Caratteristiche del rame
L'ottone è una lega di rame e zinco
Il rame bianco è una lega di rame e nichel
Il bronzo è una lega di rame ed elementi diversi da zinco e nichel, principalmente bronzo allo stagno, bronzo all'alluminio, ecc.
Il rame rosso è rame con un alto contenuto di rame e il contenuto totale di altre impurità è inferiore all'1%.
Il rame rosso è rame puro, noto anche come rame rosso. La densità del rame puro è 8,96 e il punto di fusione è 1083 gradi. Ha una buona conduttività elettrica e termica, un'eccellente plasticità ed è facile da lavorare mediante pressatura a caldo e a freddo. È ampiamente utilizzato nella produzione di fili, cavi, spazzole, rame speciale per elettroincisione per scintille elettriche e altri prodotti che richiedono una buona conduttività.
Prende il nome dal suo colore rosso porpora. Non è necessariamente rame puro. A volte viene aggiunta una piccola quantità di elementi disossidanti o altri elementi per migliorare il materiale e le prestazioni, quindi è anche classificato come lega di rame. In base alla composizione, i materiali cinesi per la lavorazione del rame possono essere suddivisi in quattro categorie: rame ordinario (T1, T2, T3, T4), rame privo di ossigeno (TU1, TU2 e rame privo di ossigeno sotto vuoto di elevata purezza), rame disossidato (TUP, TUMn) e rame speciale con una piccola quantità di elementi di lega (rame arsenico, rame tellurio, rame argentato).
La conduttività elettrica e la conduttività termica del rame sono seconde solo all'argento ed è ampiamente utilizzato per realizzare apparecchiature conduttive e termoconduttive. Il rame ha una buona resistenza alla corrosione nell'atmosfera, nell'acqua di mare, in alcuni acidi non ossidanti (acido cloridrico, acido solforico diluito), negli alcali, nelle soluzioni saline e in vari acidi organici (acido acetico, acido citrico) e viene utilizzato nell'industria chimica. Inoltre, il rame ha una buona saldabilità e può essere trasformato in vari prodotti semilavorati e finiti attraverso la lavorazione della plastica a freddo e a caldo. Negli anni ’70, la produzione di rame superava la produzione totale di altri tipi di leghe di rame.
Tracce di impurità nel rame hanno un grave impatto sulla conduttività elettrica e termica del rame. Tra questi, il titanio, il fosforo, il ferro, il silicio, ecc. riducono significativamente la conduttività elettrica, mentre il cadmio, lo zinco, ecc. hanno scarso effetto. L'ossigeno, lo zolfo, il selenio, il tellurio, ecc. hanno una solubilità solida molto bassa nel rame e possono formare composti fragili con il rame. Hanno scarso effetto sulla conduttività, ma possono ridurre la plasticità della lavorazione. Quando il rame ordinario viene riscaldato in un'atmosfera riducente contenente idrogeno o monossido di carbonio, l'idrogeno o il monossido di carbonio reagiscono facilmente con l'ossido rameoso (Cu2O) al confine del grano per produrre vapore acqueo ad alta pressione o anidride carbonica, che può causare la rottura del rame. Questo fenomeno è spesso chiamato la "malattia dell'idrogeno" del rame. L'ossigeno è dannoso per la saldabilità del rame. Il bismuto o il piombo formano un eutettico a basso punto di fusione con il rame, rendendo il rame caldo e fragile; e quando il bismuto fragile è distribuito sotto forma di una pellicola sottile al bordo del grano, rende il rame freddo e fragile. Il fosforo può ridurre significativamente la conduttività del rame, ma può aumentare la fluidità del rame liquido e migliorare la saldabilità. Quantità adeguate di piombo, tellurio, zolfo, ecc. possono migliorare la lavorabilità.
Ottone: le leghe di rame con zinco come principale elemento additivo hanno un bel colore giallo e sono collettivamente chiamate ottone. Le leghe binarie rame-zinco sono chiamate ottone ordinario o ottone semplice. Gli ottoni con più di tre elementi sono detti ottoni speciali o ottoni complessi. Le leghe di ottone con un contenuto di zinco inferiore al 36% sono composte da soluzioni solide e hanno buone proprietà di lavorazione a freddo. Ad esempio, l'ottone con un contenuto di zinco del 30% viene spesso utilizzato per realizzare bossoli, comunemente noti come ottone per cartucce o ottone 73. Le leghe di ottone con un contenuto di zinco compreso tra il 36% e il 42% sono composte da soluzioni solide, di cui l'ottone con un contenuto di zinco del 40% è quello più comunemente utilizzato. Per migliorare le prestazioni dell'ottone comune, vengono spesso aggiunti altri elementi come alluminio, nichel, manganese, stagno, silicio e piombo. L'alluminio può migliorare la robustezza, la durezza e la resistenza alla corrosione dell'ottone, ma ridurne la plasticità, rendendolo adatto per condensatori marini e altre parti resistenti alla corrosione. Lo stagno può migliorare la forza e la resistenza alla corrosione dell'ottone all'acqua di mare, quindi è chiamato ottone navale, che viene utilizzato per le apparecchiature termiche e le eliche delle navi. Il piombo può migliorare le prestazioni di taglio dell'ottone; questo ottone facile da tagliare viene spesso utilizzato come parti di orologi. Le fusioni di ottone vengono spesso utilizzate per realizzare valvole e raccordi per tubi.
Bronzo: originariamente si riferisce alle leghe rame-stagno. Successivamente, le leghe di rame diverse dall'ottone e dall'alpacca furono chiamate bronzo, e il nome del primo elemento principale aggiunto veniva spesso aggiunto prima del nome bronzo. Il bronzo allo stagno ha buone prestazioni di fusione, prestazioni antiattrito e proprietà meccaniche ed è adatto per la produzione di cuscinetti, ingranaggi a vite senza fine, ingranaggi, ecc. Il bronzo al piombo è un materiale per cuscinetti ampiamente utilizzato per motori e smerigliatrici moderni. Il bronzo all'alluminio ha un'elevata robustezza, buona resistenza all'usura e alla corrosione e viene utilizzato per fondere ingranaggi ad alto carico, boccole, eliche marine, ecc. Il bronzo al berillio e il bronzo fosforoso hanno limiti elastici elevati e buona conduttività e sono adatti per la produzione di molle di precisione ed elementi di contatto elettrico. Il bronzo al berillio viene utilizzato anche per produrre utensili antiscintilla utilizzati nelle miniere di carbone, nei depositi di petrolio, ecc.
Alpacca: una lega di rame con nichel come principale elemento aggiunto. La lega binaria rame-nichel è chiamata alpacca ordinaria; le leghe di alpacca con manganese, ferro, zinco, alluminio e altri elementi sono chiamate alpacca complessa. L'alpacca industriale si divide in due categorie: l'alpacca strutturale e l'alpacca elettrica. L'alpacca strutturale è caratterizzata da buone proprietà meccaniche, resistenza alla corrosione e bel colore. Questo tipo di alpacca è ampiamente utilizzato nella produzione di macchinari di precisione, macchinari chimici e componenti navali. L'argento al nichel elettrico ha generalmente buone proprietà termoelettriche.
Il rame manganese, la costantana e il corindone sono rame manganese con diversi contenuti di manganese. Sono materiali utilizzati per fabbricare strumenti elettrici di precisione, reostati, resistori di precisione, estensimetri, termocoppie, ecc.
1. Ottone
(1) Ottone ordinario: è una lega composta da rame e zinco. Quando il contenuto di zinco è inferiore al 39%, lo zinco può dissolversi nel rame per formare un ottone monofase a, chiamato ottone monofase, che ha una buona plasticità ed è adatto alla lavorazione a pressione calda e fredda. Quando il contenuto di zinco è superiore al 39%, si ha una fase monofase a e una soluzione solida b a base di rame-zinco, denominata ottone bifase. b riduce la plasticità e aumenta la resistenza alla trazione, che è adatta solo per la lavorazione a pressione a caldo. Se la frazione di massa dello zinco continua ad aumentare, la resistenza alla trazione diminuisce e non ha alcun valore d'uso. Il codice è rappresentato da "H + numero", H rappresenta l'ottone e il numero rappresenta la frazione di massa del rame. Ad esempio, H68 indica un ottone con un contenuto di rame del 68% e un contenuto di zinco del 32%. Per l'ottone fuso, la lettera "Z" viene posta prima del codice, come ZH62. Ad esempio, Zcuzn38 indica l'ottone fuso con un contenuto di zinco del 38% e il resto di rame. H90 e H80 sono monofase e giallo dorato, quindi sono indicati collettivamente come oro e sono chiamati placcatura, decorazioni, medaglie, ecc. H68 e H59 sono ottone duplex, ampiamente utilizzati nelle parti strutturali elettriche, come i bulloni , dadi, rondelle, molle, ecc. In generale, l'ottone monofase viene utilizzato per la lavorazione di deformazione a freddo e l'ottone duplex viene utilizzato per la lavorazione di deformazione a caldo.
(2) Ottone speciale: una lega multielemento composta da altri elementi leganti aggiunti all'ottone ordinario è chiamata ottone. Gli elementi comunemente aggiunti includono piombo, stagno, alluminio, ecc., che possono essere chiamati di conseguenza ottone al piombo, ottone stagno e ottone alluminio. Lo scopo di aggiungere elementi di lega. Principalmente per migliorare la resistenza alla trazione e la lavorabilità. Codice: "H + simbolo dell'elemento principale aggiunto (eccetto zinco) + frazione in massa del rame + frazione in massa dell'elemento principale aggiunto + frazione in massa degli altri elementi". Ad esempio, HPb59-1 significa ottone al piombo con una frazione in massa del 59% di rame, una frazione in massa dell'1% di piombo come principale elemento aggiunto e il resto è zinco.
2. Bronzo: ad eccezione dell'ottone e dell'alpacca, le altre leghe di rame sono collettivamente chiamate bronzo. Il bronzo può essere suddiviso in bronzo allo stagno e bronzo speciale (cioè bronzo senza stagno). Codice: Il metodo di rappresentazione è composto da "Q + simbolo e frazione di massa dell'elemento principale aggiunto + frazione di massa degli altri elementi". I prodotti di fusione sono preceduti dalla "Z", come ad esempio: Qal7 significa bronzo-alluminio con il 7% di alluminio e il resto di rame. ZQsn10-1 significa bronzo allo stagno fuso con un contenuto di stagno del 10%, altri elementi di lega dell'1% e il resto di rame.
(1) Bronzo allo stagno: lega rame-stagno con stagno come principale elemento aggiunto, noto anche come bronzo allo stagno.
Quando il contenuto di stagno è inferiore al 5~6%, lo stagno si dissolve nel rame per formare una soluzione solida e la plasticità aumenta. Quando il contenuto di stagno è superiore al 5~6%, a causa della comparsa di una soluzione solida a base di Cu31sb8-, la resistenza alla trazione diminuisce, quindi il contenuto di stagno del bronzo allo stagno è per lo più compreso tra 3~14%. Quando il contenuto di stagno è inferiore al 5%, è adatto per la lavorazione di deformazione a freddo, mentre quando il contenuto di stagno è 5~7% è adatto per la lavorazione di deformazione a caldo. Quando il contenuto di stagno è superiore al 10%, è adatto alla fusione. Poiché i potenziali degli elettrodi a e & sono simili e lo stagno nella composizione forma una densa pellicola di biossido di stagno dopo la nitrurazione, la resistenza alla corrosione nell'atmosfera e nell'acqua di mare aumenta, ma la resistenza agli acidi è scarsa. Poiché l'intervallo di temperature di cristallizzazione del bronzo allo stagno è ampio, la fluidità è scarsa, non è facile formare cavità di ritiro concentrate, ma è facile formare segregazione dei dendriti e cavità di ritiro disperse e il tasso di ritiro della fusione è piccolo, il che è favorevole ad ottenere getti con dimensioni molto vicine allo stampo di colata, quindi è adatto a fondere forme complesse. La condizione di parete spessa non è adatta per la fusione di getti che richiedono alta densità e buona tenuta. Il bronzo allo stagno ha una buona tenacità antiattrito, antimagnetica e alle basse temperature. Il bronzo allo stagno può essere suddiviso in due categorie a seconda del metodo di produzione: bronzo allo stagno lavorato a pressione e bronzo allo stagno fuso.
A. Bronzo allo stagno lavorato a pressione: il contenuto di stagno è generalmente inferiore all'8% ed è adatto per la lavorazione a pressione fredda e calda in piastre, nastri, barre, tubi e altri profili. Dopo l'indurimento la sua resistenza alla trazione e la sua durezza aumentano, mentre la sua plasticità diminuisce. Dopo la ricottura può mantenere un'elevata resistenza alla trazione migliorando la plasticità, ottenendo soprattutto un elevato limite elastico. È adatto per strumenti che richiedono parti resistenti alla corrosione e all'usura, parti elastiche, parti antimagnetiche e cuscinetti e manicotti scorrevoli nelle macchine. Quelli comunemente usati sono Qsn4-3 Qsn6.5~0.1.
B. Bronzo allo stagno fuso: viene fornito sotto forma di lingotti e colato in getti dalla fonderia. È adatto per la fusione di getti con forme complesse ma requisiti di bassa densità, come cuscinetti radenti, ingranaggi, ecc. Quelli comunemente usati sono ZQsn10-1 ZQsn6-6-3.
(2) Bronzo speciale: vengono aggiunti altri elementi in sostituzione dello stagno, oppure è bronzo senza stagno. La maggior parte dei bronzi speciali hanno proprietà meccaniche, resistenza all'usura e resistenza alla corrosione più elevate rispetto al bronzo allo stagno. Quelli comunemente usati includono il bronzo all'alluminio (QAL7 QAL5) e il bronzo al piombo (ZQPB30). Le leghe a base di rame con nichel come principale elemento aggiunto sono di colore bianco argenteo e sono chiamate rame bianco. Il contenuto di nichel è solitamente del 10%, 15% e 20%. Maggiore è il contenuto, più bianco sarà il colore. Le leghe binarie rame-nichel sono chiamate rame bianco ordinario. Le leghe rame-nichel con manganese, ferro, zinco e alluminio sono chiamate rame bianco complesso. Il rame puro più il nichel possono migliorare significativamente la robustezza, la resistenza alla corrosione, la resistenza elettrica e le proprietà termoelettriche. Il rame bianco industriale è suddiviso in rame bianco strutturale e rame bianco elettrico in base a diverse caratteristiche prestazionali e usi, che soddisfano rispettivamente varie resistenze alla corrosione e speciali proprietà elettriche e termiche.
Gradi tipici, composizione chimica (%) (frazione di massa): Sn (stagno), Al (alluminio), Fe (ferro), Pb (piombo), Sb (antimonio), Bi (bismuto), Si (silicio), P ( fosforo), Cu, impurità totali.
