Obavezno za početnike u industriji bakra ~Najobuhvatnija definicija, klasifikacija i upotreba bakra u istoriji
Uvod: Bakar ljudi koriste u obliku širokog spektra metala, legura i jedinjenja. Također je duboko prodro u sve aspekte proizvodnje i života, postajući nezamjenjiv i važan metal za čovječanstvo za brzi razvoj u 21. vijeku.
Definicija bakra
Bakar je hemijski element sa hemijskim simbolom Cu i atomskim brojem 29. To je prelazni metal. Najčešća upotreba bakra je za pravljenje žica. Obično su žice koje se sada koriste napravljene od čistog bakra. To je zato što su njegova električna i toplinska provodljivost na drugom mjestu nakon srebra, ali je mnogo jeftinije od srebra.
Uobičajena klasifikacija
Mnogi ljudi misle da postoji samo jedna vrsta bakra. To je jedini. Ali u stvari, postoje i druge različite vrste bakra. Na primjer, legura bakra; mesing je legura koja se sastoji od bakra i cinka; bijeli bakar je legura bakra i nikla; bronza je legura formirana od bakra i drugih elemenata osim cinka i nikla, uglavnom kalajne bronce, aluminijumske bronce, itd.; crveni bakar je bakar sa visokim sadržajem bakra, a ukupan sadržaj ostalih primesa je manji od 1%.
Klasifikacija materijala za obradu bakra: bakar sulfat, bakar hlorid, bakarne šipke, bakarne šipke, bakreni ingoti, bakrene ploče, bakarne žice, legure bakra, sirovi bakar, bakrene trake, bakreni oksid, bakrena folija, bakrene cevi, bakarna folija, bakreno blato , bakreni odljevci, elektrolitski bakar i drugi bakarni materijali od legura bakra.
Bakarni materijali napravljeni od čistog bakra ili legura bakra u različitim oblicima, uključujući šipke, žice, ploče, trake, šipke, cijevi, folije, itd., zajednički se nazivaju bakrenim materijalima. Bakarni materijali se obrađuju valjanjem, istiskivanjem i izvlačenjem. Bakarne ploče i šipke su toplo valjane i hladno valjane; trake i folije su hladno valjane; cijevi i šipke dijele se na ekstrudirane proizvode i vučene proizvode; žice su sve vučeni proizvodi.
1
Čisti bakar
Čisti bakar je ružičastocrven metal, koji postaje ljubičast nakon što se na površini formira film bakrenog oksida. Stoga se industrijski čisti bakar često naziva crveni bakar ili elektrolitički bakar. Gustina je 8~9g/cm3, a tačka topljenja je 1083 stepena. Čisti bakar ima dobru električnu provodljivost i široko se koristi u proizvodnji žica, kablova, četkica, itd.; ima dobru toplotnu provodljivost i često se koristi za proizvodnju magnetnih instrumenata i brojila koji moraju biti zaštićeni od magnetnih smetnji, kao što su kompasi, vazduhoplovni instrumenti itd.; Ima odličnu plastičnost i lako se vruće presuje i hladi, a može se izrađivati u cijevi, šipke, žice, trake, trake, ploče, folije i druge bakrene materijale. Proizvodi od čistog bakra su topljeni proizvodi i prerađeni proizvodi.
Kineski materijali za obradu bakra mogu se podijeliti u četiri kategorije prema svom sastavu: obični bakar (T1, T2, T3, T4), bakar bez kisika (TU1, TU2 i bakar visoke čistoće, vakuum bez kisika), deoksidirani bakar ( TUP, TUMn), i specijalni bakar sa malom količinom legiranih elemenata (arsen bakar, telur bakar, srebrni bakar).
Električna provodljivost i toplotna provodljivost čistog bakra su na drugom mestu posle srebra, a široko se koristi za izradu provodljive i toplotno provodljive opreme. Bakar ima dobru otpornost na koroziju u atmosferi, morskoj vodi, određenim neoksidirajućim kiselinama (hlorovodonična kiselina, razrijeđena sumporna kiselina), lužinama, otopinama soli i raznim organskim kiselinama (octena kiselina, limunska kiselina), a koristi se u kemijskoj industriji. Osim toga, bakar ima dobru zavarljivost i može se prerađivati u različite poluproizvode i gotove proizvode hladnom i toplom obradom plastike. Sedamdesetih godina prošlog veka proizvodnja bakra je premašila ukupnu proizvodnju drugih vrsta bakarnih legura.
Nečistoće u tragovima u čistom bakru imaju ozbiljan uticaj na električnu i toplotnu provodljivost bakra. Među njima, titanijum, fosfor, gvožđe, silicijum itd. značajno smanjuju električnu provodljivost, dok kadmijum, cink itd. imaju mali efekat. Kiseonik, sumpor, selen, telur, itd. imaju vrlo nisku rastvorljivost čvrste supstance u bakru i mogu da formiraju krhka jedinjenja sa bakrom, što ima mali uticaj na provodljivost, ali može smanjiti plastičnost obrade. Kada se obični bakar zagrije u redukcijskoj atmosferi koja sadrži vodik ili ugljični monoksid, vodik ili ugljični monoksid lako reagiraju s bakrovim oksidom (Cu2O) na granici zrna i stvaraju vodenu paru pod visokim pritiskom ili plin ugljičnog dioksida, što može uzrokovati pucanje bakra. Ovaj fenomen se često naziva "vodikova bolest" bakra. Kiseonik je štetan za zavarljivost bakra. Bizmut ili olovo formiraju eutektiku niske tačke topljenja sa bakrom, čineći bakar vrućim i krhkim; a kada se krhki bizmut rasporedi u obliku tankog filma na granici zrna, čini bakar hladnim i krhkim. Fosfor može značajno smanjiti provodljivost bakra, ali može povećati fluidnost bakarne tekućine i poboljšati zavarljivost. Odgovarajuće količine olova, telura, sumpora itd. mogu poboljšati obradivost.
2
Brass
Mesing je legura bakra i cinka. Najjednostavniji mesing je binarna legura bakra i cinka, nazvana jednostavni mesing ili obični mesing. Promjenom sadržaja cinka u mesingu može se proizvesti mesing sa različitim mehaničkim svojstvima. Što je veći sadržaj cinka u mesingu, veća je njegova čvrstoća i manja plastičnost. Sadržaj cinka u mesingu koji se koristi u industriji ne prelazi 45%. Veći sadržaj cinka će uzrokovati lomljivost i pogoršati performanse legure. Mesing se može podeliti u dve kategorije: livenje i obrada pod pritiskom.
Mesing se deli na:
1) Obični mesing
To je legura koja se sastoji od bakra i cinka. Kada je sadržaj cinka manji od 39%, cink se može otopiti u bakru i formirati jednu fazu, nazvanu jednofazni mesing, sa dobrom plastičnošću i pogodnom za obradu toplim i hladnim pritiskom. Kada je sadržaj cinka veći od 39%, postoji jednofazna i čvrsta otopina na bazi bakra i cinka, koja se naziva dupleks mesing. b čini plastičnost malom i povećava vlačnu čvrstoću, što je pogodno samo za obradu vrućim pritiskom.
Šifra je predstavljena sa "H+broj", H predstavlja mesing, a broj predstavlja maseni udio bakra. Na primjer, H68 predstavlja mesing sa sadržajem bakra od 68% i sadržajem cinka od 32%; liveni mesing ima "Z" ispred koda, kao što je ZH62.
H90 i H80 su jednofazni i zlatno žuti, pa se zajednički nazivaju zlatnim, nazivaju se oplata, odlikovanja, medalje itd. H68 i H59 pripadaju dupleks mesingu, koji se široko koristi u električnim konstrukcijskim dijelovima, kao što su vijci, matice, podloške, opruge itd.
U principu, jednofazni mesing se koristi za obradu hladne deformacije, a dupleks mesing se koristi za obradu vruće deformacije.
2) Specijalni mesing
Legura sa više elemenata sastavljena od drugih legirajućih elemenata dodanih običnom mesingu naziva se mesing. Uobičajeno dodani elementi uključuju olovo, kalaj, aluminij, itd., koji se prema tome mogu nazvati olovni mesing, limeni mesing i aluminijumski mesing. Svrha dodavanja legirajućih elemenata. To je uglavnom za poboljšanje vlačne čvrstoće i obradivosti.
Šifra: "H + simbol glavnog dodanog elementa (osim cinka) + maseni udio bakra + maseni udio glavnog dodanog elementa + maseni udio ostalih elemenata".
Na primjer: HPb59-1 znači olovni mesing sa masenim udjelom od 59% bakra, masenim udjelom od 1% glavnog dodanog elementa olova, a ostatak je cink.
3
Bronza
Bronza je najranija legura korišćena u istoriji. Izvorno se odnosi na leguru bakra i kositra. Zbog svoje plavo-sive boje naziva se bronzanom. Kako bi se poboljšale performanse procesa i mehanička svojstva legure, većini bronza se dodaju i drugi legirajući elementi, kao što su olovo, cink, fosfor, itd. Budući da je kositar rijedak element, mnoge Wuxi bronce bez kalaja se još uvijek koriste u industriji. Oni ne samo da su jeftini, već imaju i potrebna posebna svojstva. Bronza je također podijeljena u dvije kategorije: obrada pod pritiskom i proizvodi za livenje.
Kod: Metoda predstavljanja se sastoji od "Q+simbol i maseni udio glavnog dodanog elementa+maseni udio ostalih elemenata". Za livene proizvode, "Z" se dodaje ispred šifre, kao što su: Qal7 predstavlja aluminijumsku broncu sa 5% aluminijuma i ostatak bakra; ZQsn10-1 predstavlja livenu kalajnu broncu sa 10% kalaja, 1% ostalih legirajućih elemenata, a ostatak bakra. Bronza se može podijeliti u dvije kategorije: limena bronza i posebna bronza (tj. Wuxi bronza).
(1) Legura bakra i kalaja sa kalajem kao glavnim dodanim elementom, takođe poznata kao kalajna bronza
Kada je sadržaj kalaja manji od 5~6%, kalaj se otapa u bakru i formira čvrstu otopinu, a plastičnost se povećava. Kada je sadržaj kalaja veći od 5~6%, zbog pojave čvrste otopine na bazi Cu31Sb8, vlačna čvrstoća opada. Stoga je sadržaj kalaja u kalaj bronzi uglavnom između 3~14%. Kada je sadržaj kalaja manji od 5%, pogodan je za obradu hladnom deformacijom, a kada je sadržaj kalaja 5~7%, pogodan je za obradu vrućom deformacijom. Kada je sadržaj kalaja veći od 10%, pogodan je za livenje.
Budući da je a blizu elektrodnog potencijala, a kalaj u sastavu formira gust film kalaj-dioksida nakon nitridacije, otpornost na koroziju na atmosferu i morsku vodu se povećava, ali je otpornost na kiseline slaba.
Budući da je raspon temperature kristalizacije kalajne bronce širok, fluidnost je slaba, nije lako formirati koncentrirane šupljine skupljanja, ali je lako formirati segregaciju dendrita i dispergirane šupljine skupljanja, a brzina skupljanja lijevanja je mala, što je pogodno za dobijanje odlivaka sa veličinama veoma bliskim kalupu za livenje. Stoga je pogodan za uslove livenja sa složenim oblicima i debelim zidovima, ali nije pogodan za livenje koji zahtevaju veliku gustinu i dobro zaptivanje. Limeni bronza ima dobro smanjenje trenja, antimagnetizam i žilavost na niskim temperaturama. Limena bronza se prema načinu proizvodnje može podijeliti u dvije kategorije: kalajna bronza obrađena pod pritiskom i livena kalajna bronza.
A. Tlakom obrađena kalajna bronza
Sadržaj kalaja je uglavnom manji od 8%, a pogodan je za hladnu i vruću obradu pod pritiskom u profile kao što su ploče, trake, šipke i cijevi. Nakon stvrdnjavanja raste njegova vlačna čvrstoća i tvrdoća, dok se njegova plastičnost smanjuje. Nakon žarenja, može održati visoku vlačnu čvrstoću uz poboljšanje plastičnosti, posebno postizanje visoke granice elastičnosti. Qsn4-3Qsn6.5~0.1 se obično koriste za dijelove otporne na koroziju i habanje, elastične dijelove, anti-magnetne dijelove i klizne ležajeve i rukave u mašinama.
B. Livena limena bronza
Isporučuje se u obliku ingota i lijeva se u odljevke u ljevaonici. Pogodan je za livenje odlivaka složenih oblika ali zahteva niske gustine, kao što su klizni ležajevi i zupčanici. Često korišteni su ZQsn10-1ZQsn6-6-3.
2) Specijalna bronza
Dodajte druge elemente za zamjenu kalaja, ili je bronza bez kalaja. Većina specijalnih bronza ima veća mehanička svojstva, otpornost na habanje i otpornost na koroziju od kalajne bronce. Najčešće korištene su aluminijska bronza (QAL7QAL5) i olovna bronza (ZQPB30).
Legura na bazi bakra sa niklom kao glavnim dodanim elementom je srebrno bijela i naziva se bijeli bakar. Sadržaj nikla je obično 10%, 15% i 20%. Što je veći sadržaj, to je bjelja boja. Binarna legura bakra i nikla naziva se obični bijeli bakar, a legura bakra i nikla sa manganom, željezom, cinkom i aluminijem naziva se složeni bijeli bakar. Čisti bakar plus nikl može značajno poboljšati čvrstoću, otpornost na koroziju, otpornost i termoelektrična svojstva. Industrijski bijeli bakar dijeli se na strukturni bijeli bakar i električni bijeli bakar prema svojim karakteristikama i upotrebi, koji ispunjavaju različitu otpornost na koroziju i posebna električna i toplinska svojstva.
4
Bijeli bakar
Legura na bazi bakra sa niklom kao glavnim dodanim elementom je srebrno bijela i naziva se bijeli bakar. Binarna legura bakra i nikla naziva se obični bijeli bakar, a legura bakra i nikla sa manganom, željezom, cinkom i aluminijem naziva se složeni bijeli bakar. Čisti bakar plus nikl može značajno poboljšati čvrstoću, otpornost na koroziju, otpornost i termoelektrična svojstva. Industrijski bijeli bakar dijeli se na strukturni bijeli bakar i električni bijeli bakar prema svojim karakteristikama i upotrebi, koji ispunjavaju različitu otpornost na koroziju i posebna električna i toplinska svojstva.
Metoda identifikacije
Bijeli bakar, mesing, crveni bakar (koji se naziva i "crveni bakar") i bronza (plavo-siva ili sivo-žuta) razlikuju se po boji. Među njima, bijeli bakar i mesing se vrlo lako razlikuju; crveni bakar je čisti bakar (nečistoće<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.
Bakar je najraniji metal koji su koristili ljudski preci. Ima mnoga izvrsna svojstva i divne funkcije, koje ne samo da su dale neizbrisiv doprinos napretku ljudskog društva; ali i kontinuirano razvijao nove upotrebe s razvojem ljudske civilizacije. Bakar je i drevni metal i moderan inženjerski materijal pun vitalnosti i snage. Danas su ljudska bića ušla u živopisno, visoko civilizirano društvo koje karakterizira elektrifikacija i elektronske informacije, što je otvorilo širu zemlju za primjenu bakra.
