Imprescindible para los principiantes en la industria del cobre ~ La definición, clasificación y uso del cobre más completos de la historia
Introducción: El cobre es utilizado por las personas en forma de una amplia variedad de metales, aleaciones y compuestos. También ha penetrado profundamente en todos los aspectos de la producción y la vida, convirtiéndose en un metal indispensable e importante para que la humanidad logre un rápido desarrollo en el siglo XXI.
Definición de cobre
El cobre es un elemento químico con el símbolo químico Cu y el número atómico 29. Es un metal de transición. El uso más común del cobre es para fabricar cables. Por lo general, los cables que se utilizan ahora están hechos de cobre puro. Esto se debe a que su conductividad eléctrica y conductividad térmica son superadas solo por la plata, pero es mucho más barata que la plata.
Clasificación común
Mucha gente piensa que sólo existe un tipo de cobre. Es el único. Pero, de hecho, existen otros tipos diferentes de cobre. Por ejemplo, aleación de cobre; el latón es una aleación compuesta de cobre y zinc; el cobre blanco es una aleación de cobre y níquel; el bronce es una aleación formada por cobre y elementos distintos del zinc y el níquel, principalmente bronce al estaño, bronce al aluminio, etc.; El cobre rojo es cobre con un alto contenido de cobre y el contenido total de otras impurezas es inferior al 1%.
Clasificación de los materiales de procesamiento de cobre: sulfato de cobre, cloruro de cobre, varillas de cobre, barras de cobre, lingotes de cobre, placas de cobre, alambres de cobre, aleaciones de cobre, cobre bruto, tiras de cobre, óxido de cobre, láminas de cobre, tubos de cobre, láminas de cobre, lodo de cobre. , piezas fundidas de cobre, cobre electrolítico y otros materiales de aleación de cobre.
Los materiales de cobre hechos de cobre puro o aleaciones de cobre en diversas formas, incluidas varillas, alambres, placas, tiras, barras, tubos, láminas, etc., se denominan colectivamente materiales de cobre. Los materiales de cobre se procesan mediante laminación, extrusión y trefilado. Las placas y barras de cobre se laminan en caliente y en frío; las tiras y láminas se laminan en frío; los tubos y barras se dividen en productos extruidos y productos trefilados; Los cables son todos productos trefilados.
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Cobre puro
El cobre puro es un metal de color rojo rosado, que se vuelve violeta después de que se forma una película de óxido de cobre en la superficie. Por lo tanto, el cobre puro industrial a menudo se denomina cobre rojo o cobre electrolítico. La densidad es de 8~9 g/cm3 y el punto de fusión es de 1083 grados. El cobre puro tiene buena conductividad eléctrica y se utiliza mucho en la fabricación de alambres, cables, escobillas, etc.; tiene buena conductividad térmica y se utiliza a menudo para fabricar instrumentos y medidores magnéticos que deben protegerse de interferencias magnéticas, como brújulas, instrumentos de aviación, etc.; tiene una plasticidad excelente y es fácil de prensar en caliente y procesar en frío, y se puede convertir en tubos, varillas, alambres, tiras, tiras, placas, láminas y otros materiales de cobre. Los productos de cobre puro son productos fundidos y productos procesados.
Los materiales de procesamiento de cobre chinos se pueden dividir en cuatro categorías según su composición: cobre ordinario (T1, T2, T3, T4), cobre libre de oxígeno (TU1, TU2 y cobre libre de oxígeno al vacío de alta pureza), cobre desoxidado ( TUP, TUMn) y cobre especial con una pequeña cantidad de elementos de aleación (cobre arsénico, cobre telurio, cobre plata).
La conductividad eléctrica y la conductividad térmica del cobre puro son superadas solo por la plata y se usa ampliamente para fabricar equipos conductores y conductores térmicos. El cobre tiene buena resistencia a la corrosión en la atmósfera, el agua de mar, ciertos ácidos no oxidantes (ácido clorhídrico, ácido sulfúrico diluido), álcalis, soluciones salinas y diversos ácidos orgánicos (ácido acético, ácido cítrico) y se utiliza en la industria química. Además, el cobre tiene buena soldabilidad y puede procesarse en diversos productos semiacabados y terminados mediante procesamiento de plástico en frío y en caliente. En la década de 1970, la producción de cobre superó la producción total de otros tipos de aleaciones de cobre.
Las trazas de impurezas en el cobre puro tienen un grave impacto en la conductividad eléctrica y térmica del cobre. Entre ellos, el titanio, el fósforo, el hierro, el silicio, etc. reducen significativamente la conductividad eléctrica, mientras que el cadmio, el zinc, etc. tienen poco efecto. El oxígeno, el azufre, el selenio, el telurio, etc. tienen una solubilidad sólida muy baja en el cobre y pueden formar compuestos frágiles con el cobre, lo que tiene poco efecto sobre la conductividad, pero puede reducir la plasticidad del procesamiento. Cuando el cobre ordinario se calienta en una atmósfera reductora que contiene hidrógeno o monóxido de carbono, el hidrógeno o el monóxido de carbono reaccionan fácilmente con el óxido cuproso (Cu2O) en el límite del grano para producir vapor de agua a alta presión o dióxido de carbono gaseoso, lo que puede provocar que el cobre se agriete. Este fenómeno a menudo se denomina "enfermedad del hidrógeno" del cobre. El oxígeno es perjudicial para la soldabilidad del cobre. El bismuto o el plomo forman un eutéctico de bajo punto de fusión con el cobre, lo que lo vuelve caliente y quebradizo; y cuando el bismuto quebradizo se distribuye en forma de una fina película sobre el límite del grano, hace que el cobre se enfríe y se vuelva quebradizo. El fósforo puede reducir significativamente la conductividad del cobre, pero puede aumentar la fluidez del líquido de cobre y mejorar la soldabilidad. Cantidades adecuadas de plomo, telurio, azufre, etc. pueden mejorar la maquinabilidad.
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Latón
El latón es una aleación de cobre y zinc. El latón más simple es una aleación binaria de cobre y zinc, llamado latón simple o latón ordinario. Cambiar el contenido de zinc en el latón puede producir latón con diferentes propiedades mecánicas. Cuanto mayor sea el contenido de zinc en el latón, mayor será su resistencia y menor su plasticidad. El contenido de zinc del latón utilizado en la industria no supera el 45%. Un mayor contenido de zinc provocará fragilidad y deteriorará el rendimiento de la aleación. El latón se puede dividir en dos categorías: fundición y procesamiento a presión.
El latón se divide en:
1) latón ordinario
Es una aleación compuesta de cobre y zinc. Cuando el contenido de zinc es inferior al 39%, el zinc se puede disolver en cobre para formar una sola fase, llamada latón monofásico, con buena plasticidad y adecuada para procesamiento a presión en frío y en caliente. Cuando el contenido de zinc es superior al 39%, se presenta una monofásica y una solución sólida a base de cobre-zinc, denominada latón dúplex. b hace que la plasticidad sea pequeña y la resistencia a la tracción aumenta, lo que solo es adecuado para el procesamiento por presión en caliente.
El código está representado por "número H+", H representa latón y el número representa la fracción de masa de cobre. Por ejemplo, H68 representa latón con un contenido de cobre del 68% y un contenido de zinc del 32%; El latón fundido tiene una "Z" antes del código, como ZH62.
H90 y H80 son monofásicos y de color amarillo dorado, por eso se les llama colectivamente oro, llamados enchapados, condecoraciones, medallas, etc. H68 y H59 pertenecen al latón dúplex, que se utilizan ampliamente en piezas estructurales eléctricas, como pernos, tuercas, arandelas, resortes, etc.
En general, el latón monofásico se utiliza para el procesamiento de deformación en frío y el latón dúplex para el procesamiento de deformación en caliente.
2) Latón especial
La aleación de elementos múltiples compuesta de otros elementos de aleación añadidos al latón ordinario se llama latón. Los elementos que se agregan comúnmente incluyen plomo, estaño, aluminio, etc., que pueden denominarse en consecuencia latón al plomo, latón al estaño y latón al aluminio. El propósito de agregar elementos de aleación. Es principalmente para mejorar la resistencia a la tracción y la procesabilidad.
Código: "H + símbolo del elemento principal añadido (excepto zinc) + fracción másica de cobre + fracción másica del elemento principal añadido + fracción másica de otros elementos".
Por ejemplo: HPb59-1 significa latón al plomo con una fracción en masa del 59 % de cobre, una fracción en masa del 1 % del elemento principal agregado, plomo, y el resto es zinc.
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Bronce
El bronce es la aleación más antigua utilizada en la historia. Originalmente se refiere a una aleación de cobre y estaño. Por su color gris azulado se le llama bronce. Para mejorar el rendimiento del proceso y las propiedades mecánicas de la aleación, a la mayoría de los bronces también se les añaden otros elementos de aleación, como plomo, zinc, fósforo, etc. Dado que el estaño es un elemento escaso, todavía se utilizan muchos bronces Wuxi sin estaño. en la industria. No sólo son baratos, sino que también tienen las propiedades especiales necesarias. El bronce también se divide en dos categorías: procesamiento a presión y productos de fundición.
Código: El método de representación se compone de "Q+el símbolo y la fracción de masa del elemento principal agregado+la fracción de masa de otros elementos". Para productos fundidos, se agrega "Z" antes del código, como por ejemplo: Qal7 representa bronce al aluminio con 5% de aluminio y el resto cobre; ZQsn10-1 representa bronce al estaño fundido con un 10% de estaño, un 1% de otros elementos de aleación y el resto cobre. El bronce se puede dividir en dos categorías: bronce de estaño y bronce especial (es decir, bronce de Wuxi).
(1) Aleación de cobre-estaño con estaño como principal elemento añadido, también conocida como bronce al estaño.
Cuando el contenido de estaño es inferior al 5-6%, el estaño se disuelve en cobre para formar una solución sólida y la plasticidad aumenta. Cuando el contenido de estaño es superior al 5~6%, debido a la aparición de una solución sólida a base de Cu31Sb8, la resistencia a la tracción disminuye. Por lo tanto, el contenido de estaño del bronce al estaño se encuentra principalmente entre el 3% y el 14%. Cuando el contenido de estaño es inferior al 5%, es adecuado para el procesamiento de deformación en frío, y cuando el contenido de estaño es del 5 al 7%, es adecuado para el procesamiento de deformación en caliente. Cuando el contenido de estaño es superior al 10%, es apto para fundición.
Dado que a está cerca del potencial del electrodo y el estaño en la composición forma una película densa de dióxido de estaño después de la nitruración, la resistencia a la corrosión de la atmósfera y el agua de mar aumenta, pero la resistencia a los ácidos es pobre.
Debido a que el rango de temperatura de cristalización del bronce al estaño es amplio, la fluidez es pobre, no es fácil formar cavidades de contracción concentradas, pero es fácil formar segregación de dendritas y cavidades de contracción dispersas, y la tasa de contracción de la fundición es pequeña, lo cual es propicio para obtener piezas fundidas con tamaños muy próximos al molde de fundición. Por lo tanto, es adecuado para condiciones de fundición con formas complejas y paredes gruesas, pero no para piezas fundidas que requieren alta densidad y buen sellado. El bronce al estaño tiene buena reducción de la fricción, antimagnetismo y tenacidad a bajas temperaturas. El bronce al estaño se puede dividir en dos categorías según el método de producción: bronce al estaño procesado a presión y bronce al estaño fundido.
A. Bronce al estaño procesado a presión
El contenido de estaño es generalmente inferior al 8% y es adecuado para el procesamiento a presión en frío y en caliente en perfiles como placas, tiras, varillas y tubos. Después del endurecimiento, su resistencia a la tracción y su dureza aumentan, mientras que su plasticidad disminuye. Después del recocido, puede mantener una alta resistencia a la tracción al tiempo que mejora la plasticidad, especialmente obteniendo un alto límite elástico. Qsn4-3Qsn6.5~0.1 se utilizan comúnmente para piezas resistentes a la corrosión y al desgaste, piezas elásticas, piezas antimagnéticas y cojinetes y manguitos deslizantes en máquinas.
B. Bronce de estaño fundido
Se suministra en forma de lingotes y la fundición lo vierte en piezas fundidas. Es adecuado para fundir piezas fundidas con formas complejas pero con requisitos de baja densidad, como cojinetes deslizantes y engranajes. Los más utilizados son ZQsn10-1ZQsn6-6-3.
2) Bronce especial
Añade otros elementos para sustituir el estaño, o será bronce sin estaño. La mayoría de los bronces especiales tienen propiedades mecánicas, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión más altas que el bronce al estaño. Los más utilizados son el bronce al aluminio (QAL7QAL5) y el bronce al plomo (ZQPB30).
La aleación a base de cobre con níquel como principal elemento añadido es de color blanco plateado y se llama cobre blanco. El contenido de níquel suele ser del 10%, 15% y 20%. Cuanto mayor sea el contenido, más blanco será el color. La aleación binaria de cobre y níquel se llama cobre blanco ordinario, y la aleación de cobre y níquel con manganeso, hierro, zinc y aluminio se llama cobre blanco complejo. El cobre puro más el níquel pueden mejorar significativamente la resistencia, la resistencia a la corrosión, la resistencia y las propiedades termoeléctricas. El cobre blanco industrial se divide en cobre blanco estructural y cobre blanco eléctrico según sus características de rendimiento y usos, que cumplen con diversas resistencias a la corrosión y propiedades eléctricas y térmicas especiales, respectivamente.
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Cobre blanco
La aleación a base de cobre con níquel como principal elemento añadido es de color blanco plateado y se llama cobre blanco. La aleación binaria de cobre y níquel se llama cobre blanco ordinario, y la aleación de cobre y níquel con manganeso, hierro, zinc y aluminio se llama cobre blanco complejo. El cobre puro más el níquel pueden mejorar significativamente la resistencia, la resistencia a la corrosión, la resistencia y las propiedades termoeléctricas. El cobre blanco industrial se divide en cobre blanco estructural y cobre blanco eléctrico según sus características de rendimiento y usos, que cumplen con diversas resistencias a la corrosión y propiedades eléctricas y térmicas especiales, respectivamente.
Método de identificación
El cobre blanco, el latón, el cobre rojo (también llamado "cobre rojo") y el bronce (gris azulado o amarillo grisáceo) se distinguen por el color. Entre ellos, el cobre blanco y el latón son muy fáciles de distinguir; El cobre rojo es cobre puro (impurezas<1%) and bronze (other alloy components about 5%) is slightly difficult to distinguish. When not oxidized, red copper is brighter than bronze, and bronze is slightly blue or dark yellow; after oxidation, red copper turns black, and bronze is blue-green (harmful oxidation due to high water content) or chocolate color.
El cobre es el metal más antiguo utilizado por los ancestros humanos. Tiene muchas propiedades excelentes y funciones maravillosas, que no sólo hicieron una contribución indeleble al progreso de la sociedad humana; pero también desarrolló continuamente nuevos usos con el desarrollo de la civilización humana. El cobre es a la vez un metal antiguo y un material de ingeniería moderno lleno de vitalidad y vigor. En la actualidad, los seres humanos han entrado en una sociedad colorida y altamente civilizada caracterizada por la electrificación y la información electrónica, lo que ha abierto un terreno más amplio para la aplicación del cobre.
