铸造加铜锡有什么好处

⑴ 伴你学历史9——铜、锡、铅在青铜器铸造中的功用

      商、周时期，我国手工业发展进入一个快速发展的时期，青铜制造工艺技术已经非常成熟，在数量、种类、工艺等方面进入我国古代青铜器制造的巅峰。当时的工匠已经能够熟练的掌握铜、锡铅的比例，制造出不同功用的青铜器。

       在我国，五千年前的新石器时代的马家窑文化中，就已经发现了红铜器。大约在前2000年左右，进入青铜时代的初期，青铜是红铜和锡的合金、也有的是红铜、锡、铅的合金。我们原始社会的龙山文化中，曾发现过青铜炼渣。在齐家文化中（距今约1800年左右），就发现了含铅量5%的铅青铜，由此可见，我国铸造青铜器的初始阶段，可以追溯到非常遥远的年代。那作为青铜器原料的铜、锡、铅元素在青铜器制造的功用又如何？他们之间的比例不同会给青铜器功用带来怎样的影响呢？

        在商代晚期、青铜合金主要是铜锡合金，锡的的比例高低决定着青器的硬度，若加锡5-7%硬度比纯红铜硬度提升50-60%，若加锡7-9%，硬度就增加70——80%，但是高比例的锡会导致青铜器变脆，古代的工匠对铜锡在青铜器中比例的不同能改变其物理性能是有清楚的认识的，他们认为铜柔锡柔，合两柔则刚。 但到了春秋、战国时期，由于时代和形势的发展，青铜武器的大量使用，如何降低青铜器的脆性是武器制造的关键，于是在青铜器中加入铅，利用铅的比例来降低青铜器的硬度提升韧性，从而使这样的青铜武器在保持锋利的同时不容易折断。在青铜器中加入铅还有个优点，就只增加液化后的金属流动性和填充性，让它与陶范保持密合的接触面，减少沙眼的出现从而改善在浇筑过程中铸件的质量，提高青铜器纹饰造型的工艺。除改善青铜的物理性质外，在在红铜中加入锡铅还有降低熔点的重要作用，如红铜的熔点是1083℃，随着加锡的数量不同，而熔点可逐渐降低，若加入15%锡，熔点将至960℃，若加入25%锡，熔点将至800℃，在生产力相对比较低下的商周，金属冶炼熔点的高低直接关系着生产工艺的质量。

      古代青铜器的铸造成就中，非常关键的是古代劳动人民已经准确的掌握了铜、锡合金的不同比例，使其物理性能能比较适合制造各种用途的器具。古代工匠为了制造不同青铜器，探索总结不同合金比例并对冶炼和铸造青铜器中的技艺要求进行总结，从而记录在《周礼·考工记》中。

⑵ 锡青铜中锡的加入能提升海水的腐蚀性抑制什么并提高什么

锡为主要合金元素的青铜。含锡量一般在3~14%之间,主要用于制作弹性元件和耐磨零件。变形锡青铜的含锡量不超过8%,有时还添加磷、铅、锌等元素。磷是良好的脱氧剂,还能改善流动和耐磨性。锡青铜中加铅可改善可切削性和耐磨性,加锌可改善铸造性能。这种合金具有较高的力学性能、减磨性能和耐蚀性,易切削加工,钎焊和焊接性能好,收缩系数小,无磁性。可用线材火焰喷涂和电弧喷涂制备青铜衬套、轴套、无磁元件等涂层。具有较高的强度、耐蚀性和优良的铸造性能,广泛应用于各工业部门中。
铜合金中各合金元素作用:
①锌(Zn):锌在合金中固溶度很大,有固溶强化作用。
②镍(Ni):提高合金的强度、韧性与抗无锌及应力腐蚀开裂能力。
③铅(Pb):增强润滑性,提高耐磨性及改善切削加工性,切屑易碎,工件表面光滑。
④铝(Al):提高耐蚀性、热稳定性及强度,但是过量(超1%-2%)时会出现脆性。
⑤锰(Mn):提高耐蚀性、热稳定性及强度,但是过量(超1%-2%)时会出现脆性。
⑥镁(Mg):微量镁使铜电导率下降,提高铜的耐高温氧化能力,也对铜有青作用。
⑦锡(Sn):抑制无锌,提高耐蚀性,特别是提高耐海水腐蚀的能力,故锡青铜有“海军青铜”之称。
⑧铜(Cu):化学稳定性好,强度大,易熔接,具有耐蚀性、可塑性、延展性,热导率和电导率都很高。
⑨铁(Fe):超过固溶度铁以富铁相颗粒存在,其熔点高,能作为晶核细化晶粒,又能阻止再结晶晶粒长大,从而提高合金的力学性能与工艺性能。
⑩硅(Si):提高强度及硬度、铸造流动性、焊接性,但是塑性有所降低,如Si、Pb同时加入可以减少摩擦因数。

⑶ 青铜加锡是为什么

(一)熔点较低。在物理学和化学性质上，一般合金熔点比原来的金屑熔点低；硬度比原来的金属硬度高；体积比原来的金后赂涨大。铜组合金的青铜也是如此。红铜熔点为1083℃，若加锡15％，熔点即降低到960℃，若加铅25％，熔点就会降到800℃。因此，这种温度条件显然要比冶炼红铜更容易得到。

(二)硬度较高。红铜硬度是35度(Brimtt，译成布林尼尔或博林氏硬度计)，如果加铰5—7％，就增高到50一60度，若加锡7—9％，即增高到65—70度。若加锡9—11％，就增高到70一80度，比红铜硬度提高一倍以上。这样就可以克服上述红铜那种质地较软朗缺点。同时由于青铜硬度随着加锡量成正比地提高，人们可以按照不同器类的需要而予以增减，选择各种不同的比例，铸造出合金硬度不同的器物。

(三)适宜于铸造。红铜的铸造性能不良，易吸收空气，在台范翻铸时所成的制品往径带有气眼，表面租粉。青铜在熔化时成为液态，流动性很强，无孔不入，冷凝时体积略有涵大，则可以填满器范，填充性好，且很少有气孔p 由于具有上述三个优点，即具有较好的铸造性能，使它在应用上具有广泛的适应性，在人们逐渐对青铜性能有所认识后，便开始利用铜锡共生矿提炼青铜，或有意识地从锡矿中提炼出来锡与纯铜混合，后来发展到橡以不同比量的锡来铸造不同用途的青铜器具。

⑷ 青铜中的铜锡配比与性能的关系

青铜中的铜锡配比与性能的关系，主要是铜配比越高，青铜硬度越硬，而锡配比越高青铜的延展性（韧度）越好。

青铜在通常都是铜与锡的合金，又称为锡青铜。中国古代青铜器合金成分的比例，最早见于《考工记》。书中对先秦时代的劳动人民生产实践和经验知识有着独一无二的详细记录，是一本生产技术的档案。

《考工记》中记载六种青铜器物中不同含锡量，称之为“六齐”，这六种不同合金的比例是：钟鼎之齐六分其金而锡居一；斧斤之齐五分其金而锡居一；戈戟之齐四分其金而锡居一；大刃之齐三分其金而锡居一；削杀矢之齐五分其金而锡居二；鉴燧之齐金锡半。

（意思是钟鼎的铜锡配比为铜六分锡一分，斧子的铜锡配比为铜五分锡一分，长矛的铜锡配比为铜四分锡一分，大刀的铜锡配比为铜三分锡一分，箭头的铜锡配比为铜二分锡一分，酒杯的铜锡配比为铜锡各一半。）

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古代青铜中铜锡配比的变化

中国古代的青铜合金配比技术十分复杂，反映了青铜器铸造技术的不断发展与完善，体现了对金属硬度及韧度的双重追求。商周时期，青铜器的合金配比很有讲究，其早期和晚期青铜器的合金变化差别较大。

商代早期的容器主要为锡青铜，这类青铜器含锡量较夏代有所增长，但含量仍属中等；商代后期的容器以含锡量中等偏高、高含量者居多。另外，从这个时期少量的铅铜器来看，其含铅量大多较高，这是商周青铜冶铸的一个特点，即降底青铜的熔点。。

商代后期的武器主要成分为锡青铜。至于这个时期的各类生产工具，已经很少再有用锡青铜制造的了，就算有的话，其含锡量也较高。西周时期锡青铜的含锡量以中等者最为普遍，铅青铜则比较少见了，极少数铅青铜器的含铅量也较高。