Χαρακτηριστικά χαλκού
Ο ορείχαλκος είναι ένα κράμα χαλκού και ψευδαργύρου
Ο λευκός χαλκός είναι ένα κράμα χαλκού και νικελίου
Ο μπρούτζος είναι ένα κράμα χαλκού και στοιχείων εκτός από ψευδάργυρο και νικέλιο, κυρίως μπρούτζο από κασσίτερο, μπρούτζο αλουμινίου κ.λπ.
Ο κόκκινος χαλκός είναι χαλκός με υψηλή περιεκτικότητα σε χαλκό και η συνολική περιεκτικότητα σε άλλες ακαθαρσίες είναι μικρότερη από 1%.
Ο κόκκινος χαλκός είναι καθαρός χαλκός, γνωστός και ως κόκκινος χαλκός. Η πυκνότητα του καθαρού χαλκού είναι 8,96 και το σημείο τήξης είναι 1083 βαθμοί. Έχει καλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα, εξαιρετική πλαστικότητα και είναι εύκολο να επεξεργαστεί με θερμή και ψυχρή πίεση. Χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή συρμάτων, καλωδίων, βουρτσών, ειδικού χαλκού ηλεκτροεγχάραξης για ηλεκτρικούς σπινθήρες και άλλων προϊόντων που απαιτούν καλή αγωγιμότητα.
Ονομάζεται λόγω του μωβ-κόκκινου χρώματός του. Δεν είναι απαραίτητα καθαρός χαλκός. Μερικές φορές προστίθεται μια μικρή ποσότητα αποοξειδωτικών στοιχείων ή άλλων στοιχείων για τη βελτίωση του υλικού και της απόδοσης, επομένως ταξινομείται επίσης ως κράμα χαλκού. Σύμφωνα με τη σύνθεση, τα κινεζικά υλικά επεξεργασίας χαλκού μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις κατηγορίες: συνηθισμένος χαλκός (T1, T2, T3, T4), χαλκός χωρίς οξυγόνο (TU1, TU2 και υψηλής καθαρότητας, χωρίς οξυγόνο σε κενό χαλκό), αποοξειδωμένος χαλκός (TUP, TUMn), και ειδικός χαλκός με μικρή ποσότητα στοιχείων κράματος (αρσενικός χαλκός, χαλκός τελλουρίου, χαλκός αργύρου).
Η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η θερμική αγωγιμότητα του χαλκού είναι δεύτερες μόνο μετά το ασήμι και χρησιμοποιείται ευρέως για την κατασκευή αγώγιμου και θερμοαγώγιμου εξοπλισμού. Ο χαλκός έχει καλή αντοχή στη διάβρωση στην ατμόσφαιρα, το θαλασσινό νερό, ορισμένα μη οξειδωτικά οξέα (υδροχλωρικό οξύ, αραιό θειικό οξύ), αλκάλια, διαλύματα αλάτων και διάφορα οργανικά οξέα (οξικό οξύ, κιτρικό οξύ) και χρησιμοποιείται στη χημική βιομηχανία. Επιπλέον, ο χαλκός έχει καλή συγκολλησιμότητα και μπορεί να μεταποιηθεί σε διάφορα ημικατεργασμένα και τελικά προϊόντα μέσω ψυχρής και θερμής επεξεργασίας πλαστικού. Στη δεκαετία του 1970, η παραγωγή χαλκού ξεπέρασε τη συνολική παραγωγή άλλων τύπων κραμάτων χαλκού.
Οι ίχνη ακαθαρσιών στον χαλκό έχουν σοβαρό αντίκτυπο στην ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα του χαλκού. Μεταξύ αυτών, το τιτάνιο, ο φώσφορος, ο σίδηρος, το πυρίτιο κ.λπ. μειώνουν σημαντικά την ηλεκτρική αγωγιμότητα, ενώ το κάδμιο, ο ψευδάργυρος κ.λπ. έχουν μικρή επίδραση. Το οξυγόνο, το θείο, το σελήνιο, το τελλούριο κ.λπ. έχουν πολύ χαμηλή στερεή διαλυτότητα στον χαλκό και μπορούν να σχηματίσουν εύθραυστες ενώσεις με τον χαλκό. Έχουν μικρή επίδραση στην αγωγιμότητα, αλλά μπορούν να μειώσουν την πλαστικότητα της επεξεργασίας. Όταν ο συνηθισμένος χαλκός θερμαίνεται σε μια αναγωγική ατμόσφαιρα που περιέχει υδρογόνο ή μονοξείδιο του άνθρακα, το υδρογόνο ή το μονοξείδιο του άνθρακα αντιδρά εύκολα με το οξείδιο του χαλκού (Cu2O) στο όριο των κόκκων για να παράγει υδρατμούς υψηλής πίεσης ή αέριο διοξείδιο του άνθρακα, που μπορεί να προκαλέσει ρωγμές χαλκού. Αυτό το φαινόμενο αποκαλείται συχνά «υδρογονοπάθεια» του χαλκού. Το οξυγόνο είναι επιβλαβές για τη συγκολλησιμότητα του χαλκού. Το βισμούθιο ή ο μόλυβδος σχηματίζει ευτηκτικό χαμηλού σημείου τήξης με χαλκό, καθιστώντας τον χαλκό ζεστό και εύθραυστο. και όταν το εύθραυστο βισμούθιο κατανέμεται με τη μορφή λεπτής μεμβράνης στο όριο των κόκκων, κάνει τον χαλκό κρύο και εύθραυστο. Ο φώσφορος μπορεί να μειώσει σημαντικά την αγωγιμότητα του χαλκού, αλλά μπορεί να αυξήσει τη ρευστότητα του υγρού χαλκού και να βελτιώσει τη συγκολλησιμότητα. Οι κατάλληλες ποσότητες μολύβδου, τελλουρίου, θείου κ.λπ. μπορούν να βελτιώσουν τη μηχανική ικανότητα.
Ορείχαλκος: Τα κράματα χαλκού με κύριο πρόσθετο στοιχείο τον ψευδάργυρο έχουν όμορφο κίτρινο χρώμα και ονομάζονται συλλογικά ορείχαλκος. Τα δυαδικά κράματα χαλκού-ψευδαργύρου ονομάζονται συνηθισμένος ορείχαλκος ή απλός ορείχαλκος. Οι ορείχαλκοι με περισσότερα από τρία στοιχεία ονομάζονται ειδικός ορείχαλκος ή σύνθετος ορείχαλκος. Τα κράματα ορείχαλκου με περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο μικρότερη από 36% αποτελούνται από στερεά διαλύματα και έχουν καλές ιδιότητες ψυχρής επεξεργασίας. Για παράδειγμα, ο ορείχαλκος με περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο 30% χρησιμοποιείται συχνά για την κατασκευή φυσιγγίων, κοινώς γνωστών ως ορείχαλκος φυσιγγίων ή ορείχαλκος 73. Τα κράματα ορείχαλκου με περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο μεταξύ 36% και 42% αποτελούνται από στερεά διαλύματα, από τα οποία 64 ορείχαλκος με περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο 40% είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος. Προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση του συνηθισμένου ορείχαλκου, συχνά προστίθενται άλλα στοιχεία όπως αλουμίνιο, νικέλιο, μαγγάνιο, κασσίτερος, πυρίτιο και μόλυβδος. Το αλουμίνιο μπορεί να βελτιώσει την αντοχή, τη σκληρότητα και την αντίσταση στη διάβρωση του ορείχαλκου, αλλά μειώνει την πλαστικότητά του, καθιστώντας το κατάλληλο για θαλάσσιους συμπυκνωτές και άλλα ανθεκτικά στη διάβρωση μέρη. Ο κασσίτερος μπορεί να βελτιώσει την αντοχή και την αντίσταση στη διάβρωση του ορείχαλκου στο θαλασσινό νερό, γι 'αυτό ονομάζεται ναυτικό ορείχαλκο, το οποίο χρησιμοποιείται για θερμικό εξοπλισμό πλοίων και έλικες. Ο μόλυβδος μπορεί να βελτιώσει την απόδοση κοπής του ορείχαλκου. αυτός ο ορείχαλκος που κόβεται εύκολα χρησιμοποιείται συχνά ως ανταλλακτικά ρολογιών. Τα χυτά ορείχαλκα χρησιμοποιούνται συχνά για την κατασκευή βαλβίδων και εξαρτημάτων σωλήνων.
Χάλκινος: Αρχικά αναφέρεται σε κράματα χαλκού-κασσιτέρου. Αργότερα, τα κράματα χαλκού εκτός από ορείχαλκο και νικέλιο ασήμι ονομάστηκαν μπρούτζος και το όνομα του πρώτου κύριου στοιχείου προστέθηκε συχνά πριν από το όνομα του μπρούτζου. Ο μπρούτζος κασσίτερος έχει καλή απόδοση χύτευσης, απόδοση κατά της τριβής και μηχανικές ιδιότητες και είναι κατάλληλος για την κατασκευή ρουλεμάν, ατέρμονων γραναζιών, γραναζιών κ.λπ. Ο μόλυβδος μπρούντζος είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο υλικό ρουλεμάν για σύγχρονους κινητήρες και μύλους. Ο μπρούντζος αλουμινίου έχει υψηλή αντοχή, καλή αντοχή στη φθορά και αντοχή στη διάβρωση, και χρησιμοποιείται για τη χύτευση γραναζιών υψηλού φορτίου, δακτυλίους, θαλάσσιους έλικες κ.λπ. και στοιχεία ηλεκτρικής επαφής. Ο μπρούτζος βηρυλλίου χρησιμοποιείται επίσης για την κατασκευή εργαλείων χωρίς σπινθήρες που χρησιμοποιούνται σε ανθρακωρυχεία, αποθήκες πετρελαίου κ.λπ.
Νικέλιο ασήμι: ένα κράμα χαλκού με το νικέλιο ως το κύριο πρόσθετο στοιχείο. Το δυαδικό κράμα χαλκού-νικελίου ονομάζεται συνηθισμένο ασήμι νικελίου. Τα κράματα αργύρου νικελίου με μαγγάνιο, σίδηρο, ψευδάργυρο, αλουμίνιο και άλλα στοιχεία ονομάζονται σύνθετο άργυρο νικελίου. Το βιομηχανικό νικέλιο ασήμι χωρίζεται σε δύο κατηγορίες: το δομικό νικέλιο ασήμι και το ηλεκτρικό νικέλιο ασήμι. Το δομικό ασήμι νικελίου χαρακτηρίζεται από καλές μηχανικές ιδιότητες και αντοχή στη διάβρωση και όμορφο χρώμα. Αυτός ο τύπος αργύρου νικελίου χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή μηχανημάτων ακριβείας, χημικών μηχανημάτων και εξαρτημάτων πλοίων. Το ηλεκτρικό ασήμι νικελίου έχει γενικά καλές θερμοηλεκτρικές ιδιότητες.
Ο χαλκός μαγγανίου, η κονταντάνη και το κορούνδιο είναι χαλκός μαγγανίου με διαφορετική περιεκτικότητα σε μαγγάνιο. Είναι υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ηλεκτρικών οργάνων ακριβείας, ρεοστάτες, αντιστάσεις ακριβείας, μετρητές καταπόνησης, θερμοστοιχεία κ.λπ.
1. Ορείχαλκος
(1) Συνηθισμένος ορείχαλκος: Είναι ένα κράμα που αποτελείται από χαλκό και ψευδάργυρο. Όταν η περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο είναι μικρότερη από 39%, ο ψευδάργυρος μπορεί να διαλυθεί στον χαλκό για να σχηματίσει μια ενιαία φάση α, που ονομάζεται μονοφασικός ορείχαλκος, ο οποίος έχει καλή πλαστικότητα και είναι κατάλληλος για επεξεργασία με θερμή και κρύα πίεση. Όταν η περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο είναι μεγαλύτερη από 39%, υπάρχει μια μονή φάση α και ένα στερεό διάλυμα β με βάση τον χαλκό ψευδάργυρο, που ονομάζεται ορείχαλκος διπλής φάσης. Το b κάνει την πλαστικότητα μικρή και η αντοχή σε εφελκυσμό αυξάνεται, η οποία είναι κατάλληλη μόνο για επεξεργασία με θερμή πίεση. Εάν το κλάσμα μάζας του ψευδαργύρου συνεχίσει να αυξάνεται, η αντοχή σε εφελκυσμό μειώνεται και δεν έχει αξία χρήσης. Ο κωδικός αντιπροσωπεύεται από το "H + αριθμός", το H αντιπροσωπεύει ορείχαλκο και ο αριθμός αντιπροσωπεύει το κλάσμα μάζας του χαλκού. Για παράδειγμα, το H68 υποδηλώνει ορείχαλκο με περιεκτικότητα σε χαλκό 68% και περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο 32%. Για χυτό ορείχαλκο, το γράμμα "Z" τοποθετείται πριν από τον κωδικό, όπως το ZH62. Για παράδειγμα, το Zcuzn38 υποδεικνύει χυτό ορείχαλκο με περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο 38% και το υπόλοιπο είναι χαλκός. Τα H90 και H80 είναι μονοφασικά και χρυσοκίτρινα, επομένως αναφέρονται συλλογικά ως χρυσά και ονομάζονται επιμετάλλωση, διακοσμήσεις, μετάλλια κ.λπ. , παξιμάδια, ροδέλες, ελατήρια κ.λπ. Γενικά, ο μονοφασικός ορείχαλκος χρησιμοποιείται για επεξεργασία ψυχρής παραμόρφωσης και ο διπλός ορείχαλκος χρησιμοποιείται για την επεξεργασία θερμής παραμόρφωσης.
(2) Ειδικός ορείχαλκος: Ένα κράμα πολλαπλών στοιχείων που αποτελείται από άλλα στοιχεία κράματος που προστίθενται στον συνηθισμένο ορείχαλκο ονομάζεται ορείχαλκος. Τα κοινά προστιθέμενα στοιχεία περιλαμβάνουν μόλυβδο, κασσίτερο, αλουμίνιο, κ.λπ., τα οποία μπορούν να ονομαστούν μόλυβδος ορείχαλκος, ορείχαλκος κασσίτερος και ορείχαλκος αλουμινίου ανάλογα. Ο σκοπός της προσθήκης στοιχείων κράματος. Κυρίως για τη βελτίωση της αντοχής σε εφελκυσμό και της δυνατότητας επεξεργασίας. Κωδικός: "H + σύμβολο του κύριου προστιθέμενου στοιχείου (εκτός από ψευδάργυρο) + κλάσμα μάζας χαλκού + κλάσμα μάζας του κύριου προστιθέμενου στοιχείου + κλάσμα μάζας άλλων στοιχείων". Για παράδειγμα, HPb59-1 σημαίνει μόλυβδο ορείχαλκο με κλάσμα μάζας 59% χαλκό, κλάσμα μάζας 1% μόλυβδο ως κύριο προστιθέμενο στοιχείο και το υπόλοιπο είναι ψευδάργυρος.
2. Χάλκινος: Εκτός από τον ορείχαλκο και το νικέλιο ασήμι, άλλα κράματα χαλκού ονομάζονται συλλογικά μπρούτζος. Ο μπρούτζος μπορεί να χωριστεί σε μπρούτζο από κασσίτερο και σε ειδικό μπρούτζο (δηλαδή μπρούτζο χωρίς κασσίτερο). Κωδικός: Η μέθοδος αναπαράστασης αποτελείται από "Q + σύμβολο και κλάσμα μάζας του κύριου προστιθέμενου στοιχείου + κλάσμα μάζας άλλων στοιχείων". Τα προϊόντα χύτευσης προηγούνται του "Ζ", όπως: Qal7 σημαίνει αλουμίνιο μπρούτζος με 7% αλουμίνιο και το υπόλοιπο χαλκό. ZQsn10-1 σημαίνει χυτός κασσίτερος μπρούτζος με περιεκτικότητα σε κασσίτερο 10%, άλλα στοιχεία κράματος 1%, και το υπόλοιπο χαλκό.
(1) Χάλκινος κασσίτερος: κράμα χαλκού-κασσιτέρου με κύριο πρόσθετο στοιχείο τον κασσίτερο, γνωστό και ως μπρούτζος κασσίτερος.
Όταν η περιεκτικότητα σε κασσίτερο είναι μικρότερη από 5~6%, ο κασσίτερος διαλύεται στον χαλκό για να σχηματίσει ένα στερεό διάλυμα και η πλαστικότητα αυξάνεται. Όταν η περιεκτικότητα σε κασσίτερο είναι μεγαλύτερη από 5~6%, λόγω της εμφάνισης στερεού διαλύματος με βάση το Cu31sb8-, η αντοχή σε εφελκυσμό μειώνεται, επομένως η περιεκτικότητα σε κασσίτερο του μπρούτζου κασσίτερου είναι ως επί το πλείστον μεταξύ 3~14%. Όταν η περιεκτικότητα σε κασσίτερο είναι μικρότερη από 5%, είναι κατάλληλη για επεξεργασία ψυχρής παραμόρφωσης και όταν η περιεκτικότητα σε κασσίτερο είναι 5~7%, είναι κατάλληλη για επεξεργασία θερμής παραμόρφωσης. Όταν η περιεκτικότητα σε κασσίτερο είναι μεγαλύτερη από 10%, είναι κατάλληλη για χύτευση. Δεδομένου ότι τα δυναμικά α και & ηλεκτροδίου είναι παρόμοια και ο κασσίτερος στη σύνθεση σχηματίζει ένα πυκνό φιλμ διοξειδίου του κασσιτέρου μετά τη νιτρίωση, η αντίσταση στη διάβρωση στην ατμόσφαιρα και το θαλασσινό νερό αυξάνεται, αλλά η αντίσταση στα οξέα είναι φτωχή. Επειδή το εύρος θερμοκρασίας κρυστάλλωσης του μπρούντζου κασσίτερου είναι ευρύ, η ρευστότητα είναι φτωχή, δεν είναι εύκολο να σχηματιστούν συμπυκνωμένες κοιλότητες συρρίκνωσης, αλλά είναι εύκολο να σχηματιστούν κοιλότητες διαχωρισμού δενδριτών και διάσπαρτες κοιλότητες συρρίκνωσης και ο ρυθμός συρρίκνωσης χύτευσης είναι μικρός, γεγονός που ευνοεί για τη λήψη χυτών με μεγέθη πολύ κοντά στο καλούπι χύτευσης, επομένως είναι κατάλληλο για χύτευση σύνθετων σχημάτων. Η κατάσταση του χοντρού τοίχου δεν είναι κατάλληλη για χύτευση χυτών που απαιτούν υψηλή πυκνότητα και καλή στεγανοποίηση. Ο μπρούτζος κασσίτερος έχει καλή σκληρότητα κατά της τριβής, αντιμαγνητικής και χαμηλής θερμοκρασίας. Ο κασσίτερος μπρούντζος μπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες ανάλογα με τη μέθοδο παραγωγής: μπρούντζος κασσίτερος επεξεργασμένος υπό πίεση και μπρούτζος χυτός κασσίτερος.
Α. Χάλκινος κασσίτερος επεξεργασμένος υπό πίεση: Η περιεκτικότητα σε κασσίτερο είναι γενικά μικρότερη από 8% και είναι κατάλληλος για επεξεργασία με ψυχρή και θερμή πίεση σε πλάκες, ταινίες, ράβδους, σωλήνες και άλλα προφίλ. Μετά τη σκλήρυνση αυξάνεται η αντοχή σε εφελκυσμό και η σκληρότητά του, ενώ μειώνεται η πλαστικότητά του. Μετά την ανόπτηση, μπορεί να διατηρήσει υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό βελτιώνοντας παράλληλα την πλαστικότητα, ειδικά λαμβάνοντας ένα υψηλό όριο ελαστικότητας. Είναι κατάλληλο για όργανα που απαιτούν εξαρτήματα ανθεκτικά στη διάβρωση και αντοχή στη φθορά, ελαστικά μέρη, αντιμαγνητικά μέρη και συρόμενα ρουλεμάν και μανίκια σε μηχανές. Αυτά που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι τα Qsn4-3 Qsn6.5~0.1.
Β. Χυτός κασσίτερος μπρούτζος: Προμηθεύεται ως πλινθώματα και χυτεύεται σε χυτά από το χυτήριο. Είναι κατάλληλο για χύτευση χυτών με πολύπλοκα σχήματα αλλά απαιτήσεις χαμηλής πυκνότητας, όπως ρουλεμάν ολίσθησης, γρανάζια κ.λπ. Συνήθως χρησιμοποιούμενα είναι τα ZQsn10-1 ZQsn6-6-3.
(2) Ειδικός μπρούτζος: προστίθενται άλλα στοιχεία για να αντικαταστήσουν τον κασσίτερο ή είναι μπρούτζος χωρίς κασσίτερο. Οι περισσότεροι ειδικοί μπρούτζοι έχουν υψηλότερες μηχανικές ιδιότητες, αντοχή στη φθορά και αντοχή στη διάβρωση από τον κασσίτερο μπρούτζο. Τα κοινά χρησιμοποιούμενα περιλαμβάνουν αλουμίνιο μπρούτζο (QAL7 QAL5) και μόλυβδο μπρούτζο (ZQPB30). Τα κράματα με βάση το χαλκό με κύριο προστιθέμενο στοιχείο το νικέλιο είναι ασημί λευκό και ονομάζονται λευκός χαλκός. Η περιεκτικότητα σε νικέλιο είναι συνήθως 10%, 15% και 20%. Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα, τόσο πιο λευκό είναι το χρώμα. Τα δυαδικά κράματα χαλκού-νικελίου ονομάζονται συνηθισμένος λευκός χαλκός. Τα κράματα χαλκού-νικελίου με μαγγάνιο, σίδηρο, ψευδάργυρο και αλουμίνιο ονομάζονται σύνθετος λευκός χαλκός. Ο καθαρός χαλκός και το νικέλιο μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την αντοχή, την αντίσταση στη διάβρωση, την ηλεκτρική αντίσταση και τις θερμοηλεκτρικές ιδιότητες. Ο βιομηχανικός λευκός χαλκός χωρίζεται σε δομικό λευκό χαλκό και ηλεκτρικό λευκό χαλκό σύμφωνα με διαφορετικά χαρακτηριστικά απόδοσης και χρήσεις, που πληρούν διάφορες αντιδιαβρωτικές και ειδικές ηλεκτρικές και θερμικές ιδιότητες αντίστοιχα.
Τυπικές ποιότητες, χημική σύνθεση (%) (κλάσμα μάζας): Sn (κασσίτερος), Al (αλουμίνιο), Fe (σίδηρος), Pb (μόλυβδος), Sb (αντιμόνιο), Bi (βισμούθιο), Si (πυρίτιο), P ( φώσφορος), Cu, ολικές προσμίξεις.
