫铜、磷脱氧铜、银铜; 
    2、 黄铜:系指铜与锌为基础的合金,又可细分为简单黄铜和复杂黄铜,复杂黄铜中又以第三组元冠名为铅黄铜、镍黄铜、硅黄铜等;  
    3、 青铜:系指除铜镍、铜锌合金以外的铜基合金,主要品种有锡青铜、铝青铜、特殊青铜(又称高铜合金);   
    4、 白铜:系指铜镍系合金;   

    铜的相关规定  

    我国铜及铜合金标准化工作进展迅速,有关铜的国家标准分为四大类: 
    一为基础标准,其中GB5231—2001规定了加工铜及铜合金化学成份及产品形状; 
    二为化学分析方法标准,规定了铜及合金中主成份和杂质元素的化学分析方法; 
    三为理化性能试验方法,其中包括了电阻系数、超声波探伤、涡流探伤、残余应力、脱锌腐蚀、无氧铜含氧量、断口、晶粒度等规定方法;
    四为产品标准,其中包括阴极铜、电工用铜线锭、铸造黄铜锭、铸造青铜锭、粗铜、硫酸铜、铜铍中间合金、铜中间合金、铜精矿以及铜及合金加工材标准。  
    我国除国家标准外,还有行业标准和企业标准,为满足产品开发的需要,供需双方还可商定专用技术条件。   
    那么X荧光光谱就是检测国家标准第2类检测铜及合金中主成份和杂质元素的化学分析。

     

    X荧光光谱仪在铜合金检测方面的应用方案

    X荧光光谱仪用于各种金属材料中各种化学元素的精确成分分析。用于原材料检验,冶炼生产过程成分控制,成品元素成分定值及其它特殊应用,以检测铜合金的炉前快速分析和成品分析,控制铜合金中的各成分含量,从而在满足客户的技术要求下控制铜的含量以降低生产成本。
    该技术的主要特征为:利用低能量X射线照射测试样品,试样中的一些原子将发射具用自身特征X射线荧光,从而识别这些元素,同时无损检测其含量。我公司生产的荧光贝博手机app采用先进的角度照射及准直器和滤光片自动组合系统,实现了分析光谱的全谱分析。特殊设计的激发光源,使金属材料的成份分析进入了一个新的时代。卓越的分析性能、极短的分析时间、极低的运行维护成本、智能化的操作模式,使样品分析简单易行。可以广泛适用于铜合金、铝合金、锌合金、镍合金、钛合金、钴合金、不锈钢等金属样品的成分分析。

    我公司针对不同客户的需求,推出的荧光贝博手机app有三款:EDX-2800     与EDX-6800 EDX-6800A, 它们分别适合于:

    EDX-2800: 不测量铝、硅、磷、硫等轻元素或不关注这些轻元素。

    EDX-6800: 需要测量镁、铝、硅、磷、硫及所有重元素,但精度要求满足国标要求。

    EDX-6800A: 需要测量镁、铝、硅、磷、硫及所有重元素,但精度要求高于国标要求。

     

    EDX-2800 铜合金专用X荧光贝博手机app特点

    1.测量元素范围:从硫(S)到铀(U)。
    2.元素含量分析范围: ppm—99.99%(不同元素,分析范围不同)。
    3.同时分析元素:一次性可测几十种元素。

    4.测量时间:60秒-200秒。

    5.样品类型:金属、粉末、液体。
    6.检出下限:Cd/Cr/Hg/Br≤2 ppm, Pb≤5 ppm 。

    7.高效薄窗X光管(W靶)。额定功率50W,管压5KV-50KV ;管流50uA-1000uA。
    8.高压电源:额定功率: 50 W。电压:0 -50 KV,额定电流: 1.0 mA 。8小时稳定性≤0.05%。
    9.原装美国高性能电制冷Si-Pin半导体探测器,满意分辨率能达到149eV±5。。

    10.大样品测量腔,样品腔尺寸:460×298×150mm。。
    11.移动平台。

    12.光路增强系统
    13.高信噪比电子线路系统
    14.内置高清晰摄像头
    15.自动切换型准直器和滤光片
    16.三重安全保护模式

    EDX-6800(A) 铜合金专用X荧光贝博手机app特点

    1.测量元素范围:从钠(Na)到铀(U)。
    2.元素含量分析范围: ppm—99.99%(不同元素,分析范围不同)。
    3.同时分析元素:一次性可测几十种元素。

    4.测量时间:60秒-200秒。

    5.样品类型:金属、粉末、液体。
    6.检出下限(ROHS元素):Cd/Cr/Hg/Br≤2 ppm, Pb≤5 ppm 。

    7.工作环境:温度为温度 15~30℃ 湿度 ≤85% (不结露)。
    8.电源:交流220V±5V,选配高精度参数稳压电源。
    9. 采用原装美国高性能电制冷Si-Pin半导体探测器 (6800A型为SUPER-SDD电制冷探测器,满意分辨率能达到127eV)。
    10. 内置高清晰摄像头。
    11. 具有真空系统,特别适合测量关注轻元素的铜合金,如铝青铜、锡青铜等。

    1. 自动切换的滤光片系统。
    2. 大样品测量腔。

     

    应用实例

    荧光贝博手机app可以分析铅黄铜、锡青铜、铝青铜、锰黄铜、普通黄铜、锌白铜、镍白铜、紫铜等样品。

    铅黄铜

    铅黄铜(俗称易切削黄铜):铅实际不溶于黄铜内,呈游离质点状态分布在晶界上。铅黄铜按其组织有α和(α+β)两种。α铅黄铜由于铅的有害作用较大,高温塑性很低,故只能进行冷变形或热挤压。(α+β)铅黄铜在高温下具有较好的塑性,可进行锻造。

    铜合金类样品由于熔点比较低,因此制样时要防止温度过高产生偏析,特别是铅元素会产生较大的不稳定,因此要求样品制样时标准采用小车床车平整,如果现场确实没有车床,而且只分析直径比较小的样品(≤25mm)时,也可以采用金属切割机(金属片)替代,要求切割后的样品表面平整无大纹路,而砂轮磨样不允许。

    样品测量是采用横截面测量的方式,样品直径大于10mm。

     

    测量图谱:

    铅黄铜轻元素条件谱图:

    铅黄铜重元素条件谱图:

    工作曲线:Cu:

    Pb:

    Fe:

    准确性对比结果:

    样品名称
    分析方法
    Cu
    Pb
    Fe
    Ni
    Al
    Sn
    Zn
    Si
    As
    Bi
    Sb
    pb59-1
    化学
    59.16
    1.34
    0.287
    0.200
    0.1570
    0.0210
    38.65
    0.0021
    0.0025
    0.0001
    荧光
    58.96
    1.33
    0.282
    0.221
    0.2092
    0.0547
    38.80
    0.0031
    0.0024
    0.0000
    误差
    -0.20
    -0.01
    -0.005
    0.021
    0.0522
    0.0337
    0.15
    0.0010
    -0.0001
    -0.0001
    pb3-2
    化学
    60.94
    2.91
    0.300
    0.300
    0.1500
    0.2000
    35.13
    0.200
    0.0001
    0.0023
    0.0002
    荧光
    60.70
    2.99
    0.292
    0.283
    0.2127
    0.1939
    35.11
    0.194
    0.0000
    0.0023
    0.0003
    误差
    -0.24
    0.08
    -0.008
    -0.017
    0.0627
    -0.0061
    -0.02
    -0.006
    -0.0001
    0.0000
    0.0001
    pb6
    化学
    58.14
    1.22
    0.430
    0.710
    0.2000
    0.2000
    39.07
    0.0031
    0.0002
    荧光
    58.37
    1.15
    0.422
    0.719
    0.2250
    0.1942
    38.73
    0.0040
    0.0004
    误差
    0.23
    -0.07
    -0.008
    0.009
    0.0250
    -0.0058
    -0.34
    0.0009
    0.0002
    pb1-2
    化学
    60.12
    2.13
    0.320
    0.200
    0.2800
    0.2900
    36.38
    0.100
    0.0045
    0.0006
    荧光
    59.92
    2.17
    0.321
    0.208
    0.1972
    0.2646
    36.67
    0.114
    0.0034
    0.0005
    误差
    -0.20
    0.04
    0.001
    0.008
    -0.0828
    -0.0254
    0.29
    0.014
    -0.0011
    -0.0001
    pb2
    化学
    62.83
    2.30
    0.160
    0.310
    0.1800
    0.3100
    33.57
    0.091
    0.0004
    0.0023
    0.0002
    荧光
    62.89
    2.34
    0.171
    0.299
    0.1468
    0.3103
    33.62
    0.080
    0.0007
    0.0022
    0.0003
    误差
    0.06
    0.04
    0.011
    -0.011
    -0.0332
    0.0003
    0.06
    -0.011
    0.0003
    -0.0001
    0.0001
    pb5
    化学
    64.65
    0.50
    0.100
    0.100
    0.2000
    0.1800
    34.26
    0.0022
    0.0002
    荧光
    64.36
    0.57
    0.108
    0.101
    0.1483
    0.1932
    34.41
    0.0022
    0.0001
    误差
    -0.29
    0.07
    0.008
    0.001
    -0.0517
    0.0132
    0.15
    0.0000
    -0.0001
    pb4
    化学
    59.94
    0.96
    0.160
    0.310
    0.1900
    0.2700
    38.16
    0.0010
    0.0023
    0.0005
    荧光
    59.87
    0.94
    0.153
    0.318
    0.1588
    0.2785
    38.13
    0.0016
    0.0024
    0.0004
    误差
    -0.07
    -0.02
    -0.007
    0.008
    -0.0312
    0.0085
    -0.03
    0.0006
    0.0001
    -0.0001
    pb7
    化学
    60.12
    1.82
    0.660
    0.450
    0.7800
    35.38
    0.0011
    0.0000
    荧光
    60.19
    1.88
    0.668
    0.444
    0.7820
    35.43
    0.0011
    0.0013
    误差
    0.07
    0.06
    0.008
    -0.006
    0.0020
    0.05
    0.0000
    0.0013
    pb3-1
    化学
    58.74
    3.02
    0.400
    0.320
    0.2000
    0.2300
    37.07
    0.0004
    0.0023
    0.0001
    荧光
    58.69
    2.98
    0.399
    0.327
    0.2202
    0.2395
    37.01
    0.0006
    0.0024
    0.0004
    误差
    -0.05
    -0.04
    -0.001
    0.007
    0.0202
    0.0095
    -0.06
    0.0002
    0.0001
    0.0003

     

    锡青铜样品

    锡青铜,是以锡为主要合金元素的青铜。除了含有3%~14%锡,此外还常常加入磷、锌、铅等元素。是人类应用较早的合金,至今已有约4000年的使用历史。它耐蚀、耐磨,有较好的力学性能和工艺性能,并能很好地焊接和钎焊,冲击时不产生火花。

    测量谱图:

    锡的工作曲线:

    锡青铜测试对比数据:

    样品名称
    分析方法
    Cu
    Sn
    Zn
    Pb
    Fe
    Ni
    P
    Al
    Si
    1
    化学
    84.15
    3.23
    10.530
    1.350
    0.3400
    0.1670
    0.18
    0.011
    0.0320
    荧光
    84.41
    3.35
    10.320
    1.240
    0.3000
    0.1640
    0.17
    0.009
    0.0270
    误差
    0.26
    0.12
    -0.210
    -0.110
    -0.0400
    -0.0030
    -0.01
    0.00
    -0.0050
    2
    化学
    82.40
    5.25
    8.830
    2.900
    0.2300
    0.1400
    0.11
    0.036
    0.0530
    荧光
    82.67
    5.18
    8.870
    2.780
    0.1500
    0.1340
    0.11
    0.032
    0.0500
    误差
    0.27
    -0.07
    0.040
    -0.120
    -0.0800
    -0.0060
    0.00
    -0.004
    -0.0030
    3
    化学
    82.12
    6.37
    2.540
    8.700
    0.0260
    0.0520
    0.09
    0.037
    0.0510
    荧光
    81.86
    6.31
    2.650
    8.870
    0.0340
    0.0450
    0.10
    0.032
    0.0520
    误差
    -0.26
    -0.06
    0.110
    0.170
    0.0080
    -0.0070
    0.00
    -0.01
    0.0010
    4
    化学
    84.61
    10.18
    2.880
    1.430
    0.1900
    0.0560
    0.56
    0.028
    0.0200
    荧光
    84.41
    10.45
    2.670
    1.540
    0.1800
    0.0500
    0.59
    0.022
    0.0230
    误差
    -0.20
    0.27
    -0.210
    0.110
    -0.0100
    -0.0060
    0.03
    -0.006
    0.0030
    5
    化学
    87.61
    10.79
    0.130
    0.230
    0.0520
    0.0960
    0.97
    0.020
    0.0400
    荧光
    87.68
    10.56
    0.110
    0.340
    0.0393
    0.0890
    0.91
    0.018
    0.0350
    误差
    0.07
    -0.23
    -0.020
    0.110
    -0.0127
    -0.0070
    -0.06
    -0.002
    -0.0050
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