Обов’язковий атрибут для новачків у мідній промисловості~Найбільш повне визначення, класифікація та використання міді в історії
Вступ: мідь використовується людьми у вигляді різноманітних металів, сплавів і сполук. Він також глибоко проник у всі аспекти виробництва та життя, ставши незамінним і важливим металом для досягнення людством швидкого розвитку в 21 столітті.
Визначення міді
Мідь — хімічний елемент із хімічним символом Cu та атомним номером 29. Це перехідний метал. Найпоширенішим використанням міді є виготовлення проводів. Як правило, дроти, які використовуються зараз, виготовляються з чистої міді. Це тому, що його електропровідність і теплопровідність поступаються лише сріблу, але воно набагато дешевше срібла.
Загальна класифікація
Багато хто вважає, що існує тільки один вид міді. Воно єдине. Але насправді існують інші види міді. Наприклад, сплав міді; латунь – це сплав міді і цинку; біла мідь — сплав міді та нікелю; бронза - це сплав, утворений міддю та іншими елементами, крім цинку та нікелю, головним чином олов'яної бронзи, алюмінієвої бронзи тощо; червона мідь - це мідь з високим вмістом міді, а загальний вміст інших домішок менше 1%.
Класифікація матеріалів для обробки міді: мідний купорос, хлорид міді, мідні стрижні, мідні бруски, мідні злитки, мідні пластини, мідні дроти, мідні сплави, необроблена мідь, мідні стрічки, оксид міді, мідна фольга, мідні труби, мідна фольга, мідний шлам , мідні виливки, електролітична мідь та інші мідні матеріали з мідних сплавів.
Мідні матеріали, виготовлені з чистої міді або мідних сплавів у різних формах, включаючи стрижні, дроти, пластини, стрічки, бруски, труби, фольгу тощо, разом називають мідними матеріалами. Мідні матеріали обробляють прокаткою, пресуванням і волочінням. Плити і прутки мідні гарячекатані і холоднокатані; стрічки і фольга холоднокатані; труби і прутки поділяються на вироби екструдовані та витягнуті; дроти - це всі тягнуті вироби.
1
Чиста мідь
Чиста мідь — рожево-червоний метал, який стає фіолетовим після утворення на поверхні плівки оксиду міді. Тому промислову чисту мідь часто називають червоною або електролітичною міддю. Щільність становить 8 ~ 9 г/см3, а температура плавлення становить 1083 градуси. Чиста мідь має добру електропровідність і широко використовується у виробництві проводів, кабелів, щіток тощо; має хорошу теплопровідність і часто використовується для виготовлення магнітних приладів і вимірювальних приладів, які повинні бути захищені від магнітних перешкод, таких як компаси, авіаційні прилади і т. д.; він має чудову пластичність і легко піддається гарячому пресу та холодній обробці, з нього можна виготовляти труби, стрижні, дроти, стрічки, стрічки, пластини, фольгу та інші мідні матеріали. Продукти з чистої міді - це виплавлені продукти та продукти переробки.
Китайські матеріали для обробки міді можна розділити на чотири категорії відповідно до їх складу: звичайна мідь (T1, T2, T3, T4), безкиснева мідь (TU1, TU2 і високочиста, вакуумна безкиснева мідь), розкислена мідь ( ТУП, ТУМн), а також спеціальна мідь з невеликою кількістю легуючих елементів (миш'якова мідь, телурова мідь, срібна мідь).
Електропровідність і теплопровідність чистої міді поступаються лише сріблу, і вона широко використовується для виготовлення електропровідного та теплопровідного обладнання. Мідь має хорошу стійкість до корозії в атмосфері, морській воді, деяких кислотах, що не окиснюються (соляна кислота, розведена сірчана кислота), лугах, розчинах солей і різних органічних кислотах (оцтова кислота, лимонна кислота), а також використовується в хімічній промисловості. Крім того, мідь має хорошу зварюваність і може бути перероблена в різні напівфабрикати та готові вироби шляхом холодної та гарячої пластичної обробки. У 1970-х роках виробництво міді перевищувало загальне виробництво інших видів мідних сплавів.
Слідові домішки в чистій міді серйозно впливають на електро- та теплопровідність міді. Серед них значно знижують електропровідність титан, фосфор, залізо, кремній та ін., а кадмій, цинк та ін. Кисень, сірка, селен, телур тощо мають дуже низьку тверду розчинність у міді та можуть утворювати крихкі сполуки з міддю, що мало впливає на провідність, але може зменшити пластичність обробки. Коли звичайну мідь нагрівають у відновній атмосфері, що містить водень або оксид вуглецю, водень або оксид вуглецю легко реагують із оксидом міді (Cu2O) на межі зерен, утворюючи водяну пару під високим тиском або вуглекислий газ, що може спричинити розтріскування міді. Це явище часто називають «водневою хворобою» міді. Кисень шкідливий для зварюваності міді. Вісмут або свинець утворюють з міддю евтектику з низькою температурою плавлення, що робить мідь гарячою та крихкою; а коли крихкий вісмут розподіляється у вигляді тонкої плівки на межі зерен, він робить мідь холодною та крихкою. Фосфор може значно знизити провідність міді, але він може збільшити плинність мідної рідини та покращити зварюваність. Відповідна кількість свинцю, телуру, сірки тощо може покращити оброблюваність.
2
Латунь
Латунь - це сплав міді і цинку. Найпростіша латунь - це двокомпонентний сплав міді і цинку, званий простою латунню або звичайною латунню. Зміна вмісту цинку в латуні може отримувати латунь з різними механічними властивостями. Чим вище вміст цинку в латуні, тим вище її міцність і менша пластичність. Вміст цинку в латуні, яка використовується в промисловості, не перевищує 45%. Високий вміст цинку призведе до крихкості та погіршить характеристики сплаву. Латунь можна розділити на дві категорії: лиття та обробка тиском.
Латунь поділяється на:
1) Латунь звичайна
Це сплав, що складається з міді та цинку. Коли вміст цинку становить менше 39%, цинк може розчинятися в міді з утворенням однієї фази, яка називається однофазною латунню, з хорошою пластичністю та придатною для гарячої та холодної обробки тиском. Коли вміст цинку перевищує 39%, є одна фаза та твердий розчин на основі міді та цинку b, який називається дуплексною латундю. b робить пластичність малою, а міцність на розрив збільшується, що підходить лише для обробки гарячим тиском.
Код представлено «Н+числом», Н означає латунь, а число — масову частку міді. Наприклад, H68 являє собою латунь із вмістом міді 68% і вмістом цинку 32%; лита латунь має "Z" перед кодом, наприклад ZH62.
H90 і H80 є однофазними і золотисто-жовтими, тому їх спільно називають золотом, називають покриттям, нагородами, медалями тощо. H68 і H59 належать до дуплексної латуні, яка широко використовується в електричних структурних частинах, таких як болти, гайки, шайби, пружини тощо.
Загалом однофазна латунь використовується для обробки холодною деформацією, а дуплексна латунь використовується для обробки гарячою деформацією.
2) Спеціальна латунь
Багатоелементний сплав, що складається з інших легуючих елементів, доданих до звичайної латуні, називається латунню. Зазвичай додаються елементи включають свинець, олово, алюміній тощо, які відповідно можна назвати свинцевою латунню, олов’яною латунню та алюмінієвою латунню. Призначення додавання легуючих елементів. Це головним чином для підвищення міцності на розрив і технологічності.
Код: «Н + символ основного доданого елемента (крім цинку) + масова частка міді + масова частка основного доданого елемента + масова частка інших елементів».
Наприклад: HPb59-1 означає свинцеву латунь із масовою часткою 59% міді, масовою часткою 1% основного доданого елемента свинцю, а решта – цинк.
3
Бронза
Бронза — найдавніший сплав, який використовувався в історії. Спочатку він відноситься до мідно-олов'яного сплаву. За сіро-блакитний колір її називають бронзою. Щоб покращити продуктивність процесу та механічні властивості сплаву, до більшості бронз також додають інші легуючі елементи, такі як свинець, цинк, фосфор тощо. Оскільки олово є дефіцитним елементом, досі використовується багато безолов’яних бронз Усі в промисловості. Вони не тільки дешеві, але й володіють необхідними особливими властивостями. Бронзу також поділяють на дві категорії: вироби з обробки тиском і лиття.
Код: Метод представлення складається з "Q+символ і масова частка основного доданого елемента+масова частка інших елементів". Для литих виробів перед кодом додається «Z», наприклад: Qal7 означає алюмінієву бронзу з 5% алюмінію та рештою міді; ZQsn10-1 являє собою литу олов’яну бронзу з 10% олова, 1% інших легуючих елементів і решту міді. Бронзу можна розділити на дві категорії: олов’яна бронза та спеціальна бронза (тобто бронза Усі).
(1) Сплав міді та олова з оловом як основним доданим елементом, також відомий як олов’яна бронза
Коли вміст олова становить менше 5-6%, олово розчиняється в міді з утворенням твердого розчину, і пластичність збільшується. Коли вміст олова перевищує 5~6%, через появу твердого розчину на основі Cu31Sb8 міцність на розрив знижується. Таким чином, вміст олова в олов'яній бронзі в основному становить від 3 до 14%. Коли вміст олова менше 5%, він підходить для обробки холодною деформацією, а коли вміст олова становить 5~7%, він підходить для обробки гарячої деформації. Коли вміст олова перевищує 10%, він придатний для лиття.
Оскільки a близьке до електродного потенціалу, а олово в складі після азотування утворює щільну плівку діоксиду олова, корозійна стійкість до атмосфери та морської води підвищується, але кислотостійкість погана.
Оскільки температурний діапазон кристалізації олов’яної бронзи широкий, плинність погана, нелегко утворити концентровані усадочні порожнини, але легко утворити сегрегацію дендритів і дисперсні усадочні порожнини, а швидкість усадки лиття невелика, що сприяє до отримання виливків з розмірами, дуже близькими до ливарної форми. Таким чином, він підходить для умов лиття зі складними формами та товстими стінками, але не підходить для виливків, які вимагають високої щільності та хорошого ущільнення. Олов'яна бронза має гарне зниження тертя, антимагнетизм і в'язкість при низьких температурах. Олов'яну бронзу можна розділити на дві категорії відповідно до методу виробництва: олов'яну бронзу, оброблену тиском, і литу олов'яну бронзу.
А. Олов’яна бронза, оброблена тиском
Вміст олова, як правило, становить менше 8%, і воно підходить для обробки холодним і гарячим тиском у профілі, такі як пластини, смуги, стрижні та труби. Після загартування його міцність на розрив і твердість зростає, а пластичність знижується. Після відпалу він може підтримувати високу міцність на розрив, одночасно покращуючи пластичність, особливо досягаючи високої межі пружності. Qsn4-3Qsn6.5~0.1 зазвичай використовується для корозійностійких і зносостійких деталей, еластичних деталей, антимагнітних деталей, підшипників ковзання та втулок у машинах.
Б. Лита олов’яна бронза
Його постачають у вигляді злитків і відливають у ливарний цех. Він підходить для лиття виливків складної форми, але з низькими вимогами до щільності, таких як підшипники ковзання та шестерні. Зазвичай використовуються ZQsn10-1ZQsn6-6-3.
2) Спеціальна бронза
Додайте інші елементи замість олова, або це бронза без олова. Більшість спеціальних бронз мають вищі механічні властивості, зносостійкість і стійкість до корозії, ніж олов'яна бронза. Зазвичай використовуються алюмінієва бронза (QAL7QAL5) і свинцева бронза (ZQPB30).
Сплав на основі міді з нікелем як основним доданим елементом має сріблясто-білий колір і називається білою міддю. Вміст нікелю зазвичай становить 10%, 15% і 20%. Чим вище вміст, тим біліше колір. Подвійний мідно-нікелевий сплав називають звичайною білою міддю, а мідно-нікелевий сплав з марганцем, залізом, цинком і алюмінієм — складною білою міддю. Чиста мідь і нікель можуть значно підвищити міцність, стійкість до корозії, стійкість і термоелектричні властивості. Промислова біла мідь поділяється на конструкційну білу мідь і електричну білу мідь відповідно до її експлуатаційних характеристик і використання, які мають різну стійкість до корозії та спеціальні електричні та термічні властивості відповідно.
4
Біла мідь
Сплав на основі міді з нікелем як основним доданим елементом має сріблясто-білий колір і називається білою міддю. Подвійний мідно-нікелевий сплав називають звичайною білою міддю, а мідно-нікелевий сплав з марганцем, залізом, цинком і алюмінієм — складною білою міддю. Чиста мідь і нікель можуть значно підвищити міцність, стійкість до корозії, стійкість і термоелектричні властивості. Промислова біла мідь поділяється на конструкційну білу мідь і електричну білу мідь відповідно до її експлуатаційних характеристик і використання, які мають різну стійкість до корозії та спеціальні електричні та термічні властивості відповідно.
Метод ідентифікації
За кольором розрізняють білу мідь, латунь, червону мідь (її також називають «червоною міддю») і бронзу (синьо-сіру або сіро-жовту). Серед них дуже легко виділити білу мідь і латунь; червона мідь - чиста мідь (домішки<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.
Мідь є найдавнішим металом, який використовувався предками людини. Він має багато чудових властивостей і чудових функцій, які не тільки зробили незгладимий внесок у прогрес людського суспільства; але також постійно розвивалися нові способи використання з розвитком людської цивілізації. Мідь є водночас стародавнім металом і сучасним інженерним матеріалом, сповненим життєвої сили та енергії. Зараз люди увійшли в різнобарвне високоцивілізоване суспільство, яке характеризується електрифікацією та електронною інформацією, що відкрило ширші простори для застосування міді.
