Медь и медные сплавы
Изделия и полуфабрикаты из меди и ее сплавов широко применяют в различных областях народного хозяйства: машиностроении, судостроении, приборостроении, химической, электротехнической, автотракторной и оборонной промышленности, различных видах транспорта и связи и многих других отраслях. Такое широкое распространение медь и ее сплавы получили благодаря хорошему сочетанию ценных свойств.
Медь образует сплавы со многими металлами, такими как цинк, никель, свинец, олово, алюминий, марганец, кремний, бериллий, хром и др. Медные сплавы по химическому составу разделяют на три группы: латуни, бронзы и медноникелевые сплавы. Медь и сплавы на ее основе, предназначенные для обработки давлением, отлипают сначала в слитки, которые затем направляют на прокатку или прессование с целью получения полуфабрикатов в виде листов, полос, шин, лент, фольги, труб, прутков, проволоки и различных профилей, а также хозяйственной посуды.
Металлы, входящие в состав медных сплавов
Медь — мягкий металл розовато-красного цвета, имеющий плотность 8,93 г/см3 и температуру плавления 1083°С. По сравнению с другими металлами медь, содержащая минимальное количество примесей, обладает высокой электропроводностью, теплопроводностью и коррозионной стойкостью на воздухе. Незначительные добавки других элементов резко изменяют ее технологические и эксплуатационные свойства. Присадка в медь, например, сотых долей процента фосфора значительно снижает ее электропроводность и теплопроводность, но повышает жидкотекучесть и улучшает механические свойства и свариваемость.
Медь для переплава в слитки поставляют в виде катодов марок М00, МО и Ml (ГОСТ 859—66) массой от 30 до 120 кг. Не исключена возможность поставки меди в виде вайербарсов и различных отходов промышленности.
Благодаря высокой электропроводности значительное количество меди потребляется в электротехнической промышленности для проводников тока. Много меди используется в различных теплообменных аппаратах, радиаторах и т. д. Поэтому прием меди в виде металлолома можно встретить практически в любом городе страны. Медь хорошо сплавляется с другими металлами, поэтому широко применяется для приготовления сплавов с цинком, никелем, оловом, алюминием и целым рядом других металлов.
Цинк — при комнатной температуре хрупкий металл синевато-белого цвета. Плотность его 7,13 г/см3, температура плавления 419,5° С. По сравнению с другими металлами цинк обладает низкой температурой кипения, которая при атмосферном давлении составляет 907° С.
Около половины всего производимого на металлургических заводах цинка расходуется для получения сплавов. Значительная часть его идет на покрытие (оцинкование) листовой стали, стальных труб и проволоки с целью защиты их от коррозии. Широкое применение цинк находит также для производства различных припоев, автомобильных деталей, хозяйственной посуды, красок и многих других целей.
Цинк поставляется в виде плит с двумя пережимами массой 19—21 кг. По ГОСТ 3640—65 цинк производится шести марок; на торец каждой чушки цинка в зависимости от марки несмываемой краской наносят одну полосу установленного цвета.
Цинк хорошо сплавляется с медью и другими металлами. Для приготовления медноцинковых сплавов применяют цинк марок Ц0 и Ц1; в сплавы его вводят в чистом виде.
Никель — достаточно твердый и прочный металл серебристого цвета. Плотность его 8,90 г/см3, температура плавления 1452° С. В отличие от других тяжелых цветных металлов никель обладает высокими механическими свойствами. Он относится к числу металлов, образующих в той или иной комбинации с другими металлами тугоплавкие, жаропрочные и химически стойкие сплавы, широко применяющиеся в различных областях техники. Его вводят во многие важнейшие технические сплавы с медью, хромом, марганцем и др. В больших количествах никель расходуется на изготовление специальных, магнитных, нержавеющих и жаропрочных сталей. В качестве декоративного материала его широко используют для покрытия поверхностей различных деталей.
Эксплуатационные свойства никеля значительно улучшаются при температурах ниже 0°С, что выгодно отличает его от стали и большинства цветных металлов и сплавов. Никель хорошо поддается обработке давлением в горячем и холодном состояниях. Изделия из него сильно магнитны.
По ГОСТ 849—56 никель поставляется в виде катодов, слитков и гранул. В медные сплавы его вводят как в чистом виде, так и в виде двойной лигатуры медь — никель.
Свинец — в свежем разрезе блестящий металл; быстро окисляясь, тускнеет и приобретает синевато-серый цвет. Он является тяжелым и легкоплавким металлом: сто плотность 11,34 г/см3, температура плавления 327,4° С. Свинец чрезвычайно мягок и пластичен.
Ценное свойство чистого свинца — высокая стойкость против действия кислот. Это свойство позволяет широко применять его в химической промышленности и в качестве кабельной брони, защищающей от коррозии. Кроме того, свинец применяют в качестве незаменимого средства для защиты от радиоактивных излучений.
В качестве легирующего компонента для улучшения технологических и эксплуатационных свойств свинец входит в состав некоторых латуней и бронз.
По ГОСТ 3778—65 свинец поставляют в виде чушек массой 30—40 кг. В медные сплавы его вводят в чистом виде.
Олово — металл белого цвета. Его плотность 7,3 г/см3, температура плавления 232° С. Олово хорошо поддается обработке давлением; оно обладает высокой коррозионной стойкостью. Применяется в качестве легирующей присадки при производстве оловянных латуней и бронз, подшипниковых сплавов, различных припоев, 1ЛЯ лужения консервной жести и т. д.
По ГОСТ 860—60 олово поставляют в виде чушек кассой около 25 кг. В медные сплавы олово вводят в чи-том виде.
Алюминий — один из самых распространенных в природе металлов. Мягкий, имеет серебристо-белый цвет. Плотность его 2,7 г/см3, температура плавления 658° С. Алюминий по сравнению с другими металлами, за исключением меди, обладает высокой электропроводностью, теплопроводностью и пластичностью. Как в твердом, так и в расплавленном состоянии алюминий на воздухе покрывается тонкой пленкой окиси, которая надежно предохраняет его от дальнейшего окисления. Защитная пленка окиси алюминия образуется также и на поверхности расплавленной латуни и бронзы даже при небольшом содержании его в сплаве (десятые доли процента).
Основная масса алюминия расходуется для производства легких сплавов, широко применяемых в различных областях народного хозяйства. Благодаря высокой электропроводности алюминия и способности покрываться защитной пленкой окиси его используют для изготовления электропроводов, кабелей и др. В качестве легирующей присадки алюминий используют в производстве латуней и бронз.
По ГОСТ 11070—64 алюминий поставляют в чушках массой около 15 кг. В медные сплавы его вводят в чистом виде.
Марганец — хрупкий металл серебристо-белого цвета. Плотность его 7,42 г/ см3, температура плавления 1260° С.
Основным потребителем марганца является черная металлургия. Практически он содержится в сталях и чугунах всех марок. Применяют его для улучшения свойств меди, латуней, бронз и сплавов с высоким омическим сопротивлением. В расплавленном состоянии марганец легко окисляется и переходит в шлак. Его окислы понижают жидкотекучесть сплавов.
По ГОСТ 6008—51 марганец поставляют в кусках массой не более 15 кг. В медь и ее сплавы его обычно вводят в виде двойной лигатуры с медью.
Кремний — очень хрупкий и твердый металлоид (неметалл) серо-стального цвета с металлическим блеском. Плотность его 2,4 г/см3, температура плавления 1415° С.
По ГОСТ 2169—43 кремнии поставляют в кусках размерами не менее 20 мм. В медь и ее сплавы его вводят главным образом в виде лигатуры с медью.
Бериллий — хрупкий металл серебристо-белого цвета. Его плотность 1,82 г/смг, температура плавления 1284° С, температура кипения 2970° С.
Бериллий применяют в атомной промышленности, для изготовления окон рентгеновских трубок, а также наносят в качестве твердого диффузионного слоя на поверхность стальных деталей. Исключительно большой интерес представляет бериллий в качестве легирующей присадки при изготовлении бериллиевых бронз.
Xром — тяжелый тугоплавкий металл. Плотность его 7,1 г/см3, температура плавления 1615° С. Благодаря высокой коррозионной стойкости на воздухе хром широко применяют для покрытия поверхности всевозможных изделий. Хром входит в состав хромистой бронзы, нихрома, хромеля и др.
С использованием: Буров А.В. Литье слитков меди и медных сплавов. Издательство «Металлургия», Москва, 1972 г.
