王芳靜，邵 婷

（慶陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 慶陽(yáng) 745000）

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)科技迅猛發(fā)展，工業(yè)水平也獲得了飛速提升，其中，有色金屬材料是工業(yè)的基礎(chǔ)，而對(duì)其的加工技術(shù)直接影響、甚至在某種程度上能夠決定下游產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的質(zhì)量，想要真正成為工業(yè)強(qiáng)國(guó)，就必須提高有色金屬加工產(chǎn)業(yè)的水平[1]。深冷處理乃是一種十分重要的有色金屬處理方法，本文結(jié)合實(shí)際情況，分析深冷處理對(duì)有色金屬各項(xiàng)性能的不同影響，希望能夠?qū)ξ覈?guó)工業(yè)發(fā)展作出微薄貢獻(xiàn)。

1 有色金屬的概念及其分類、用途

有色金屬的概念：有色金屬的概念分為兩種，狹義上來(lái)說(shuō)它指的是的除去Fe、Mn、Ar外的一切金屬元素，而廣義上來(lái)說(shuō)它還包括這些金屬與其它物質(zhì)根據(jù)不同比例混合而成的合金。有色合金則是選取一種有色金屬作為基體，然后再加入不同元素，這些被加入的元素不僅限于金屬，還可以是碳等。

2 有色金屬的分類

①重金屬。重金屬指的就是密度較大的金屬，若將純水的密度記作“1”，那么重金屬的密度一般大于4或者5。重金屬的共同點(diǎn)便是具有毒性，有些金屬例如貢（俗稱的水銀）、鉛、砷等毒性十分顯著，不需太大量就能造成生物中毒甚至迅速死亡。另外，它們對(duì)于環(huán)境也會(huì)造成污染，危險(xiǎn)性很高。此外，重金屬還通常會(huì)通過(guò)生物富及作用，沿著食物鏈向等級(jí)較高的生物體內(nèi)積聚。②輕金屬。輕金屬是相對(duì)于重金屬而言，它指的是密度較小的金屬，但并不一定是密度比水小的金屬。它與稀有金屬的種類有交叉，包含Al、Ca、Mg等常見(jiàn)金屬與Li、Na等稀有金屬。輕金屬如Be同樣具有十分強(qiáng)烈的毒性，并且其化合物的毒性更大。③貴金屬。貴金屬指的就是以金銀為代表的八種金屬，它們具備較強(qiáng)的審美價(jià)值，并且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與通常意義上的強(qiáng)酸強(qiáng)堿反應(yīng)，礦產(chǎn)資源相較于其它金屬而言較少，但觀賞價(jià)值極高，因此貴金屬自古以來(lái)就被當(dāng)成制作首飾的絕佳材料。④稀有金屬。稀有金屬，顧名思義，指的就是自然界中含量較少、很難開(kāi)采的金屬，它們的分布零星，一般沒(méi)有龐大的礦產(chǎn)，但在工業(yè)中也具有很重要的意義。⑤有色合金。有色合金就是由有色金屬與其他元素構(gòu)成的合金，作為合金，它有著最基本的特征：在混合過(guò)程中物理性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變，例如熔點(diǎn)降低，但硬度提升，并且耐磨損性能和耐腐蝕性會(huì)有大大的提升，并且它能夠?qū)⒍喾N物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，使合金能夠滿足人類日益提高的需求[2]。

3 有色金屬的用途

①重金屬。重金屬在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，具有較為優(yōu)良的導(dǎo)電性和耐高溫性能，其中金屬銅是制作導(dǎo)線的重要材料，它的導(dǎo)電性僅次于銀，但造價(jià)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于銀；銅具有良好的導(dǎo)熱性，在熱能設(shè)備中也有重要用途，而且由于銅能夠與三價(jià)鐵溶液進(jìn)行反應(yīng)，它還可用于印刷電路；鎳、鈷則能夠耐受高溫和低溫，同時(shí)不與常見(jiàn)的腐蝕性物質(zhì)和酸、堿性物質(zhì)反應(yīng)，可以用于壓力容器的制造；鉛、鋅熔點(diǎn)較低且導(dǎo)熱性強(qiáng)，可作為電工、化工等行業(yè)；鎘則能用于原子能工業(yè)；而鎢絲則是白熾燈中最常用的燈絲材料。②輕金屬。輕金屬中的鋰乃是制造鋰電池必不可少的原料，金屬鋰密度小，同等體積的鋰電池能夠儲(chǔ)藏的電能能夠高達(dá)傳統(tǒng)鉛蓄電池的數(shù)倍甚至數(shù)十倍，并且對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染；鈉則是工業(yè)上制取制取堿和苛性鈉必不可少的原料，同時(shí)它還是食鹽的組成元素；鋁單質(zhì)及其合金常用作窗框的原料，鎂鋁合金則具有較低的密度和較高的強(qiáng)度、穩(wěn)定性，可以制作成不同的容器。③貴金屬。貴金屬的主要作用是制成首飾，除此之外，還是制造光學(xué)材料和汽車中核心零件必不可少的成分，此外，由于它們化學(xué)性質(zhì)大多穩(wěn)定，故而還能作為催化劑使用，提升反應(yīng)速率。④稀有金屬。稀有金屬的用途相對(duì)較少，常被用作制造特種金屬材料，用于航空航天業(yè)的關(guān)鍵部件，并且在軍工精密儀器制造業(yè)也有著不可代替的作用。

4 深冷處理的概念和作用

金屬的加工方式分為冷加工與熱加工，深冷處理就是冷加工的一種。它指的是采用液氮對(duì)金屬進(jìn)行低溫處理的過(guò)程，它分為兩種：液體法和氣體法。顧名思義，液體法指的就是將金屬器件直接放入溫度為-150℃左右液態(tài)的氮中，氣體法則是使用低溫氮?dú)膺M(jìn)行處理，溫度能夠達(dá)到-200℃左右。熱加工一般需要將金屬加熱至軟化，很容易使其形狀發(fā)生改變，并且操作失誤還會(huì)導(dǎo)致金屬熔化，造成較大損失。而深冷處理能夠在保持金屬?gòu)?qiáng)度和硬度的前提下提高金屬的韌性，增加其使用壽命，并提升它們的物理性能，不會(huì)破壞金屬器件，且成本較低。

5 深冷處理對(duì)有色金屬性能的影響

（1）提升硬度和強(qiáng)度。深冷處理能夠顯著提升有色金屬的硬度和強(qiáng)度，經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得知，接受深冷處理的金屬器件能夠經(jīng)受較大沖擊力，不會(huì)發(fā)生形變。

（2）提升耐磨性。金屬磨損一直是實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中增加成本的項(xiàng)目之一，尤其是貴金屬的磨損問(wèn)題，常常使擁有者頗為苦惱，深冷處理能夠提升有色金屬的耐磨性，減小生活和生產(chǎn)中金屬因?yàn)槟p而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，并降低有色金屬設(shè)備和容器的維護(hù)修理費(fèi)用，大大降低生產(chǎn)成本。

（3）提升韌性。在許多精密儀器或是小型設(shè)備中，尤其是在一些電氣設(shè)備中，往往需要很薄的有色金屬元件，但減小厚度容易使金屬發(fā)生斷裂，而深冷處理可以大大提升有色金屬的韌性，使之在變形和破裂過(guò)程中需要吸收更多的能量，也就是說(shuō)更不容易發(fā)生折斷。

（4）提升耐腐蝕性。鋁、鎂等化學(xué)性質(zhì)較活潑的有色金屬極易受到水、空氣、細(xì)菌、酸堿鹽和有機(jī)物等的腐蝕而降低使用壽命，此外，在船舶制造業(yè)中需要用到的有色金屬由于需要長(zhǎng)時(shí)間和富含氯化鈉的海水接觸，因此極容易發(fā)生腐蝕問(wèn)題，若是在船舶行駛過(guò)程中，被腐蝕的金屬發(fā)生斷裂伙食好滲漏，后果不堪設(shè)想。深冷處理能夠提升金屬耐腐蝕性，使其長(zhǎng)時(shí)間暴露在潮濕環(huán)境中而不受影響，提升有色金屬制品的使用壽命。

（5）保證精度。高溫處理能夠?yàn)橛猩饘僭鎏硪粚友趸?，?duì)于鋁、鎂等金屬而言，同樣可以起到防腐蝕和防氧化的作用，但金屬在高溫環(huán)境下強(qiáng)度和硬度會(huì)顯著降低，容易發(fā)生形變，甚至發(fā)生熔化，深冷處理能夠起到同樣的作用，并且不會(huì)出現(xiàn)金屬器件變形等情況，能夠保證器件的尺寸和精度。

6 結(jié)語(yǔ)

深冷處理是一種十分簡(jiǎn)便并且環(huán)保的金屬處理方法，但國(guó)內(nèi)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的掌握還未達(dá)到爐火純青的地步，很多時(shí)候都需要借鑒國(guó)外相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)。想要成為工業(yè)強(qiáng)國(guó)，必定要將核心科技牢牢掌握在自己手中，我國(guó)仍然需要付出努力。