Nauðsynlegt fyrir byrjendur í kopariðnaði ~ Umfangsmesta skilgreining, flokkun og notkun kopar í sögunni
Inngangur: Kopar er notað af fólki í formi margs konar málma, málmblöndur og efnasambanda. Það hefur einnig djúpt slegið inn í alla þætti framleiðslu og lífs og orðið ómissandi og mikilvægur málmur fyrir mannkynið til að ná hraðri þróun á 21. öldinni.
Skilgreining á kopar
Kopar er efnafræðilegt frumefni með efnatáknið Cu og lotunúmerið 29. Það er umbreytingarmálmur. Algengasta notkun kopar er að búa til víra. Venjulega eru vírarnir sem notaðir eru núna úr hreinum kopar. Þetta er vegna þess að rafleiðni þess og hitaleiðni eru næst silfur, en það er mun ódýrara en silfur.
Algeng flokkun
Margir halda að það sé aðeins ein tegund af kopar. Það er það eina. En í raun eru aðrar mismunandi gerðir af kopar. Til dæmis, álfelgur kopar; kopar er málmblöndur sem samanstendur af kopar og sinki; hvítur kopar er málmblöndur úr kopar og nikkel; brons er málmblendi sem er myndað af kopar og öðrum þáttum en sinki og nikkel, aðallega tin brons, ál brons, osfrv .; rauður kopar er kopar með hátt koparinnihald og heildarinnihald annarra óhreininda er minna en 1%.
Flokkun koparvinnsluefna: koparsúlfat, koparklóríð, koparstangir, koparstangir, koparhleifar, koparplötur, koparvír, koparblendi, hrár kopar, koparræmur, koparoxíð, koparþynna, koparrör, koparþynna, koparleðja , koparsteypu, rafgreiningar kopar og önnur koparblendi koparefni.
Koparefni úr hreinum kopar eða koparblendi í ýmsum stærðum, þar á meðal stangir, vír, plötur, ræmur, stangir, rör, þynnur osfrv., eru sameiginlega nefnd koparefni. Koparefni eru unnin með valsingu, útpressun og teikningu. Koparplötur og stangir eru heitvalsaðar og kaldvalsaðar; ræmur og filmur eru kaldvalsaðar; rör og stangir eru skipt í pressuðu vörur og dregnar vörur; vír eru allir dregnir vörur.
1
Hreint kopar
Hreinn kopar er rósrauður málmur sem verður fjólublár eftir að koparoxíðfilma myndast á yfirborðinu. Þess vegna er hreinn kopar í iðnaði oft kallaður rauður kopar eða rafgreiningarkopar. Þéttleikinn er 8 ~ 9g/cm3 og bræðslumarkið er 1083 gráður. Hrein kopar hefur góða rafleiðni og er mikið notaður við framleiðslu á vírum, snúrum, burstum osfrv .; það hefur góða hitaleiðni og er oft notað til að framleiða segultæki og mæla sem þarf að verja fyrir segulmagnaðir truflunum, svo sem áttavita, flughljóðfæri osfrv.; það hefur framúrskarandi mýkt og er auðvelt að heitpressa og kalt vinnslu og hægt er að búa til rör, stangir, víra, ræmur, ræmur, plötur, þynnur og önnur koparefni. Hreinar koparvörur eru bræddar vörur og unnar vörur.
Kínverska koparvinnsluefni má skipta í fjóra flokka eftir samsetningu þeirra: venjulegur kopar (T1, T2, T3, T4), súrefnislaus kopar (TU1, TU2 og hárhreinleiki, lofttæmi súrefnislaus kopar), afoxaður kopar ( TUP, TUMn), og sérstakur kopar með litlu magni af málmblendiþáttum (arsen kopar, tellúr kopar, silfur kopar).
Rafleiðni og hitaleiðni hreins kopar eru næst silfur og það er mikið notað til að búa til leiðandi og varmaleiðandi búnað. Kopar hefur góða tæringarþol í andrúmsloftinu, sjó, ákveðnar óoxandi sýrur (saltsýra, þynnt brennisteinssýra), basa, saltlausnir og ýmsar lífrænar sýrur (ediksýra, sítrónusýra) og er notað í efnaiðnaði. Að auki hefur kopar góða suðuhæfni og hægt er að vinna hann í ýmsar hálf- og fullunnar vörur með köldu og heitu plasti. Á áttunda áratugnum var framleiðsla kopar meiri en heildarframleiðsla annarra tegunda koparblendis.
Snefilóhreinindi í hreinum kopar hafa alvarleg áhrif á raf- og hitaleiðni kopars. Þar á meðal draga títan, fosfór, járn, sílikon o.s.frv. verulega úr rafleiðni en kadmíum, sink o.s.frv. Súrefni, brennisteinn, selen, tellúr o.s.frv. hafa mjög litla leysni í föstu formi í kopar og geta myndað brothætt efnasambönd með kopar, sem hefur lítil áhrif á leiðni, en getur dregið úr mýkt vinnslu. Þegar venjulegur kopar er hituð í afoxandi andrúmslofti sem inniheldur vetni eða kolmónoxíð, hvarfast vetni eða kolmónoxíð auðveldlega við kúpróoxíð (Cu2O) á kornamörkum til að framleiða háþrýstivatnsgufu eða koltvísýringsgas, sem getur valdið sprungum í kopar. Þetta fyrirbæri er oft kallað "vetnissjúkdómur" kopars. Súrefni er skaðlegt fyrir suðuhæfni kopars. Bismut eða blý myndar lágbræðsluefni með kopar, sem gerir kopar heitan og brothætt; og þegar brothætt bismút er dreift í formi þunnrar filmu á kornamörkum gerir það kopar kalt og stökkt. Fosfór getur dregið verulega úr leiðni kopars, en það getur aukið vökva koparvökva og bætt suðuhæfni. Viðeigandi magn af blýi, tellúr, brennisteini o.s.frv. getur bætt vinnsluhæfni.
2
Brass
Messing er málmblöndur úr kopar og sinki. Einfaldasta koparinn er tvöfaldur málmblöndur úr kopar og sinki, kallaður einfaldur kopar eða venjulegur kopar. Breyting á sinkinnihaldi í kopar getur framleitt kopar með mismunandi vélrænni eiginleika. Því hærra sem sinkinnihaldið er í kopar, því meiri styrkur þess og því minni mýkt. Sinkinnihald kopar sem notað er í iðnaði fer ekki yfir 45%. Hærra sinkinnihald mun valda stökkleika og versna frammistöðu málmblöndunnar. Brass má skipta í tvo flokka: steypu og þrýstivinnslu.
Brass skiptist í:
1) Venjulegt eir
Það er málmblöndu sem samanstendur af kopar og sinki. Þegar sinkinnihaldið er minna en 39% getur sink leyst upp í kopar til að mynda einn fasa, sem kallast einfasa kopar, með góðri mýkt og hentar fyrir heita og kalda þrýstingsvinnslu. Þegar sinkinnihaldið er meira en 39%, er einfasa og kopar-sink-undirstaða b solid lausn, sem kallast tvíhliða kopar. b gerir mýktina lítið og togstyrkurinn eykst, sem hentar aðeins fyrir heitþrýstingsvinnslu.
Kóðinn er táknaður með „H+tala“, H táknar kopar og talan táknar massahlutfall kopars. Til dæmis táknar H68 kopar með koparinnihald 68% og sinkinnihald 32%; steypt kopar hefur "Z" á undan kóðanum, eins og ZH62.
H90 og H80 eru einfasa og gullgul, svo þeir eru sameiginlega kallaðir gull, kallaðir málun, skreytingar, medalíur osfrv. H68 og H59 tilheyra tvíhliða kopar, sem er mikið notað í rafmagns burðarhluti, svo sem bolta, rær, þvottavélar, gormar o.fl.
Almennt er einfasa kopar notað til kaldrar aflögunarvinnslu og tvíhliða kopar er notað fyrir heita aflögunarvinnslu.
2) Sérstakur kopar
Fjölþátta málmblönduna sem samanstendur af öðrum málmbandi þáttum sem bætt er við venjulegt kopar er kallað kopar. Algengt er að viðbættir þættir séu blý, tin, ál osfrv., sem hægt er að kalla blý eir, tin eir og ál eir í samræmi við það. Tilgangurinn með því að bæta við málmbandi þáttum. Það er aðallega til að bæta togstyrk og vinnsluhæfni.
Kóði: „H + tákn aðalviðbætts frumefnis (nema sink) + massahlutfall kopars + massahlutfalls aðalefnis viðbætts + massahlutfalls annarra frumefna“.
Til dæmis: HPb59-1 þýðir blý kopar með massahlutfallið 59% kopar, massahlutfallið 1% af aðalefninu blýi og afgangurinn er sink.
3
Brons
Brons er elsta málmblendi sem notað hefur verið í sögunni. Það vísar upphaflega til kopar-tin álfelgur. Vegna blágráa litarins er það kallað brons. Til þess að bæta vinnsluafköst og vélræna eiginleika málmblöndunnar er flestum bronsi einnig bætt við öðrum málmblöndurefnum, svo sem blýi, sinki, fosfór osfrv. Þar sem tin er af skornum skammti eru margir tinfríir Wuxi bronsar enn notaðir. í iðnaði. Þeir eru ekki aðeins ódýrir, heldur hafa þeir einnig nauðsynlega sérstaka eiginleika. Brons er einnig skipt í tvo flokka: þrýstivinnslu og steypuvörur.
Kóði: Framsetningaraðferðin er samsett úr "Q+tákninu og massahlutfalli aðalefnisins sem bætt er við+massahlutfalli annarra frumefna". Fyrir steyptar vörur er "Z" bætt við á undan kóðanum, svo sem: Qal7 táknar álbrons með 5% áli og afgangurinn kopar; ZQsn10-1 táknar steypt tin brons með 10% tin, 1% önnur málmblöndurefni og afgangurinn kopar. Brons má skipta í tvo flokka: tinbrons og sérbrons (þ.e. Wuxi brons).
(1) Kopar-tin álfelgur með tini sem aðalþáttinn, einnig þekktur sem tin brons
Þegar tininnihaldið er minna en 5 ~ 6% leysist tin upp í kopar til að mynda fasta lausn og mýkingin eykst. Þegar tininnihaldið er meira en 5~6%, vegna útlits fastrar lausnar sem byggir á Cu31Sb8, minnkar togstyrkurinn. Þess vegna er tininnihald tinibrons að mestu á milli 3 ~ 14%. Þegar tininnihaldið er minna en 5% er það hentugur fyrir kalda aflögunarvinnslu, og þegar tininnihaldið er 5 ~ 7% er það hentugur fyrir heita aflögunarvinnslu. Þegar tininnihaldið er meira en 10% hentar það til steypu.
Þar sem a er nálægt rafskautsgetu, og tinið í samsetningunni myndar þétta tindíoxíðfilmu eftir nítrering, eykst tæringarþol andrúmsloftsins og sjósins, en sýruþolið er lélegt.
Vegna þess að kristöllunarhitasvið tinibrons er breitt, vökvinn er lélegur, það er ekki auðvelt að mynda einbeitt rýrnunarhol, en auðvelt er að mynda dendrite aðskilnað og dreifð rýrnunarhol og rýrnunarhraði steypu er lítill, sem stuðlar að að fá steypu með stærðum mjög nálægt steypumótinu. Þess vegna er það hentugur fyrir steypuaðstæður með flóknum formum og þykkum veggjum, en ekki hentugur fyrir steypu sem krefjast mikillar þéttleika og góðrar þéttingar. Tin brons hefur góða núningsminnkun, andsegulmagn og hörku við lágan hita. Tini brons má skipta í tvo flokka eftir framleiðsluaðferð: þrýstiunnið tin brons og steypt tin brons.
A. Þrýstiunnið tini brons
Tininnihaldið er almennt minna en 8% og það er hentugur fyrir kalda og heita þrýstingsvinnslu í snið eins og plötur, ræmur, stangir og rör. Eftir harðnun eykst togstyrkur þess og hörku en mýkingin minnkar. Eftir glæðingu getur það viðhaldið háum togstyrk á meðan það bætir mýkt, sérstaklega með háum teygjumörkum. Qsn4-3Qsn6.5~0.1 er almennt notað fyrir tæringarþolna og slitþolna hluta, teygjanlega hluta, segulmagnaðir hlutar og rennilegir og ermar í vélum.
B. Steypt tin brons
Það er afhent sem hleifar og steypt í steypu af steypunni. Það er hentugur til að steypa steypu með flóknum formum en kröfum um litla þéttleika, svo sem renna legur og gír. Algengt eru ZQsn10-1ZQsn6-6-3.
2) Sérstakt brons
Bættu öðrum þáttum í stað tins, eða það er tinfrítt brons. Flestir sérstakir bronsar hafa hærri vélrænni eiginleika, slitþol og tæringarþol en tinbrons. Algengt er að þær séu álbrons (QAL7QAL5) og blýbrons (ZQPB30).
Koparblandað með nikkel sem aðalefni sem bætt er við er silfurhvítt og er kallað hvítur kopar. Nikkelinnihaldið er venjulega 10%, 15% og 20%. Því hærra sem innihaldið er, því hvítari er liturinn. Kopar-nikkel tvíhliða málmblöndun er kölluð venjulegur hvítur kopar og kopar-nikkel málmblöndun með mangani, járni, sinki og áli er kallaður flókinn hvítur kopar. Hreint kopar ásamt nikkel getur bætt styrkleika, tæringarþol, viðnám og hitaeiginleika verulega. Iðnaðarhvítur kopar er skipt í byggingarhvítan kopar og rafmagns hvítan kopar í samræmi við frammistöðueiginleika þess og notkun, sem uppfylla ýmsa tæringarþol og sérstaka rafmagns- og hitaeiginleika í sömu röð.
4
Hvítur kopar
Koparblandað með nikkel sem aðalefni sem bætt er við er silfurhvítt og er kallað hvítur kopar. Kopar-nikkel tvíhliða málmblöndun er kölluð venjulegur hvítur kopar og kopar-nikkel málmblöndun með mangani, járni, sinki og áli er kallaður flókinn hvítur kopar. Hreint kopar ásamt nikkel getur bætt styrkleika, tæringarþol, viðnám og hitaeiginleika verulega. Iðnaðarhvítur kopar er skipt í byggingarhvítan kopar og rafmagns hvítan kopar í samræmi við frammistöðueiginleika þess og notkun, sem uppfylla ýmsa tæringarþol og sérstaka rafmagns- og hitaeiginleika í sömu röð.
Auðkenningaraðferð
Hvítur kopar, kopar, rauður kopar (einnig kallaður "rauður kopar") og brons (blár-grár eða grá-gulur) eru aðgreindar eftir lit. Meðal þeirra er mjög auðvelt að greina hvítan kopar og kopar; rauður kopar er hreinn kopar (óhreinindi<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.
Kopar er elsti málmur sem forfeður manna notuðu. Það hefur marga framúrskarandi eiginleika og dásamlega virkni, sem ekki aðeins lögðu óafmáanlegt framlag til framfara mannlegs samfélags; en einnig þróað stöðugt nýja notkun með þróun mannlegrar siðmenningar. Kopar er bæði forn málmur og nútímalegt verkfræðilegt efni fullt af orku og krafti. Um þessar mundir eru manneskjur komnar inn í litríkt, mjög siðmenntað samfélag sem einkennist af rafvæðingu og rafrænum upplýsingum, sem hefur opnað víðara land fyrir beitingu kopar.
