skupiti! Najsveobuhvatnije znanje o industriji bakra u istoriji!
Uvod: Bakar ljudi koriste u obliku najrazličitijih metala, legura i jedinjenja, te je duboko prodro u sve aspekte proizvodnje i života, postavši nezaobilazan i važan metal za čovječanstvo za brzi razvoj u 21. stoljeću.
Definicija bakra
Bakar je hemijski element, njegov hemijski simbol je Cu, atomski broj mu je 29 i prelazni je metal. Najčešća upotreba bakra je u proizvodnji žica. Obično su žice koje se danas koriste napravljene od čistog bakra jer je njegova električna i toplinska provodljivost na drugom mjestu nakon srebra, ali je mnogo jeftinija od srebra.
Uobičajene kategorije
Mnogi ljudi misle da postoji samo jedna vrsta bakra. To je jedino. Ali zapravo 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 bakra i drugih elemenata osim cinka i nikla, uglavnom uključujući kalajnu broncu, aluminijsku broncu itd.; crveni bakar je bakar sa visokim sadržajem bakra, ukupan sadržaj ostalih nečistoća je manji od 1%.
Kategorije materijala za preradu bakra: bakar sulfat, bakar hlorid, bakarne šipke, bakarne šipke, bakarni ingoti, bakarne ploče, bakarne žice, legure bakra, debeli bakar, bakarne trake, bakar oksid, bakarna folija, bakarne cevi, bakarna folija, bakreno blato , Bakarni odljevci, elektrolitski bakar, ostali bakreni materijali od legura bakra.
Bakarni materijali se izrađuju od čistog bakra ili legura bakra u različite oblike uključujući šipke, žice, ploče, trake, trake, cijevi, folije itd. Prerada bakarnih materijala uključuje valjanje, ekstruziju i izvlačenje. Od bakarnih materijala, ploče i trake su toplo valjane i hladno valjane; trake i folije su hladno valjane; cijevi i šipke se dijele na ekstrudirani proizvodi i vučeni proizvodi; žičane šipke su svi 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/cm?, 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 toplo preša i hladno obrađuje. Može se izraditi u bakrene materijale kao što su bakarne cijevi, bakarne šipke, bakarne žice, bakarne šipke, bakarne trake, bakrene ploče i bakarne folije. Proizvodi od čistog bakra uključuju topljene proizvode i prerađene proizvode.
Kineski materijali za obradu crvenog bakra mogu se podijeliti na: obični crveni bakar (T1, T2, T3, T4), bakar bez kisika (TU1, TU2 i bakar visoke čistoće, vakuumski bakar bez kisika), deoksidirani bakar (TUP, TUMn) , dodavanjem male količine legure Postoje četiri vrste specijalnih bakarnih elemenata (arsen bakar, telur bakar i srebrni bakar).
Električna provodljivost i toplotna provodljivost čistog bakra su na drugom mestu posle srebra, a široko se koristi u izradi električne 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) i koristi se u kemijskoj industriji. Pored toga, crveni bakar ima dobru zavarljivost i može se prerađivati u različite poluproizvode i gotove proizvode hladnom i toplom obradom plastike. Sedamdesetih godina prošlog veka proizvodnja crvenog bakra premašila je ukupnu proizvodnju drugih vrsta legura bakra.
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. Čvrsta rastvorljivost kiseonika, sumpora, selena, telura itd. u bakru je veoma mala i može da formira 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, vodonik ili ugljični monoksid lako stupaju u interakciju s bakrovim oksidom (Cu2O) na granici zrna i stvaraju vodenu paru pod visokim pritiskom ili plin ugljični dioksid, što može uzrokovati bakar da pukne. Ovaj fenomen se često naziva "vodikova bolest" bakra. Kiseonik je štetan za zavarljivost bakra. Bizmut ili olovo formiraju eutektiku niske tačke topljenja s bakrom, uzrokujući da bakar postaje termički krt; a kada se krhki bizmut rasporedi u tankom filmu na granicama zrna, to uzrokuje da bakar postane hladno krt. 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 mesinga
Mesing je legura bakra i cinka. Najjednostavniji mesing je binarna legura bakra i cinka, koja se naziva jednostavnim mesingom ili obični mesing. Mesing sa različitim mehaničkim svojstvima može se dobiti promenom sadržaja cinka u mesingu. 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%. Svaki veći sadržaj cinka će uzrokovati lomljivost i pogoršati svojstva legure. Mesing se može podijeliti u dvije kategorije: livenje i proizvodi za obradu 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 jednofazni a, koji se naziva jednofazni mesing. Ima dobru plastičnost i pogodan je za obradu toplim i hladnim pritiskom. Kada je sadržaj cinka veći od 39%, postoji jednofazna i čvrsta otopina na bazi bakra i cinka b, koja se naziva dvofazni mesing. b smanjuje plastičnost i povećava vlačnu čvrstoću, te je pogodan samo za obradu vrućim pritiskom.
Kodno ime je predstavljeno sa "H + broj", H predstavlja mesing, a broj predstavlja maseni udio bakra. Na primjer, H68 znači 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, zlatno žuti, pa se zajednički nazivaju zlatnim i nazivaju se premazi, odlikovanja, medalje itd. H68 i H59 su dupleks mesing, koji se široko koristi u konstrukcijskim dijelovima električnih uređaja, kao što su vijci , matice, podloške, opruge itd.
Općenito, jednofazni mesing se koristi za obradu hladne deformacije, a dupleks mesing se koristi za obradu vruće deformacije.
2) Specijalni mesing
Višekomponentna legura nastala dodavanjem drugih legirajućih elemenata 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. Glavna svrha je povećanje vlačne čvrstoće i poboljšanje izrade.
Šifra: "H + simbol glavnog plus elementa (osim cinka) + maseni udio bakra + maseni udio glavnog plus elementa + maseni udio ostalih elemenata".
Na primjer: HPb59-1 znači da je maseni udio bakra 59%, maseni udio olova kao glavnog aditivnog elementa je 1%, a ostatak je cink.
3 bronze
Bronza je najranija legura korišćena u istoriji. Prvobitno se odnosio na leguru bakra i kositra. Naziva se bronzanim zbog svoje plavičasto-sive boje. Da bi se poboljšale performanse procesa i mehanička svojstva legure, većini bronze se dodaju i drugi legirajući elementi kao što su olovo, cink, fosfor itd. Budući da je kositar rijedak element, mnoge 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.
Šifra: Metoda predstavljanja je "Q + glavni plus simbol elementa i maseni udio + maseni udio ostalih elemenata". Za livene proizvode, riječ "Z" se dodaje prije koda. Na primjer: Qal7 znači aluminijska bronca koja sadrži 5% aluminija, a ostatak je bakar. ZQsn10-1 znači da je sadržaj kalaja 10%, ostali legirajući elementi su 1%, a balans je bakar livena kalajna bronza. Bronza se može podijeliti u dvije kategorije: limena bronza i specijalna bronza (tj. Wuxi bronza).
(1) To je legura bakra i kositra sastavljena od kalaja kao glavnog plus elementa, koja se naziva i 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%, vlačna čvrstoća opada zbog pojave čvrste otopine na bazi Cu31Sb8-, tako da je kalajna bronza Sadržaj kalaja uglavnom između 3 i 14%. Kada je sadržaj kalaja manji od 5%, pogodan je za obradu hladnom deformacijom. Kada je sadržaj kalaja 5 do 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 je nitriran kako bi se formirao gusti film kalaj-dioksida, otpornost na koroziju na atmosferu, morsku vodu itd. je povećana, ali je otpornost na kiseline slaba.
Budući da kalajna bronza ima širok raspon temperature kristalizacije i slabu fluidnost, nije lako formirati koncentrisane šupljine skupljanja, ali je sklona segregaciji dendrita i raspršenim šupljinama skupljanja. Skupljanje odlivaka je malo, što pogoduje dobijanju odlivaka sa dimenzijama veoma bliskim kalupu za livenje, pa je pogodan za livenje. Uslovi složenog oblika i velike debljine zida nisu pogodni za livenje odlivaka koji zahtevaju veliku gustinu i dobro zaptivanje. Limeni bronza ima dobra svojstva smanjenja trenja, antimagnetna svojstva i otpornost na niske temperature. Prema načinu proizvodnje, kalajna bronza se može podijeliti u dvije kategorije: kalajna bronza za obradu pod pritiskom i livena kalajna bronza.
A. Prerada kalajne bronce pod pritiskom
Sadržaj kalaja je uglavnom manji od 8% i treba ga prerađivati toplim i hladnim pritiskom u ploče, trake, šipke, cijevi i druge profile. Nakon radnog stvrdnjavanja raste njegova vlačna čvrstoća i tvrdoća, ali se smanjuje njegova plastičnost. Nakon ponovnog žarenja, plastičnost se može poboljšati uz održavanje visoke vlačne čvrstoće, posebno postizanje visoke granice elastičnosti. Za instrumente koji zahtijevaju dijelove otporne na koroziju i habanje, elastične dijelove, antimagnetne dijelove i klizne ležajeve i čahure u mašinama, Qsn4-3Qsn6.5~0.1 se obično koriste.
B. Livena limena bronza
Isporučuje se u obliku ingota i koristi se u radionicama za livenje. Pogodan je za livenje odlivaka složenih oblika ali zahteva niske gustine, kao što su klizni ležajevi, zupčanici, itd. Često se koriste ZQsn10-1ZQsn6-6-3.
2) Specijalna bronza
Dodajte druge elemente da zamijenite kalaj ili koristite broncu bez kalaja. Većina specijalnih bronza ima veća mehanička svojstva, otpornost na habanje i otpornost na koroziju od kalajne bronce. Najčešće korištene uključuju aluminijsku broncu (QAL7QAL5), olovnu bronzu (ZQPB30) itd.
Legure na bazi bakra s niklom kao glavnim dodanim elementom su srebrno bijele i nazivaju se bijelim bakrom. Sadržaj nikla je obično 10%, 15%, 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 elementima kao što su mangan, željezo, cink i aluminij naziva se složeni bijeli bakar. Dodavanje nikla čistom bakru može značajno poboljšati čvrstoću, otpornost na koroziju, otpornost i termoelektričnost. Prema različitim karakteristikama performansi i namjeni, industrijski bijeli bakar dijeli se na dvije vrste: strukturni bijeli bakar i električni bijeli bakar, koji ispunjavaju različitu otpornost na koroziju i posebna električna i toplinska svojstva.
4 bijeli bakar
Legure na bazi bakra s niklom kao glavnim dodanim elementom su srebrno bijele i nazivaju se bijelim bakrom. Binarna legura bakra i nikla naziva se obični bijeli bakar, a legura bakra i nikla sa elementima kao što su mangan, željezo, cink i aluminij naziva se složeni bijeli bakar. Dodavanje nikla čistom bakru može značajno poboljšati čvrstoću, otpornost na koroziju, otpornost i termoelektričnost. Prema različitim karakteristikama performansi i namjeni, industrijski bijeli bakar dijeli se na dvije vrste: strukturni bijeli bakar i električni bijeli bakar, koji ispunjavaju različitu otpornost na koroziju i posebna električna i toplinska svojstva.
Kako prepoznati
Bijeli bakar, mesing, crveni bakar (koji se naziva i "ljubičasti bakar") i bronza (plavo-siva ili sivo-žuta) razlikuju se po boji. Među njima je lako razlikovati bijeli bakar i mesing; crveni bakar je čisti bakar (nečistoće<1%), and bronze (other alloy components are about 5%) is slightly difficult to distinguish. When not oxidized, the color of red copper is brighter than that of bronze, while bronze is slightly cyan or yellowish and darker; after oxidation, red copper turns black, while bronze becomes turquoise (harmful oxidation of too much water) or chocolate color.
Bakar je najraniji metal koji su koristili ljudski preci. Ima mnoge odlične karakteristike i odlične funkcije. Ne samo da je dao neizbrisiv doprinos napretku ljudskog društva; takođe je kontinuirano razvijao nove upotrebe sa razvojem ljudske civilizacije. Bakar je i drevni metal i moderan inženjerski materijal pun vitalnosti. Danas je čovječanstvo ušlo u živopisno i visoko civilizirano društvo koje karakterizira elektrifikacija i elektronske informacije, što je otvorilo širu zemlju za primjenu bakra.
Zašto koristiti bakar i za koja svojstva se uglavnom koristi? Bakar ima odličnu električnu i toplotnu provodljivost, zauzima prvo mesto među svim inženjerskim metalnim materijalima. To je glavna osnova za njegovu ključnu ulogu u sadašnjoj elektrifikaciji i elektronskom informacionom društvu. Bakar takođe ima mnoga odlična sveobuhvatna svojstva: ima jaku otpornost na koroziju na atmosferu, morsku vodu, tlo i mnoge hemijske medije; koristi se u konstrukcijama koje imaju i krutost i mekoću, elastičnost, otpornost na trenje i otpornost na habanje; ima šareni izgled. Izgled je simbol jednostavnosti i elegancije koju ljudi vole. Pored gore navedenih brojnih upotrebnih svojstava, ima i niz dobrih procesnih svojstava kao što su obrada, lijevanje, zavarivanje i lako sečenje, što ga čini ekonomičnom i širokom upotrebom.
--Izgradnja kuća čini 48%: uključujući: sisteme cjevovoda (voda, toplota, gas, prskalice za požar, itd.); stambeni objekti (klima uređaji, frižideri, itd.); uređenje zgrada (krovovi, perionice, dekoracije, itd.); komunikacijske linije (zvuk, slika, podaci, itd.); sistem napajanja.
--Proizvodnja opreme čini 41%: uključujući: industrijsku opremu (motori, transformatori, itd.); transport (automobili, željeznice, avioni, itd.); elektronskih uređaja; proizvodi lake industrije (aparati za domaćinstvo, instrumenti, alati, itd.) - Osnovni objekti čine 11% %: Uključujući: velike projekte (transportni objekti, petrohemijska industrija, rudarska i metalurška industrija, itd.); elektroprivreda (prenos, distribucija i dr.); komunikaciona mreža.
Vrijedi napomenuti da je stambena izgradnja direktno povezana sa poboljšanjem nivoa proizvodnje ljudi, a bakar u ovom aspektu ima najveći udio; posebno u mojoj zemlji, stambena izgradnja je važna karika u podsticanju razvoja cjelokupne nacionalne ekonomije. Vidi se da aktivna promocija Primena bakra igra važnu ulogu u nacionalnoj ekonomiji i egzistenciji ljudi.
A. Primjena u elektroindustriji
※ Prenos snage
Za prijenos snage potrebna je velika količina bakra visoke provodljivosti, koji se uglavnom koristi u napajanju, kablovima, sabirnicama, transformatorima, prekidačima, utičnim komponentama i konektorima.
Tokom procesa prijenosa energije žica i kablova, električna energija se gubi zbog otpornog zagrijavanja. Iz perspektive uštede energije i ekonomičnosti, standard "optimalnog poprečnog presjeka kabla" trenutno se promoviše u svijetu. Standard "optimalnog poprečnog presjeka kabla" uzima u obzir dva faktora troškova jednokratne instalacije i potrošnje energije, te na odgovarajući način povećava veličinu kabela kako bi se postigla ušteda energije i najbolja sveobuhvatna ekonomska korist. Prema novim standardima, poprečni presjek kabla je često više nego dvostruko veći od starih standarda, čime se može postići učinak uštede energije od oko 50%.
U proteklom periodu, zbog nestašice čelika u našoj zemlji, a s obzirom da je udio aluminijuma samo 30% bakra, preduzete su mjere da se bakar zamijeni aluminijumom u nadzemnim visokonaponskim dalekovodima u nadi da se smanji težina. Trenutno, iz razloga zaštite životne sredine, vazdušni dalekovodi će biti pretvoreni u podzemne kablove. U ovom slučaju aluminijum bledi u odnosu na bakar, koji pati od loše provodljivosti i veće veličine kabla.
Iz istog razloga, također je mudar izbor zamijeniti aluminijske transformatore namotaja u Sjedinjenim Državama i Japanu sa energetski štedljivim i efikasnim transformatorima namota od bakra.
※ Proizvodnja motora
U proizvodnji motora široko se koriste legure bakra visoke provodljivosti i visoke čvrstoće. Glavni dijelovi koji koriste bakar su stator, rotor i glava osovine. Kod velikih motora, namotaji se hlade vodom ili vodonikom, što se naziva dvostruko vodeno unutrašnje hlađenje ili motori za hlađenje vodikom, što zahtijeva veliku dužinu šuplje žice.
Motori su veliki potrošači električne energije i čine oko 60% cjelokupne opskrbe električnom energijom. Kumulativni račun za električnu energiju za rad motora je vrlo visok. Obično dostiže prvobitni trošak motora u prvih 500 sati rada, što je ekvivalentno 4 do 16 puta više troškova u toku godine, a može dostići i 200 puta više tokom celog radnog veka. Malo povećanje efikasnosti motora ne može samo da uštedi energiju; takođe može postići značajne ekonomske koristi. Razvoj i primjena motora visoke efikasnosti je vruća tema u svijetu. Budući da potrošnja energije unutar motora uglavnom dolazi od gubitka otpora namotaja; stoga je povećanje poprečnog presjeka bakrene žice ključna mjera za razvoj motora visoke efikasnosti. Neki visokoefikasni motori koji su bili pioniri posljednjih godina koriste 25 do 100% više bakrenih namotaja od tradicionalnih motora. Trenutno, Ministarstvo energetike SAD-a finansira razvojni projekat za proizvodnju rotora motora koristeći tehnologiju livenog bakra.
※ Komunikacijski kabel
Od 1980-ih, zbog svojih prednosti kao što je velika nosivost struje, kablovi sa optičkim vlaknima su kontinuirano zamjenjivali bakrene kablove na komunikacijskim magistralnim linijama i brzo su promovirani i primjenjivani. Međutim, pretvaranje električne energije u svjetlosnu energiju i njeno povezivanje s korisnicima i dalje zahtijeva veliku količinu bakra. S razvojem komunikacija ljudi sve više ovise o komunikacijama, a potražnja za optičkim kablovima i bakrenim žicama nastavit će rasti.
※ Stambene električne instalacije
Posljednjih godina, sa poboljšanjem životnog standarda ljudi u našoj zemlji i brzim širenjem kućnih aparata, potrošnja električne energije u stambenim zgradama naglo raste. Potrošnja električne energije u kućanstvima u našoj zemlji i dalje će se značajno razvijati u budućnosti, što će takođe značajno povećati primjenu bakrenih žica.
B. Primjena u elektronskoj industriji
Elektronska industrija je industrija u nastajanju. U svom brzom razvojnom procesu, novi čelični proizvodi i novi proizvodi se stalno razvijaju.
