镍白铜 Cupro-nickel

废料百科

铜镍合金(cupronickel)俗称镍白铜,也被称为CuNi或cupro-nickel,是一种由铜和镍组成的合金,有时还会添加其他元素,如铁和锰,以提高其性能。这种合金特别因其卓越的耐腐蚀性而被广泛应用,特别是在海洋环境中。铜镍合金还具有良好的抗生物污染性、加工性、焊接性和中等的热导率,这些特性使其成为许多工业和商业应用的理想材料。
镍白铜的元素含量不是固定的,而是根据不同的应用和要求而有所变化。一般来说,不同元素标号的镍白铜,镍的含量可以从5%到30%,而元素含量的差别带来了不同的镍白铜合金在硬度、强度、延展性以及耐腐蚀性等方面有不同的特性,因此在选择合金时需要根据具体的应用要求来确定合适的合金类型和成分。通常,这些合金的具体成分会在相关的材料标准中明确规定,如ASTM、DIN、JIS等标准。
下图为常见的90/10镍白铜

90/10镍白铜
90/10镍白铜

常见分类

C70600和C71500是两种常见的铜镍合金,它们的特点和元素含量如下:
C70600 铜镍合金(90/10):
特点:
- 含有大约 10% 的镍和 90% 的铜。
- 良好的耐腐蚀性,尤其是在海水环境中。
- 较高的抗生物污染能力,能抵抗海洋生物的附着。
- 良好的热和电导率。
- 好的加工和焊接性能。
- 经济性较高,因为镍含量较低。
应用:
- 适用于海水冷却系统、管道、换热器、冷凝器和船舶部件。
- 硬币制造和一些装饰应用。
C71500 铜镍合金(70/30):
特点:
- 含有大约 30% 的镍和 70% 的铜。
- 比 C70600 更优越的耐腐蚀性和耐海洋环境性能。
- 更高的抗蚀裂能力,尤其是在高温和高压环境中。
- 良好的热和电导率,尽管略低于 C70600。
- 良好的加工和焊接性能。
- 由于镍含量较高,价格通常比 C70600 更高。
应用:
- 用于更为苛刻的海洋环境,例如石油和天然气开采平台的管道和热交换器。
- 适用于海水系统中需要更高耐腐蚀性的部件。
- 也用于硬币制造和某些高端装饰应用。
实际废料交易中,常常以类似“90/10镍白铜”这样的方式来快速表述和理解镍白铜合金废料。90/10镍白铜就是90%为铜10%为镍的铜合金,70/30镍白铜就是70%铜30%镍的铜合金。

常见来源

铜镍合金废料的产生多与它的生产和使用量成正比。那些拥有发达的金属加工业、特别是铸币厂和工业制造业的国家往往会产生较多的铜镍合金废料。另外铜镍合金具有特殊的耐寒冷、抗冻裂的特性,所以多见于一些高寒冰冻地区的水管零件。比如美国东北部、英国、北欧等地的黄铜中间铜镍合金的比例就高于常规。
铜镍合金(cupronickel)废料的产生主要来自于以下几个领域:
1. 海洋工程:由于铜镍合金在海水中具有极佳的耐腐蚀性,它们常用于海洋环境中的管道、热交换器、冷凝器、船舶部件和海上平台。当这些设施或设备维修、更换或拆除时,就会产生铜镍合金废料。
2. 硬币制造:许多国家的硬币是用铜镍合金制造的。当硬币残次、退市或进行货币改革时,这些铜镍合金硬币就会成为废料。也有制造钱币的边角料也是常见的铜镍合金废料。
3. 电气和电子行业:铜镍合金因其良好的导电性和耐热性,被用于一些电气和电子设备的制造。这些设备报废或升级时,也会产生铜镍合金废料。
4. 乐器制造:一些乐器,特别是铜管乐器,如喇叭和萨克斯管,可能会使用铜镍合金材料。当乐器损坏或不再使用时,会产生铜镍合金废料。
5. 汽车和运输:铜镍合金在汽车制造中也有应用,尤其是在散热系统和制动系统中。在汽车修理厂、报废厂或破碎厂可以回收铜镍合金材料。
6. 工业设备和机械:工业上的一些设备和机械部件也会使用铜镍合金,尤其是沿海地区,因为这种材料耐磨且耐腐蚀。在维护、更换或淘汰旧设备时,这些材料可能被回收。
7. 建筑和装饰:铜镍合金由于其吸引人的外观和耐久性,有时会用于建筑装饰件。所以建筑翻新或拆除时,可能会产生铜镍合金废料。
由于铜镍合金的价值相对较高,它们通常会在废料产生后通过回收和再利用过程进行处理,以减少资源浪费和环境影响。废料回收不仅可以降低新材料的生产成本,还有利于环境保护。

价值点

镍是金属价值非常高的有色金属,如果生产镍合金时加入纯金属镍,则成本较高。如果以含有镍的废镍铜替代,成本将大大优于使用纯镍。所以铜镍合金废料是极具价值的再生金属原料。不过要提升其价值,必须要在分选时严格将铜镍合金废料和其他金属废料区别开,甚至把不同规格的铜镍合金废料也区分开来。这样利于其保级直接利用,降低加工成本,提高本身的货物价值。

处理方法

直接利用铜镍合金废料通常需要进行一系列的预处理和加工步骤,以确保材料的质量和适用性。以下是一些常见的预处理和加工步骤:
1. 分类和分选:首先需要将铜镍合金废料与其他类型的废料(如铁、铝或其他非铜镍合金材料)分开。这可能涉及手动分选或使用磁选、重力分选等技术。
2. 清洁和去污:废料可能含有油脂、灰尘、涂料或其他杂质。需要通过化学或物理方法清洗废料,以去除这些污染物。
3. 破碎和粉碎:较大的废料块可能需要破碎或粉碎成较小的颗粒,以便于后续的熔炼和加工。
4. 熔炼:将清洁、分选和破碎后的铜镍合金废料送入熔炉中熔炼。在这一过程中,可能需要添加一些助熔剂或其他化学物质来促进熔炼过程。
5. 精炼:熔炼后的金属可能还含有一些杂质。通过电解精炼或化学精炼的方法,可以进一步提高金属的纯度。

检测方式

  1. 肉眼
    镍白铜管往往可以在断端或者表面看到绿色质感的铜锈,以此可以跟铜以外的金属区分;镍白铜管表面灰暗,紫铜管油亮反光,以此可以区分两者;镍白铜管和黄铜管不太好区分,必须要仔细观察。
    如下图横截面可见绿色的铜锈,锈色越绿铜含量越高
  1. 光谱分析仪
    铜镍合金废料因其价值较高,且金属元素要求较为严格和专业,所以在交易过程中应该要求供应商提供可信的光谱分析仪读数或化学检测报告,并要求供应商对铜、尤其是镍的含量进行负责。

匹配方向

铜镍合金废料适合的首选客户是哪些专业生产铜镍合金产品,并自身拥有废料预处理和熔炼加工能力的企业。它们能够将废料的价值最大化,通过一系列的处理和加工,让铜镍合金废料直接利用。其次,铜镍合金废料可以寻找黄铜类、青铜类生产企业,较高的镍含量可通过配入锌、铅、锡等元素来进行调整。总体而言,铜镍合金因其主要的金属成分铜和镍都是高价值有色金属,所以回收率高,市场上受欢迎,价格相对稳定。

特别注意

铜镍合金废料交易过程中,应该特别关注的是废料的铜/镍元素含量,尤其是大宗废料时整体的含量。如为单纯的70/30或者90/10铜镍合金废料,则应该提供多样本的光谱分析仪读数或者检测报告。如果是多种含量规格的铜镍合金混合出售,情况则更加复杂,供应商除了提供废料本身的光谱分析仪读数之外,还应该较准确地告知每种含量规格的铜镍合金废料所占的比例。比如一批铜镍合金废料是70/30和90/10两种混合起来的,这两种规格的废料,其总体比例是1:1,还是2:1,还是1:2?其镍含量将分别为80%、77%、83%,价值相差可达1000美元。

实物图鉴

镍白铜 Cupro-nickel
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