銅及合金具有優良的導電、導熱、耐蝕性能，具有美麗的顏色和環保性能，它的提取、加工、回收并不困難，因此人類使用銅已有幾千年的歷史，古代人們應用銅及合金制作生活用器、兵器、貨幣和各種工藝品，隨著生產力的發展和科學進步，銅及合金制品的應用更為廣泛，現代銅及合金應用主要集中于與導電和熱交換有關的兩大方面，主要應用部門有電子、電力、汽車、艦船、交通、通訊、家電、建筑、冶金、人民生活等方面，幾乎涉及所有工業部門，國際銅業協會的統計表明：銅及合金主要應用部門是電力、建筑、輕工等，銅加工材各品種消費比例主要是線材、板帶、管材等，近年來管材消費比例顯著增加，現代銅及合金重要應用和熱點產品介紹如下。
1.1、電真空無氧銅
電真空用無氧銅主要用于電真空器件的散熱陽極，真空電容器動片、靜片、真空斷路觸頭座等。為確保電真空器件的高真空度（一般10-8乇以上）散熱陽極需要與陶瓷封接，其方法是在高于900℃、純氫氣氛下進行釬焊，銅陽極中如果含氧超標，則會造成氫氣病，引起銅的顯微裂紋，導致電真空器件失效。眾所周知，銅與氧具有很強的親和力，氧在銅中以氧化亞銅形式存在，特別是當分布在晶界時，在還原性氣氛下，尤其是高溫、氫氣環境中就會發生Cu2O+H2→Cu+H2O反應，水蒸氣的排出，會引起銅的顯微裂紋。所以電真空器件用銅陽極制品，都應該使用無氧銅來制造。各國標準中對氧含量作了嚴格規定。美國和日本標準中規定氧含量不能大于10ppm(0.001%)，我國標準中規定氧含量不能大于20 ppm。除對氧的嚴格規定之外，電真空用無氧銅中對P和Zn元素也作了嚴格的限制，這些元素在高真空環境中會從銅中揮發，不但破壞真空度，而且對陽極和柵極回造成不利影響，我國標準中規定P不超過20 ppm、Zn不超過30 ppm。此外，對引起無氧銅脆性的元素如As、Sb、Bi、Te和明顯降低導電性的元素如Fe、Ni、Sn等也作了嚴格限制。無氧銅加工材中氧的分布是不均勻的，鑄錠中部含氧高于邊部，棒材頭部高于尾部。所以加工材出廠前都應逐件進行含氧檢查。檢查方法是逐從頭部取試樣，在850℃~900℃純氫中退火20分鐘，然后在200倍顯微鏡下觀察，與標準圖片相比較，顯微裂紋在1~3級為合格，3級以上視為廢品。生產過程中，可用直讀光譜儀來測定含氧量。目前無氧銅的生產方法是采用低頻感應電爐熔煉鑄錠，熱加工工序中加熱采用還原性氣氛，也有采用微氧化氣氛。無氧銅中氧的來源主要有三個途徑：①爐料帶入，如電解銅表面CuSO4、銅豆等，一般可帶入100 ppm氧；②大氣中氧的滲入，如潮濕木炭中的水份，③結晶器內保護氣體CO中的水份。國內生產無氧銅的成功經驗是：精料、密封、干燥、脫氧。重要電真空器件用無氧銅使用真空熔煉、真空除氣方法制造，國外電真空用無氧銅多采用真空熔煉辦法。
1.2、彌散強化無氧銅
彌散強化無氧銅主要是以Al2O3質點強化的粉末冶金材料，國外研究與生產大約億已有50年歷史，美國納入標準的合金有四種，今Al2O3數量分別為0.2%、0.4%、0.7%、1.1%，我國從二十世界七十年代開始研究，現已產業化生產，主要合金牌為TAIM0.15，含Al2O3為0.15-0.3%, 以管、棒、板、帶半成品供應市場，生產工藝為：氮氣霧化噴粉→配氧→內氧化→還原→等靜壓和高溫燒結→真空封套→熱加工→冷加工，主要參數、性能列入表1.2.1、1.2.2，彌散強化無氧銅目前主要用于大功率、超高頻電子管和微波器件，在電極材料中也開始應用，Al2O3彌散強化無氧銅制成的滾輪，在涂層鋼板的焊接方面明顯優于合金化的銅-鉻-鋯合金，該合金材料的研究方向是：進一步減少氧化銅殘存和材料的體積膨脹率，研究進一步控制Al2O3質點長大和使其均勻分布的工藝技術，進一步降低材料成本，加強彌散強化無氧銅的基礎理論和應用研究。
1.2.1 彌散強化無氧銅生產工藝及參數
生產工藝 工藝參數
氮氣噴粉 銅鋁合金熔化溫度1300-1350℃氮氣壓力：0.7-0.8Mpa切向進風,噴嘴孔徑φ4.5毫米
配氧 氧源Cu2O、200目合金粉，空氣加熱250℃-300℃，氮氣加熱850℃。
內氧化 按比例配入氧源，氮氣氣氛，800-900℃，1.5-3小時,強化相γ- Al2O3,面心立方晶格,晶格常數7.9A,質點大小范圍400-500A.
等靜壓和高溫燒結 等靜壓力2t/cm2,時間2分鐘燒結溫度1020℃、3小時，氮氣氣氛、壓力0.03-0.04MPa
包套 紫銅套，真空釬焊、銀銅焊絲、釬焊溫度950℃
熱加工 熱軋、熱擠、熱鍛溫度850-900℃
冷加工 冷軋、冷拉、表面扒皮、銑面冷加工率不大于70%
1.2.2 我國彌散強化無氧銅性能
（Cu99.8%、Al2O30.2%、O2≤10ppm、雜質按GB中TUI要求）
材料狀態 性能指標 性能數據
900 ℃、30分 強度бbMPa 432-470
氫氣中退火 屈服強度б0。2MPa延伸率δ5%導電率%IACS 340-42015-2590-92
熱擠、熱扎 強度бbMPa屈服強度б0。2MPa延伸率δ5% ≥400≥300≥15
硬狀態 強度бbMPa服強度MPa延伸率δ5% ≥450≥350≥7
1.3、高強高導合金
高強高導合金是指具有優良導電、導熱性能，同時強度遠高于純銅的一類合金，其主攻方向是在不劇烈損失導電率的原則下，使用合金化方法提高強度，這類合金在國民經濟和國防建設中具有重要的應用價值，其中電真空器件和集成電路框架材料需求最為迫切。電真空器件中前相波放大器、行波管、空調管、磁控管等需要大量無氧銅材，要求銅材在具有高強高導性能的同時，又具有抗軟化性能，能夠經歷920℃、20min氫氣退火，又不改變尺寸與形狀。為此銅合金具有的強度應大于500MPa，導電率大于90%IACS的高強高導合金成為主要攻關目標。
固溶強化與析出強化是銅合金重要強化方法，Zr、Ag、Cd、Ti、Si、Mg、Te等，它們在銅中的溶解度隨溫度下降而急驟下降，這些元素于固態下，以單質或金屬化合物質點析出，從而產生固溶強化和析出強化，由于合金元素從固溶體中析出，減少了晶格畸變，降低了應力場的強度，從而使合金的導電率也明顯提高。從而誕生許多優秀的高強高導合金，在國外又稱為高銅合金，它們的特點是加入的合金元素重量比很少，一般不超過3.0%，經過時效和熱處理后，強度可為純銅的2～3倍，導電和導熱性能降低不多，一般僅降低10～30%IACS，除此之外,有些合金還具有優良的彈性（鈹銅合金）、良好的切削性能（碲銅）等；高強高導合金廣泛的應用于國民經濟各部門，重要的應用方向有：電機整流子、電阻焊電極、連續鑄鋼用結晶器、電氣化鐵路架空接觸線、電子通訊導電元件、集成電路引線框架等。
高效電機端子，通常使用含Ag 0.03%的拉制異型銅材；連續鑄銅銅結晶器大量使用銀銅、磷銅、鉻銅、鋯鉻銅、結晶器為帶有錐度和弧度的矩形或方型銅管，一般使用擠壓管坯經成型冷拉而成；電極合金幾乎全部是Cu-Cr-Zr合金，加工材的形狀有棒、片、圓盤件，加工方法多為鍛造、擠壓、拉伸，直徑φ8～φ12毫米，內孔φ0.8～φ1.2毫米小眼管材也正在試制中；隨著電氣化鐵路和高速列車的發展，對供暖電接觸線提出高強高導電的要求，過去 的純銅導線已不能滿足要求，由于列車速度的提高，要求接觸線具有高的強度，車速與接觸的線的抗張里平方根成正比，因此，多選用銀銅和銅鉻合金來制造導線，接觸線的斷面形狀為雙溝形狀，斷面積為100、110、120mm2，導線長度要求大于1000m，通常使用臥式和上引方法鑄造大長度卷坯，然后經過盤拉法生產，盤拉一般為五模速拉；精密導電器件由于形狀復雜，加工精度要求高，純銅的切削性能不好，重要器件多選用含碲0.5%的碲銅合金，該合金可以使用常規方法生產，上述應用的合金性能列入表1.3.1。
1.3.1 常用高銅合金性能
TP2 TAg0.1 QCr0.5 QCr0.5-0.2-0.05 TTe0.5
性能名稱 0.015%P 0.1%Ag 0.5%Cr 0.5%Crm0.2%Zr,0.05%Mg 0.5%Te0.015%P
熔點℃ 1083 1083 1080 1078 1080
比重g/cm3 8.9 8.9 8.9 8.89 8.89
傳熱系數Cal/cm.sec.℃ 0.8 0.81 0.8 0.8 0.88
導電率%IACS 85 90 85 80-85 90-95
強度Mpa 265-343 265-343 300-480 370-450 250-320
硬度HB 75-95 75-95 110-140 125-150 75-110
抗軟化溫度℃ 200 250 300 450 250
熱加工溫度℃ 750-850 800-850 850-900 850-950 800-850
1.4、銅合金引線框架
集成電路引線框架材料曾經廣泛使用Fe-Ni合金，由于銅合金具有優良的導電和散熱性能，當前已成為主要的引線框架材料，銅框架材料的使用占框架材料的80%以上，主要有Cu-Fe-P、Cu-Ni-Si、Cu-Cr-Zr、Cu-Ag四大合金系列，世界范圍內生產和正在試制的引線框架合金牌號有77種之多，按著性能可分為高導電、中強中導、高強高導合金，按著合金強化類型又分為固溶強化、彌散析出強化、折衷型，使用最廣泛的合金是Cu-Fe-P系，常用牌為Cu-0.1Fe-0.03P的KFC合金和Cu-2.3Fe-0.1Zn-0.03P的C194合金，其合金的強化相為Fe3P，析出強化相質點愈小，分布愈均勻，其合金性能越穩定和優良，目前正在研究使析出質點在10～15納米的方法；常用的銅合金引線框架合金成份，性能列入表1.4.1。
1.4.1、集成電路框架用銅合金系列
合金牌號 化學成份% 導電率IACS% 強度MPa
C19200(KFC) Cu-0.1Fe-0.03P 92 400
KIF201 Cu-0.15Fe-0.05P-0.1Sn-0.1Ag-0.1Zn 80 580
KIF-2 Cu-0.1Fe-0.1Sn-0.03P 80 460
CI97500 Cu-0.6Fe-0.05Mg-0.2P 65 550
ML-21 Cu-0.6Fe-0.36Ti-0.06Mg 76 588
CI9520 Cu-0.85Fe-0.85Sn-0.03P 45 420
CI96 Cu-0.1Fe-0.3Zn-0.3P 65 588
EFTEC-5 Cu-1.0Fe-0.5Sn-0.5Zn 54 539
CI95 Cu-1.5Fe-0.6Sn-0.8Co-0.1P 50 617
CI94 Cu-2.3Fe-0.1Zn-0.03P 55 460
CI5100 Cu-0.1Zr 95 500
CI8030 Cu-0.1Cr-0.1Sn 90 400
OMCI/I Cu-0.3Cr-0.1Zr-0.05Mg-0.03Sn 82 590
KIF116 Cu-0.3Cr-0.025Sn-0.2Zn 80 540
CC2 Cu-0.55Cr-0.25Zr 85 490
MF224HC Cu-1.5Ni-0.18Si-0.1P-1.5Zn 47 685
CI220 Cu-0.015P 85 250
AgCu0.1 Ag0.07-0.1Z 95 250
FeNi42 42Ni,Fe余量 3 685
KLF-1 Ni3%-3.4% Si0.7%-0.75%Zn0.2%-0.35% 55 400
IC框架對高精度合金帶的要求是：化學成分均勻，性能穩定，板型優良，極小殘余應力，尺寸精度應達到+0.003毫米，無側彎和極小和邊部毛刺，帶材表面光潔，無任何外來夾雜，帶材還應該顏色均勻一致，不應有氧化色及各種花斑，為保證框架自動化生產，帶材還成卷供應的長度應該在500～2000米范圍之內，帶材的幾何尺寸要求列入表1.4.2。所有這些要求，只能通過現代化帶材生產方法才能滿足，框架用高精銅帶生產的方法及工藝代表著銅加工行業現代高新技術。其要點如下：
1） 必需具有大容量（5～10噸）先進的熔煉鑄造設備，對Cu-Fe-P系合金和Cu-Ni-Si系合金，需要具有密封性能優良的熔煉爐，爐襯材料要能夠耐熔體的浸蝕，鑄錠裝置及工藝應能確保光潔的鑄錠表面和無夾雜的內部質量；性能優秀的高級框架材料Cu-Cr-Zr系合金，還需要真空冶煉，才能確保金屬Zr成分穩定；
2） 必須有高性能熱軋設備，熱軋卷坯應該沒有起皮、劃傷、夾雜等缺陷，卷坯的尺寸公差應控制為+0.1毫米，卷重應為2～7噸，熱軋后有噴水急冷裝置，以滿足850℃淬火的冷卻速度；
3） 為了清楚卷坯表面氧化層，應能對熱軋卷坯進行表面和側邊銑削，銑削的深度每面為0.3毫米,也就是說要具有自動化的雙面銑床才能完成;
4） 必需具有高精冷、中軋機，滿足將銑面后的卷坯冷軋成優質卷坯，縱向公差控制為±0.05mm，板型良好，橫向尺寸偏差為0.05mm；
5） 必須具有大容量，高裝機水平的軟化退火爐，為了消除變形硬化，保證材料繼續進行加工，退火溫度應該均勻，料溫差不超過±5℃，被退火的卷坯不能發生氧化，退火氣氛應為加氫的氮氣保護，退火爐生產能力要足夠大，以保證現代化生產，當代性能優良的退火爐為罩式爐，小時生產能力可達20～30噸；
6） 高精度成品軋制設備極為重要必須保證板型優良和精確公差為保證良好的冷卻和潤滑性能，防止帶材銹蝕，成品精軋應該是全油潤滑，一般先進的生產設備都選用20輥軋機；
7） 為保證產品性能均勻，表面光潔，顏色均勻，不產生劃傷，花斑等缺陷，一般應該采用通過式保護氣體的氣墊式退火爐；
8） 板型控制在框架材料生產中十分重要，不均勻變形是所有壓力加工中不可避免的，被稱為不均勻變形定律，而不均勻變形導致帶材沿橫斷面上殘余應力的存在，這種應力在框架沖制時被釋放，導致框架翹曲，所以現代化框架帶材生產中都應有消除殘余應力的辦法適合大生產的方法是拉彎矯機列，其實質是通過對帶材加以均布應力，通過拉彎矯直，使殘余應力分布平均，帶材內殘余應力的水平判定方法是，在同一帶材寬度上切取1米長、寬10毫米的式樣，比較兩條樣長度差r，帶材殘余應力越大r越大，如果以I表示殘余應力水平，I=r/1000×10-5的話，未經拉彎矯的帶材殘余應力為50～10I而經拉彎矯后可降為5～10I；
9） 精密分剪是框架帶材生產的重要工序，帶材生產的寬度為30～600毫米，而所需要框架帶材的寬度為20～50毫米，所以將寬的帶材要在專門的縱剪機列上進行，分剪的性能應該滿足寬度公差±0.05mm，邊部毛刺不大于0.01毫米，側彎小于0.8/1000；
10） 包裝對框架帶是十分重要的，要求卷重基本一致，防潮、防銹、防外來損傷、防竄動，這些要求往往只能在自動包裝線上才能完成；
11） 為確保板型優良，在冷軋設備上都應裝有板型儀，同時要實現軋機壓力、張力板型等一系列參數的微機自動控制；
12） 在框架材料生產中必須配有現代化檢測儀器，其中物理性能、應力、金屬結構、焊接性能、軟化溫度等現代化分析研究手段
；
現代化生產工藝流程見圖4-1，現代生產裝備和主要參數列入表1.4.2，通常使用的KFC和C194框架帶材生產工藝如下：
C19400（Cu97.0%、Fe2.1～2.6%、P0.015～0.15、Zn0.5～0.2%、Sn≯0.03、Pb≯0.03、雜質≯0.15）感應熔煉鑄140×620×2000mm→煤氣加熱爐850℃~870℃→熱軋13 mm卷坯→噴水冷卻→雙面銑床銑表面和側邊至12.4 mm→高精度冷中軋四輥冷軋機1.2 mm卷坯→罩式退火500℃、4～6小時，加氫氮氣保護→四輥冷軋機φ750，軋至成品卷材，0.38、0.25、0.2、0.15mm→氣墊式通過退火爐，氮氣保護480℃～500℃，通過速度10～30米/分，性能бb400～450MPa、δ10%12～18,硬度Hv128～134，導電率60～67%LACS→清洗→拉彎矯直，改善板型，消除殘余應力至101以下→按著用戶要求剪要包裝；
KFC（99.80%Cu-0.05%Fe-0.015P）→鑄錠170×620-1070×4～5米，重4～5噸→煤氣加熱850～870℃，微氧化氣氛→熱軋13mm×650～1070卷，縱向厚度偏差±0.15mm→雙面銑削12.4 mm→四輥冷軋機φ450/φ1070×1250 mm冷軋中軋至1.2 mm，縱、橫厚度偏差±0.02mm→氮氣保護罩式退火爐480℃軟化退火→四輥冷軋機φ260/φ700×750 mm軋機，板形控制，ESSON60潤滑，加工率15～35%，成品加工率20～30%→氣墊式退火爐500℃、10～30米/分通過速度→堿洗除油清洗→拉彎矯直，殘余變形小于10I→成品剪切630縱剪，成品厚度0.25、0.2、0.15、0.1mm，寬度≥16mm，長度200～500米，性能бb390～440MPa、δ104.5～15.5, Hv115～135，導電率82～90%LACS→包裝。
1.4.2 、框架帶材幾何尺寸及形狀要求
項目 數值
狀態 H、1/2H、1/4H
厚度 0.25、0.20、0.15、0.10mm
厚度公差 ±0.005
橫向公差波動 0.001
縱向公差波動 ±0.005
寬度公差 ±0.01
毛刺大小 ≤0.01mm
寬度撓曲 ≤0.05mm
側彎 ≤1/1000
板形 ≤51
光潔度 0.1～0.2
卷材內徑公差 ±20mm
卷重 80～100
1.5、變壓器帶
隨著我國電力工業發展，我國變壓器產量迅速發展，產量已居世界第一位，其中箔繞式變壓器因空載損耗小，抗短路能力強，熱分布均勻、體積小、制造工藝簡單、使用壽命長、無污染等特點而迅速發展，箔繞式變壓器高、低壓側使用高精度變壓器帶繞制而成，銅帶導電率應≥100±ACS，因此含銅量應大于99.9%，特別是磷含量應小于0.03%，帶材表面應無缺陷、板型優良、帶材側邊毛刺應≯0.01mm,常用變壓器帶材規格為0.1-2.5×14-1200毫米,狀態為軟態;
變壓器用帶材屬于高精板帶,其生產方法為大錠熱軋-高精冷軋方法。
1.6、異型銅帶
電子元器件中塑封三極管需要異型引線框架，它是用高精度異型銅帶沖制而成，異型銅帶常用規格為T型、U型兩種，U型銅帶寬68毫米，中間厚0.38毫米,寬40毫米,兩邊厚度為1.27毫米、寬14毫米，帶材應成卷供應，長度大于200米，其生產方法有鍛造——軋制法、孔型軋制法、銑屑——扎制法、典型的銅合金異型帶生產工藝為：
異型帶生產工藝：TP2合金0.015%P、1.52×68毫米卷坯（φ外1000/φ內400毫米）——高速鍛造異型鍛坯料1.27/0.45×68毫米-氮氣通過式退火爐900～950℃-帶坯表面清刷-高精異型軋制,速度4～8米/分-卷取襯紙,帶材尺寸公差±0.03毫米、硬度HB100～110，導電率≥90%IACS、90℃彎曲大于3次。
異型銅帶除塑封三極管使用外，還有多種規格異型帶用于高效電機整流器、異型插接、元件和電氣端子，目前我國功率管用高精異型銅帶年需求為3000噸，國內自給率為30%，70%依靠國外進口。
1.7、接插件用銅合金
隨著電子工業的發展，特別是微機和移動通訊機的發展，接插件用銅合金需求量在迅速增加。這種用途對材料的要求是：材料可成形性好，主要是指彎曲性能良好，對于帶材來說不但要求垂直軋制方向，而且要求延著軋制方向彎曲性能良好。彎曲時不能脆斷，表面鄒折小，材料接觸性能穩定可靠，這就要求材料具有高的屈服強度、彈性極限，具有高的耐應力松弛性；材料還應具有高的導電性和耐大氣腐蝕性能。隨著電子器件向輕型化方向發展，彈性材料也在向高性能、超薄、超細方向發展。常見的各種插接件如圖2所示。銅合金普遍用于制造各種接插件，這些合金又可分為高強度彈性材料（如鈹青銅、鈦青銅、銅-鎳-錫系合金Cu-9Ni-6Sn）；中強度彈性材料（如大量使用的錫磷青銅、銅鎳硅合金、銅鐵合金等）；低成本彈性材料，主要是使用H65黃銅，常用接插件合金成分及性能列入表1.7.1。
1.8、銅冷卻壁
煉鐵高爐使用銅冷卻壁是一項重要技術進步，于20世紀70年代首先在歐洲出現，目前已普遍推廣，主要在高爐的爐腹、爐腰、爐身等部位替代鑄鐵爐壁；由于銅具有遠高于鑄鐵的導熱性能（約為鑄鐵的10倍），因而使煉鐵生產中的液態爐渣牢牢的附著在冷卻壁上，形成保護渣皮，從而提高高爐壽命，實踐表明，鑄鐵爐壁使用壽命為8年，而使銅冷卻壁后高爐壽命延長至15-20年，此外銅冷卻壁的厚度比鑄鐵壁減少50%，從而可增加高爐的有效面積；銅冷卻壁使用熱軋、熱鍛銅合金厚板制成，常用合金為加磷脫氧銅，板材規格 100-180×1000-1500毫米，隨著高爐有效容積增加，所用銅冷卻壁數量加大。
1.9、空調管（ARC管）
空調管是散熱管的重要代表，主要用于空調器中的蒸發器、冷凝管、連接管等，每臺家用空調器用量銅管約為5公斤，其中蒸發器用管1.9公斤、冷凝器用管2.8公斤、連接管0.9公斤；空調器管全部使用加磷脫氧銅管制造，這種合金具有優良的耐蝕性、焊接性、良好的工藝性能，因此在散熱銅管中廣泛應用，空調管供貨有直條、蚊香盤、盤管卷等多種形式，隨著技術進步，內螺紋銅管因傳熱性能為光管的3倍而迅速發展，并逐步替代光面管，內細紋銅管向小直徑、薄壁厚、復雜齒型、內表面高清潔度方向發展，與此同時外翅片管的生產和應用也有重大進展；目前我國空調管產品國家標準已經建立，空調管的技術要求列入表1.9.1,1.9.2。
空調管的生產已高度現代化，主要生產方法有擠—軋—盤拉和鑄—行星軋管—盤拉、上引—盤拉等，內細紋生產方法主要是行星球模成型法，我國已能成專業作業線制造制空調管生產設備，不論空調管的生產技術、裝備、產品實物質量、標準水平均走在世界前列，其生產規模和產量已處世界第一位。
1.10 建筑用銅水管
建筑用銅水管道主要用于供水、供氣、供熱等建筑管道系統。與現行各種水管 （鍍鋅鋼管、PP-R、PVC-U、鍍鋅襯PVC管、不銹鋼）相比銅管具有十五大好處（表10），其中最突出的優點是：銅對人體和環境的友善性。銅是人體健康不可缺少的微量元素，威脅人類健康的各種細菌在銅的表面不能存活，銅水管內能保障水質的清潔、衛生無菌。銅水管外部的油脂、碳水化合物、細菌、病毒、有害液體、氧氣、紫外線均不能穿過銅管污染管內流動的水質。
建筑用水管是一種高質量管材。其中（無縫銅水管和銅氣管）已納入國家標準（GB/T18033-2000），對銅管的化學成份，尺寸公差、力學性能、工藝性能、表面質量作了嚴格規定。機械連接和焊接連接用銅管線也分別納入國家標準和行業標準。GB/T18033-2000標準中規定銅水管外徑外φ6-φ219mm按生產工藝又可以分為大、中、小三種銅水管，外徑φ6-φ25mm為小管，外徑φ25-φ60mm為中管，外徑φ60mm以上的為大管。我國實際生產的銅水管規格已經遠遠超出標準規定。洛銅集團生產的TP2水管達到φ308-4mm，用于海水管路。2000年試制成功的φ219-4mmBFe10-1-1水管，已用于艦船。水管的質量要求嚴格，化學成分、內外質量、尺寸公差、橢圓度、端面切斜度都應符合標準規定，并通過無損探傷檢查。
建筑用銅水管優點是明顯的（表1.10.1），國外發達國家普及率已達85%，而我國不及20%，因此具有很高發展空間。各國水道管材標準摘要列入表1.10.2。
1.10.1 銅水管之優點
序號 項目 說明
1 使用溫度寬 耐低溫,不脆斷,-196℃~205℃
2 壽命長 表面形成保護膜致密,平均壽命50年,協和醫院已用70年
3 耐蝕 適用各種水質,在海水中均勻腐蝕小于0.01毫米/年
4 無毒 對人類有害細菌在銅表面不能存活，千百年來與人相伴
5 易生產 銅的熱加工和冷加工性能優良，有利于產業化規模生產
6 便于施工 銅管車、鉆、彎焊接性好
7 抗沖擊 沖壓、沖擠、沖擊、碰撞不裂
8 沖擊無火花 使用安全
9 化學性能穩 與普通水質、泥沙等不產生化合物
10 導熱性好 銅導熱性僅次于銀，有利熱交換，確保用水清潔
11 水管輕型化 銅管直徑壁厚均向減小減薄方向發展，節省空間
12 使用方便 銅水管可成盤供應
13 不易滲漏 銅水管使用壓力加工方法生產結晶組織細密，無夾渣缺陷
14 裝配方便 銅配件、裝配件、管已產業化
15 回收價值高 銅水管、配件更換之后回收容易，殘值高，廢舊水管可直接熔煉生產銅合金的加工材
1.10.2 銅水管主要技術標準
制定國家 標準代號 說明
歐共體 EN1057 無縫銅管，最大直徑φ267mm
美國 ASTMB88 K、L、M，最大φ307mm
ASTMB306 排水管標準，最大φ307mm
日本 JIS3300 最大φ308mm
澳大利亞 AS1432 最大φ267mm
中國 GB/T8033 最大為φ219mm。外徑φ308mm已經使用，φ400-φ500mm水管已有需求。
1.11、冷凝管
冷凝管主要用于內陸火力發電廠、海洋火力發電廠、核電站、艦船、海洋工程等。使用部位是：主冷凝器、付冷凝器、滑油冷卻器、石油運輸加熱器等管式熱交換器。管內通過冷卻水，管外為待冷卻的蒸氣。冷卻水有江、河、湖、海等不同的水質。水質惡劣，含有溶解氧、有機物、浮游生物、酸根、氯離子、泥沙等。是導致金屬腐蝕的混合介質。管內外溫差可達60-80℃，使用條件十分苛刻。冷凝管選材有銅合金、不銹鋼和鈦管。因銅合金具有優良的耐蝕性、工藝難度不大、價格適中而成為首選。常用冷凝管銅合金的成分、性能、適用水質的選擇標準列入表1.11.1、1.11.2、1.11.3。
隨著我國電力工業和海洋事業的發展，冷凝管產品具有廣闊的空間，特別是核電站的發展。核電站蒸汽出口溫度低、裝機容量大，要求熱交換面積大，因此需要大長度冷凝管，要求長達20米。冷凝管是所有管材生產中工藝難度最大的。這主要是由于冷凝管合金的工藝性能遠不如紫銅管材好，我國至今仍以直條法生產為主。由于合金成分復雜，一般均為電爐感應熔煉后擠壓，很難用鑄造直接生產管坯的新技術。我國冷凝管市場供不應求，產品技術含量高，價格盈利空間大，可以成為一個新的效益增長點。冷凝管產品的發展方向是大長度、高性能、高精度、高的表面和內在質量。冷凝管合金的研究方向是抗污染水質腐蝕的材料。產品形狀的發展為外帶翅片、內帶溝槽的高效導熱冷凝管。國外CuNi10合金使用非常廣泛，我國尚需推廣。對加砷、加硼黃銅的耐蝕機理及熔煉工藝尚須深入研究，核電站用冷凝管應作為重點發展目標。
冷凝管屬于用量很大的產品，60萬千瓦發電機組用銅合金管達400噸之多，現代生產方法為劑-扎管拉伸，冷凝管的盤式生產法正在研發和產業化，典型生產工藝為：
1.11.2 熱交換器用銅合金管
牌號designation 相當于UNS的牌號equivalent designation to UNS 可供規格直徑*壁厚*長度(mm)dimensionOD×WT×L 狀態temper 抗拉強度tensile 伸長率(%)elongation
N/mm2 δ10 δ5
不小于(≮)
BFe30-1-1 C1500 φ10～35×0.75～3.0×≦18000 軟(M) 372 25 30
半硬(Y2) 49.0 6 8
BFe10-1-1 φ10～35×0.75～3.0×≦18000 軟(M) 300 25 30
半硬(Y2) 343 8 10
HAI77-2 φ10～35×0.75～2.0×≦18000 半硬(Y2) 372 40 40
HSn70-1 半硬(Y2) 320 35 40
H68A 半硬(Y2) 320 35 40
1.11.3、國產常用凝汽器管材適應的水質條件
管材 水質 溶解固形物(mg/L) CT(mg/L) 懸浮物和含砂量(mg/L)
H68A <300，短期<500 <50，短期<100 <100
HSn70-1 <1000，短期<2500 <150，短期<400 <300
HSn70-1B <3500，短期<4500 <400，短期<800 <300
1.12、焊接工具用銅合金
眾所周知，純銅具有優良的導電和導熱性能，但強度和硬度低，耐磨性差，使用壽命低，所以現代焊接設備、切割設備、噴涂設備等用的工具，如焊嘴、滾輪、點焊電極等，均選用銅合金制造，其中銅-鉻、銅-鋯、銅-鉻-鋯、銅-銀合金，由于具有高強度、高導電、高耐磨性能，使用最為廣泛，常用電極用合金見表，從金屬學角度分析，為提高強度、硬度又不強烈降低導電率，在合金中所加入的強化元素，必須保證固態下強化元素在銅中的固溶度隨溫度降低而明顯變化，這樣可通過熱處理強化，當元素或金屬化合物從銅中析出時，合金的導電率迅速提高，強化相越彌散，合金的綜合性能越好，銅中強化元素加入量不應超過最大固溶度，鉻和鋯兩元素在銅中的行為正符合上述原則，鉻單質形態析出，鋯以Cu3Zr金屬化合物形式析出，從而使合金具有高強導性能。
電極合金典型生產工藝有感應熔煉、熱鍛、熱擠壓、熱軋、冷加工等方法，合金熱處理工藝為900～950℃淬火，冷加工率50%后時效，時效溫度為450～550℃，時效時間為3～4小時；銅-鉻-鋯 國內外均采用真空熔煉，原因是金屬鋯容易氧化，由于真空熔煉導致材料這一技術難關，目前已經取得了重大進步，彌散強化無氧銅是優良的電極材料，其強化相為Al2O3,軟化溫度可達850℃，但由于是使用粉末法生產，價格為普通電極材料的5倍。
CO2保護自動焊用導電嘴是電極合金最重要的用途之一，多用純銅和銅-鉻-鋯合金制造，常用棒材規格為φ6-φ12毫米，導電嘴長度為25-50毫米，中心有φ0.6-φ2.0毫米圓孔，多為高速車、鉆而成，曾經試圖試制內孔為φ0.6-φ1.2毫米的管材，但效果不理想，為防止焊絲點接，造成電弧瞬間短路，中心送絲孔又發展成為三角形，這樣有利于對焊絲的夾持，送絲穩定，但價格比圓孔導電嘴高出80%。
表1.12.1、電極用銅合金
合金名稱 牌號 成份% Бb (MPa) HBkg/cm2 %IACS 抗軟化溫度℃
紫銅 T2 Cu99.0 Y350M250 4042 98100 150150
銀銅 Tag0.1 Ag0.07～0.12Cu余量 Y350 45 98 250
碲銅 Te0.5 Te0.4～06P0.01~0.03 Y340 45 98 250
鉻銅 QCr0.5 Cr0.4～0.7%銅余量 時效450 115 80 450
鋯銅 QZr0.2 Zr0.15～0.2銅余量 時效450 120 85 500
鉻鋯銅 QCr0.6-0.2-0.01 Cr0.6Zr0.15Mg0.01 時效500 145 80 550
銅鎳硅 Qsi1-3 Si0.3～1.0Ni1~3.0 Y700 145 25 500
鎘銅 QCd1.0 Cd0.8～1.2Cu Y400 115 80 450
鈦銅 QTi3.5-0.2 Ti3.5Cr0.2 時效850 160 18 550
鈹銅 QBe2.0 Be1.7～2.2 時效1000 290 25 500
鎂銅 QMg0.8 Mg0.5～0.8P0.04～0.08 Y450 120 60 450
鐵銅 QFe2.3 Fe2.3P0.02Zn0.08 Y550 120 74 450
彌散強化無氧銅 TAI2O30.15 AI2O30.1～0.25%余量（粉末法生產） Y450 125 90 800
1.13、汽車水箱帶
汽車散熱水箱用銅材主要有：散熱管（內部通入冷卻水），一般使用H90或H65牌號帶材焊接而成，帶材厚度為0.1-0.13mm，目前高頻焊按扁管產品也開始應用；散熱片使用0.03-0.06 mm紫銅波浪帶制成，同時為提高其強度還可加入微量的Sn、Te、Cd、Fe等；水室料和固定散熱器用管板料為0.5-0.6 mm的H65板材。
汽車散熱水箱在使用中的主要問題集中于散熱片和散熱管的腐蝕問題。在沿海地區和散布防凍液地區，由于CI-離子存在，使水箱腐蝕加劇，水箱散熱片要經受潮濕與干燥、低溫與高溫（最高可達80℃）的熱循環等作用，還要承受風壓和震動。在苛刻條件下，散熱片表面形成的Cu2O皮膜被不斷地剝蝕，特別是在氯離子存在的環境中，這一腐蝕會更加劇烈，研究表明，在散熱片合金中，假如微量鎂和一定數量鋅，會明顯改變散片的耐蝕性能；另外，汽車水箱散熱管通常會發生栓狀脫鋅腐蝕而可能造成散熱管的泄漏，若加入一定數量的磷，則可在黃銅中形成Cu3P化合物，從而使脫鋅腐蝕明顯減輕。
汽車水箱帶常用合金向高耐蝕、高散熱、高耐熱方向發展，水箱帶材規格向超薄方向發展，散熱管銅帶厚度為0.085-0.15毫米，帶材不應有側彎與針孔，否則會引起泄漏，帶材厚度公差應嚴格控制在0——0.002毫米，常用水箱帶規格列入表1.13.1；水箱帶的現代生產方法主要有兩種，一是熱軋——高精冷軋法，一是水平鑄卷坯——高精冷軋法。
隨著汽車工業發展，對水箱銅帶的需求迅速增加，各種車型用水箱帶定額列入表1.13.2。
1.13.1、 汽車水箱用銅帶的主要品種規格
品種 合金牌號及狀態 規格（厚×寬mm）
散熱帶料 T2、H90 Y（硬） 0.04～0.06×18～100
管料 T2、H90 Y（硬） 0.11～0.15×30～50
水室料 H68 M （軟） 板0.5～1.0×200～650×600～1500帶0.5～1.0×100～600
1.13.2、汽車水箱同銅帶消耗定額 單位：公斤/只
汽車類型 單輛車水箱用銅帶量
轎車、微型車 3～5
中型車、輕型車 10～20
重型車 30～40
拖拉機（大、中、小型） 20～60
以上信息僅供參考
