Características do cobre
Latão é uma liga de cobre e zinco
O cobre branco é uma liga de cobre e níquel
O bronze é uma liga de cobre e outros elementos além do zinco e do níquel, principalmente bronze de estanho, bronze de alumínio, etc.
O cobre vermelho é o cobre com alto teor de cobre e o teor total de outras impurezas é inferior a 1%.
O cobre vermelho é cobre puro, também conhecido como cobre vermelho. A densidade do cobre puro é 8,96 e o ponto de fusão é 1083 graus. Possui boa condutividade elétrica e térmica, excelente plasticidade e é fácil de processar por prensagem a quente e a frio. É amplamente utilizado na fabricação de fios, cabos, escovas, cobre especial para eletrogravação para faíscas elétricas e outros produtos que requerem boa condutividade.
É nomeado por causa de sua cor vermelho-púrpura. Não é necessariamente cobre puro. Às vezes, uma pequena quantidade de elementos desoxidantes ou outros elementos são adicionados para melhorar o material e o desempenho, por isso também é classificada como uma liga de cobre. De acordo com a composição, os materiais de processamento de cobre chineses podem ser divididos em quatro categorias: cobre comum (T1, T2, T3, T4), cobre livre de oxigênio (TU1, TU2 e cobre livre de oxigênio a vácuo de alta pureza), cobre desoxidado (TUP, TUMn) e cobre especial com pequena quantidade de elementos de liga (cobre arsênico, cobre telúrio, cobre prateado).
A condutividade elétrica e a condutividade térmica do cobre perdem apenas para a prata e é amplamente utilizada para fabricar equipamentos condutores e térmicos. O cobre tem boa resistência à corrosão na atmosfera, água do mar, certos ácidos não oxidantes (ácido clorídrico, ácido sulfúrico diluído), álcalis, soluções salinas e vários ácidos orgânicos (ácido acético, ácido cítrico), e é utilizado na indústria química. Além disso, o cobre tem boa soldabilidade e pode ser processado em vários produtos semiacabados e acabados por meio do processamento de plástico a frio e a quente. Na década de 1970, a produção de cobre excedeu a produção total de outros tipos de ligas de cobre.
Traços de impurezas no cobre têm um sério impacto na condutividade elétrica e térmica do cobre. Entre eles, titânio, fósforo, ferro, silício, etc. reduzem significativamente a condutividade elétrica, enquanto cádmio, zinco, etc. têm pouco efeito. Oxigênio, enxofre, selênio, telúrio, etc. têm solubilidade sólida muito baixa em cobre e podem formar compostos frágeis com o cobre. Eles têm pouco efeito na condutividade, mas podem reduzir a plasticidade do processamento. Quando o cobre comum é aquecido em uma atmosfera redutora contendo hidrogênio ou monóxido de carbono, o hidrogênio ou monóxido de carbono reage facilmente com o óxido cuproso (Cu2O) no limite do grão para produzir vapor de água de alta pressão ou gás dióxido de carbono, o que pode causar rachaduras no cobre. Este fenômeno é frequentemente chamado de “doença do hidrogênio” do cobre. O oxigênio é prejudicial à soldabilidade do cobre. O bismuto ou o chumbo formam um eutético de baixo ponto de fusão com o cobre, tornando o cobre quente e quebradiço; e quando o bismuto quebradiço é distribuído na forma de uma película fina na fronteira do grão, torna o cobre frio e quebradiço. O fósforo pode reduzir significativamente a condutividade do cobre, mas pode aumentar a fluidez do líquido de cobre e melhorar a soldabilidade. Quantidades adequadas de chumbo, telúrio, enxofre, etc. podem melhorar a usinabilidade.
Latão: As ligas de cobre com zinco como principal elemento aditivo têm uma bela cor amarela e são chamadas coletivamente de latão. As ligas binárias cobre-zinco são chamadas de latão comum ou latão simples. Latões com mais de três elementos são chamados de latão especial ou latão complexo. Ligas de latão com teor de zinco inferior a 36% são compostas de soluções sólidas e possuem boas propriedades de trabalho a frio. Por exemplo, latão com teor de zinco de 30% é frequentemente usado para fazer caixas de cartuchos, comumente conhecidas como latão de cartucho ou latão 73. As ligas de latão com teor de zinco entre 36% e 42% são compostas por soluções sólidas, das quais o latão 64 com teor de zinco de 40% é o mais comumente utilizado. Para melhorar o desempenho do latão comum, outros elementos como alumínio, níquel, manganês, estanho, silício e chumbo são frequentemente adicionados. O alumínio pode melhorar a resistência, a dureza e a resistência à corrosão do latão, mas reduz sua plasticidade, tornando-o adequado para condensadores marítimos e outras peças resistentes à corrosão. O estanho pode melhorar a resistência e a resistência à corrosão do latão à água do mar, por isso é chamado de latão naval, que é usado em equipamentos térmicos e hélices de navios. O chumbo pode melhorar o desempenho de corte do latão; este latão fácil de cortar é frequentemente usado como peças de relógios. Fundições de latão são frequentemente usadas para fazer válvulas e acessórios para tubos.
Bronze: Originalmente refere-se a ligas de cobre-estanho. Mais tarde, outras ligas de cobre além de latão e níquel-prata foram chamadas de bronze, e o nome do primeiro elemento principal adicionado era frequentemente adicionado antes do nome de bronze. O bronze de estanho tem bom desempenho de fundição, desempenho antifricção e propriedades mecânicas, e é adequado para a fabricação de rolamentos, engrenagens helicoidais, engrenagens, etc. O bronze de chumbo é um material de rolamento amplamente utilizado para motores e retificadoras modernas. O bronze de alumínio tem alta resistência, boa resistência ao desgaste e à corrosão, e é usado para fundir engrenagens de alta carga, buchas, hélices marítimas, etc. O bronze de berílio e o bronze de fósforo têm altos limites elásticos e boa condutividade e são adequados para a fabricação de molas de precisão e elementos de contato elétrico. O bronze de berílio também é usado para fabricar ferramentas sem faíscas usadas em minas de carvão, depósitos de petróleo, etc.
Níquel prata: uma liga de cobre com níquel como principal elemento adicionado. A liga binária de cobre-níquel é chamada de prata níquel comum; ligas de níquel prata com manganês, ferro, zinco, alumínio e outros elementos são chamadas de prata níquel complexa. A níquel prata industrial é dividida em duas categorias: níquel prata estrutural e níquel prata elétrica. A prata níquel estrutural é caracterizada por boas propriedades mecânicas e resistência à corrosão, além de uma bela cor. Este tipo de níquel prata é amplamente utilizado na fabricação de máquinas de precisão, máquinas químicas e componentes de navios. A prata níquel elétrica geralmente tem boas propriedades termoelétricas.
Cobre manganês, constante e corindo são cobre manganês com diferentes teores de manganês. São materiais utilizados na fabricação de instrumentos elétricos de precisão, reostatos, resistores de precisão, extensômetros, termopares, etc.
1. Latão
(1) Latão comum: É uma liga composta de cobre e zinco. Quando o teor de zinco é inferior a 39%, o zinco pode se dissolver no cobre para formar uma fase única a, chamada latão monofásico, que tem boa plasticidade e é adequada para processamento de pressão a quente e a frio. Quando o teor de zinco é superior a 39%, existe uma fase única a e uma solução sólida à base de cobre-zinco b, chamada latão bifásico. b torna a plasticidade pequena e a resistência à tração aumenta, o que só é adequado para processamento de pressão a quente. Se a fração mássica do zinco continuar a aumentar, a resistência à tração diminui e não tem valor útil. O código é representado por "número H +", H representa latão e o número representa a fração de massa do cobre. Por exemplo, H68 indica latão com teor de cobre de 68% e teor de zinco de 32%. Para latão fundido, a letra “Z” é colocada antes do código, como ZH62. Por exemplo, Zcuzn38 indica latão fundido com teor de zinco de 38% e o restante sendo cobre. H90 e H80 são monofásicos e amarelos dourados, por isso são chamados coletivamente de ouro e são chamados de chapeamento, decorações, medalhas, etc. H68 e H59 são latão duplex, amplamente utilizados em peças estruturais elétricas, como parafusos , porcas, arruelas, molas, etc. Em geral, o latão monofásico é usado para processamento de deformação a frio e o latão duplex é usado para processamento de deformação a quente.
(2) Latão especial: Uma liga multielementar composta por outros elementos de liga adicionados ao latão comum é chamada de latão. Os elementos comumente adicionados incluem chumbo, estanho, alumínio, etc., que podem ser chamados de latão de chumbo, latão de estanho e latão de alumínio. O objetivo de adicionar elementos de liga. Principalmente para melhorar a resistência à tração e a processabilidade. Código: “H + símbolo do principal elemento adicionado (exceto zinco) + fração mássica de cobre + fração mássica do elemento principal adicionado + fração mássica de outros elementos”. Por exemplo, HPb59-1 significa latão de chumbo com uma fração de massa de 59% de cobre, uma fração de massa de 1% de chumbo como principal elemento adicionado e o restante é zinco.
2. Bronze: Exceto latão e níquel prata, outras ligas de cobre são chamadas coletivamente de bronze. O bronze pode ser dividido em bronze de estanho e bronze especial (ou seja, bronze sem estanho). Código: O método de representação é composto por “Q + símbolo e fração de massa do elemento principal adicionado + fração de massa dos demais elementos”. Os produtos fundidos são precedidos de "Z", como: Qal7 significa bronze de alumínio com 7% de alumínio e o restante de cobre. ZQsn10-1 significa bronze de estanho fundido com teor de estanho de 10%, outros elementos de liga de 1% e o restante cobre.
(1) Bronze de estanho: uma liga de cobre-estanho com estanho como principal elemento adicionado, também conhecida como bronze de estanho.
Quando o teor de estanho é inferior a 5~6%, o estanho se dissolve no cobre para formar uma solução sólida e a plasticidade aumenta. Quando o teor de estanho é superior a 5~6%, devido ao aparecimento da solução sólida à base de Cu31sb8-, a resistência à tração diminui, de modo que o teor de estanho do bronze de estanho fica principalmente entre 3~14%. Quando o teor de estanho é inferior a 5%, é adequado para processamento de deformação a frio, e quando o teor de estanho é de 5 a 7%, é adequado para processamento de deformação a quente. Quando o teor de estanho é superior a 10%, é adequado para fundição. Como os potenciais do eletrodo a e & são semelhantes, e o estanho na composição forma um filme denso de dióxido de estanho após a nitretação, a resistência à corrosão na atmosfera e na água do mar aumenta, mas a resistência ao ácido é fraca. Como a faixa de temperatura de cristalização do bronze de estanho é ampla, a fluidez é fraca, não é fácil formar cavidades de contração concentradas, mas é fácil formar segregação dendrítica e cavidades de contração dispersas, e a taxa de contração de fundição é pequena, o que é propício para obter peças fundidas com tamanhos muito próximos do molde de fundição, sendo adequado para moldar formas complexas. A condição de parede espessa não é adequada para fundição que exija alta densidade e boa vedação. O bronze de estanho tem boa resistência antifricção, antimagnética e a baixas temperaturas. O bronze de estanho pode ser dividido em duas categorias de acordo com o método de produção: bronze de estanho processado sob pressão e bronze de estanho fundido.
A. Bronze de estanho processado sob pressão: O teor de estanho é geralmente inferior a 8% e é adequado para processamento sob pressão a frio e a quente em placas, tiras, hastes, tubos e outros perfis. Após o endurecimento, sua resistência à tração e dureza aumentam, enquanto sua plasticidade diminui. Após o recozimento, pode manter alta resistência à tração enquanto melhora a plasticidade, obtendo principalmente um alto limite elástico. É adequado para instrumentos que requerem peças resistentes à corrosão e ao desgaste, peças elásticas, peças antimagnéticas e rolamentos e luvas deslizantes em máquinas. Os comumente usados são Qsn4-3 Qsn6.5~0.1.
B. Bronze de estanho fundido: É fornecido em lingotes e fundido em peças fundidas pela fundição. É adequado para fundir peças fundidas com formas complexas, mas com requisitos de baixa densidade, como rolamentos deslizantes, engrenagens, etc. Os comumente usados são ZQsn10-1 ZQsn6-6-3.
(2) Bronze especial: outros elementos são adicionados para substituir o estanho, ou é bronze sem estanho. A maioria dos bronzes especiais tem propriedades mecânicas, resistência ao desgaste e resistência à corrosão mais altas do que o bronze de estanho. Os comumente usados incluem bronze de alumínio (QAL7 QAL5) e bronze de chumbo (ZQPB30). As ligas à base de cobre com níquel como principal elemento adicionado são brancas prateadas e são chamadas de cobre branco. O teor de níquel é geralmente 10%, 15% e 20%. Quanto maior o conteúdo, mais branca é a cor. As ligas binárias de cobre-níquel são chamadas de cobre branco comum. As ligas de cobre-níquel com manganês, ferro, zinco e alumínio são chamadas de cobre branco complexo. O cobre puro mais o níquel podem melhorar significativamente a resistência, a resistência à corrosão, a resistência elétrica e as propriedades termoelétricas. O cobre branco industrial é dividido em cobre branco estrutural e cobre branco elétrico de acordo com diferentes características de desempenho e usos, que atendem a diversas resistências à corrosão e propriedades elétricas e térmicas especiais, respectivamente.
Graus típicos, composição química (%) (fração de massa): Sn (estanho), Al (alumínio), Fe (ferro), Pb (chumbo), Sb (antimônio), Bi (bismuto), Si (silício), P ( fósforo), Cu, impurezas totais.
