recollir! El coneixement més complet de la indústria del coure de la història!
Introducció: el coure és utilitzat per les persones en forma d'una gran varietat de metalls, aliatges i compostos, i ha penetrat profundament en tots els aspectes de la producció i la vida, convertint-se en un metall indispensable i important perquè la humanitat assoleixi un ràpid desenvolupament al segle XXI.
Definició de coure
El coure és un element químic, el seu símbol químic és Cu, el seu nombre atòmic és 29 i és un metall de transició. L'ús més comú del coure és en la fabricació de cables. Normalment els cables que s'utilitzen avui en dia estan fets de coure pur perquè la seva conductivitat elèctrica i tèrmica és la segona només per darrere de la plata, però és molt més barat que la plata.
Categories comunes
Molta gent pensa que només hi ha un tipus de coure. És l'únic. Però en realitat hi ha altres tipus diferents de coure. Per exemple, aliatge de coure; el llautó és un aliatge compost de coure i zinc; el coure blanc és un aliatge de coure i níquel; El bronze és un aliatge de coure i elements diferents del zinc i el níquel, incloent principalment el bronze d'estany, el bronze d'alumini, etc.; El coure vermell és coure amb un alt contingut de coure, el contingut total d'altres impureses és inferior a l'1%.
Categories de materials de processament de coure: sulfat de coure, clorur de coure, barres de coure, barres de coure, lingots de coure, plaques de coure, filferros de coure, aliatges de coure, coure gruixut, tires de coure, òxid de coure, làmines de coure, tubs de coure, làmines de coure, fang de coure , Colades de coure, coure electrolític, altres materials de coure d'aliatge de coure.
Els materials de coure estan fets de coure pur o aliatges de coure en diverses formes, com ara barres, filferros, plaques, tires, tires, tubs, làmines, etc. El processament dels materials de coure inclou laminació, extrusió i estirat. Entre els materials de coure, les plaques i les tires són laminats en calent i en fred; les tires i les làmines es laminen en fred; tubs i barres es divideixen en Són productes extruïts i productes estirats; Els filferro són tots productes estirats.
1 coure pur
El coure pur és un metall de color vermell rosa, que es torna morat després que es forma una pel·lícula d'òxid de coure a la superfície. Per tant, el coure pur industrial sovint s'anomena coure vermell o coure electrolític. La densitat és de 8 ~ 9 g/cm?, i el punt de fusió és de 1083 graus. El coure pur té una bona conductivitat elèctrica i s'utilitza àmpliament en la fabricació de cables, cables, raspalls, etc.; té una bona conductivitat tèrmica i sovint s'utilitza per fabricar instruments i comptadors magnètics que s'han de protegir de les interferències magnètiques. Com ara brúixoles, instruments d'aviació, etc.; té una plasticitat excel·lent i és fàcil de premsar en calent i processar en fred. Es pot convertir en materials de coure com ara tubs de coure, barres de coure, filferros de coure, barres de coure, tires de coure, plaques de coure i làmines de coure. Els productes de coure pur inclouen productes fosos i productes processats.
Els materials de processament de coure vermell de la Xina es poden dividir en: coure vermell normal (T1, T2, T3, T4), coure lliure d'oxigen (TU1, TU2 i coure d'alta puresa, sense oxigen al buit), coure desoxidat (TUP, TUMn) , afegint una petita quantitat d'aliatge Hi ha quatre tipus d'elements especials de coure (coure arsènic, coure tel·luri i coure plata).
La conductivitat elèctrica i la conductivitat tèrmica del coure pur són la segona només per darrere de la plata, i s'utilitza àmpliament en la fabricació d'equips conductors elèctrics i tèrmics. El coure té una bona resistència a la corrosió a l'atmosfera, aigua de mar, certs àcids no oxidants (àcid clorhídric, àcid sulfúric diluït), àlcalis, solucions salines i diversos àcids orgànics (àcid acètic, àcid cítric) i s'utilitza en la indústria química. A més, el coure vermell té una bona soldabilitat i es pot convertir en diversos productes semielaborats i productes acabats mitjançant el processament de plàstic en fred i calent. A la dècada de 1970, la producció de coure vermell superava la producció total d'altres tipus d'aliatges de coure.
Les impureses del coure pur tenen un impacte greu en la conductivitat elèctrica i tèrmica del coure. Entre ells, el titani, el fòsfor, el ferro, el silici, etc. redueixen significativament la conductivitat elèctrica, mentre que el cadmi, el zinc, etc. tenen poc efecte. La solubilitat sòlida de l'oxigen, sofre, seleni, tel·luri, etc. al coure és molt petita i pot formar compostos trencadissos amb el coure, que té poc efecte sobre la conductivitat, però pot reduir la plasticitat del processament. Quan el coure normal s'escalfa en una atmosfera reductora que conté hidrogen o monòxid de carboni, l'hidrogen o el monòxid de carboni interactua fàcilment amb l'òxid cupros (Cu2O) al límit del gra per produir vapor d'aigua a alta pressió o gas diòxid de carboni, que pot provocar que el coure trencar. Aquest fenomen sovint s'anomena "malaltia de l'hidrogen" del coure. L'oxigen és perjudicial per a la soldabilitat del coure. El bismut o el plom formen un eutèctic de baix punt de fusió amb el coure, fent que el coure es torni tèrmicament trencadís; i quan el bismut fràgil es distribueix en una pel·lícula fina als límits del gra, fa que el coure es torni trencadís en fred. El fòsfor pot reduir significativament la conductivitat del coure, però pot augmentar la fluïdesa del líquid de coure i millorar la soldabilitat. Les quantitats adequades de plom, tel·luri, sofre, etc. poden millorar la mecanització.
2 de llautó
El llautó és un aliatge de coure i zinc. El llautó més simple és un aliatge binari de coure i zinc, que s'anomena llautó simple o llautó ordinari. El llautó amb diferents propietats mecàniques es pot obtenir canviant el contingut de zinc en el llautó. Com més gran sigui el contingut de zinc del llautó, més gran és la seva resistència i menor plasticitat. El contingut de zinc del llautó utilitzat a la indústria no supera el 45%. Qualsevol contingut més elevat de zinc provocarà fragilitat i deteriorarà les propietats de l'aliatge. El llautó es pot dividir en dues categories: productes de fosa i processament a pressió.
El llautó es divideix en:
1) Llautó ordinari
És un aliatge compost de coure i zinc. Quan el contingut de zinc és inferior al 39%, el zinc es pot dissoldre en coure per formar una monofàsica, que s'anomena llautó monofàsic. Té una bona plasticitat i és adequat per al processament a pressió calenta i freda. Quan el contingut de zinc és superior al 39%, hi ha una sola fase i una solució sòlida a base de coure-zinc b, que s'anomena llautó bifàsic. b redueix la plasticitat i augmenta la resistència a la tracció, i només és adequat per al processament a pressió calenta.
El nom del codi està representat per "H + número", H representa el llautó i el nombre representa la fracció de massa del coure. Per exemple, H68 significa llautó amb un contingut de coure del 68% i un contingut de zinc del 32%; El llautó fos té una "Z" davant del codi, com ara ZH62.
H90 i H80 són monofàsics, groc daurat, de manera que s'anomenen col·lectivament or, i s'anomenen revestiments, decoracions, medalles, etc. H68 i H59 són llautó dúplex, que s'utilitzen àmpliament en peces estructurals d'aparells elèctrics, com ara cargols. , femelles, volanderes, molles, etc.
En general, el llautó monofàsic s'utilitza per al processament de deformació en fred i el llautó dúplex s'utilitza per al processament de deformació en calent.
2) Llautó especial
Un aliatge multicomponent format afegint altres elements d'aliatge al llautó ordinari s'anomena llautó. Els elements afegits habitualment inclouen plom, llautó, alumini, etc., que es poden anomenar llautó de plom, llautó d'estany i llautó d'alumini en conseqüència. El propòsit d'afegir elements d'aliatge. L'objectiu principal és augmentar la resistència a la tracció i millorar la mà d'obra.
Codi: "H + símbol de l'element més principal (excepte el zinc) + fracció en massa del coure + fracció en massa de l'element principal més + fracció en massa d'altres elements".
Per exemple: HPb59-1 significa que la fracció en massa de coure és del 59%, la fracció en massa de plom com a element additiu principal és de l'1% i el saldo és zinc.
3 bronze
El bronze és el primer aliatge utilitzat en la història. Originalment es referia a l'aliatge de coure-estany. S'anomena bronze pel seu color gris blavós. Per tal de millorar el rendiment del procés i les propietats mecàniques de l'aliatge, a la majoria de bronzes s'afegeixen altres elements d'aliatge com ara plom, zinc, fòsfor, etc. Com que l'estany és un element escàs, encara s'utilitzen molts bronzes sense estany a la indústria. No només són barats, sinó que també tenen les propietats especials necessàries. El bronze també es divideix en dues categories: processament a pressió i productes de fosa.
Codi: el mètode de representació és "Q + símbol de l'element principal més i fracció de massa + fracció de massa d'altres elements". Per als productes de fosa, la paraula "Z" s'afegeix abans del codi. Per exemple: Qal7 significa bronze d'alumini que conté un 5% d'alumini i la resta és coure. ZQsn10-1 significa que el contingut d'estany és del 10%, els altres elements d'aliatge són de l'1% i el saldo és de bronze d'estany colat de coure. El bronze es pot dividir en dues categories: bronze estany i bronze especial (és a dir, bronze Wuxi).
(1) És un aliatge de coure-estany compost d'estany com a element més principal, també anomenat bronze d'estany.
Quan el contingut d'estany és inferior al 5 ~ 6%, l'estany es dissol en coure per formar una solució sòlida i la plasticitat augmenta. Quan el contingut d'estany és superior al 5~6%, la resistència a la tracció disminueix a causa de l'aparició d'una solució sòlida basada en Cu31Sb8-, de manera que bronze d'estany El contingut d'estany es troba principalment entre el 3 i el 14%. Quan el contingut d'estany és inferior al 5%, és adequat per al processament de deformació en fred. Quan el contingut d'estany és del 5 al 7%, és adequat per al processament de deformació en calent. Quan el contingut d'estany és superior al 10%, és adequat per a la fosa.
Com que a és a prop del potencial de l'elèctrode i l'estany de la composició es nitrura per formar una pel·lícula densa de diòxid d'estany, augmenta la resistència a la corrosió a l'atmosfera, l'aigua de mar, etc., però la resistència a l'àcid és baixa.
Com que el bronze d'estany té un ampli rang de temperatura de cristal·lització i una fluïdesa deficient, no és fàcil formar cavitats de contracció concentrades, però és propens a la segregació de dendrites i cavitats de contracció disperses. La contracció de la fosa és petita, la qual cosa afavoreix l'obtenció de peces de fosa amb unes dimensions molt properes al motlle de fosa, per la qual cosa és apta per a la fosa. Les condicions de forma complexa i gran gruix de paret no són adequades per a peces de fosa que requereixen una alta densitat i un bon segellat. El bronze d'estany té bones propietats de reducció de la fricció, propietats antimagnètiques i resistència a baixa temperatura. Segons el mètode de producció, el bronze d'estany es pot dividir en dues categories: bronze d'estany de processament a pressió i bronze d'estany fos.
A. Processament a pressió de bronze d'estany
El contingut d'estany és generalment inferior al 8% i s'ha de processar per pressió calenta i freda en plaques, tires, varetes, tubs i altres perfils. Després de l'enduriment per treball, la seva resistència a la tracció i la seva duresa augmenten, però la seva plasticitat disminueix. Després del recuit, es pot millorar la plasticitat mantenint una alta resistència a la tracció, sobretot obtenint un límit elàstic elevat. Per als instruments que requereixen peces resistents a la corrosió i al desgast, peces elàstiques, peces antimagnètiques i coixinets i coixinets lliscants en màquines, s'utilitzen habitualment Qsn4-3Qsn6.5~0.1.
B. Bronze d'estany fos
Es subministra com a lingots i s'utilitza en tallers de fosa. És adequat per colar peces de fosa amb formes complexes però amb requisits de baixa densitat, com ara coixinets lliscants, engranatges, etc. Els que s'utilitzen habitualment són ZQsn10-1ZQsn6-6-3.
2) Bronze especial
Afegiu altres elements per substituir l'estany o utilitzeu bronze sense estany. La majoria dels bronzes especials tenen propietats mecàniques més altes, resistència al desgast i resistència a la corrosió que el bronze d'estany. Els que s'utilitzen habitualment inclouen bronze d'alumini (QAL7QAL5), bronze de plom (ZQPB30), etc.
Els aliatges a base de coure amb níquel com a element afegit principal són de color blanc platejat i s'anomenen coure blanc. El contingut de níquel sol ser del 10%, 15%, 20%. Com més gran sigui el contingut, més blanc serà el color. L'aliatge binari de coure-níquel s'anomena coure blanc ordinari, i l'aliatge de coure-níquel amb elements com ara manganès, ferro, zinc i alumini s'anomena coure blanc complex. L'addició de níquel al coure pur pot millorar significativament la força, la resistència a la corrosió, la resistència i la termoelectricitat. Segons les diferents característiques de rendiment i usos, el coure blanc industrial es divideix en dos tipus: coure blanc estructural i coure blanc elèctric, que compleixen, respectivament, diverses resistències a la corrosió i propietats elèctriques i tèrmiques especials.
4 coure blanc
Els aliatges a base de coure amb níquel com a element afegit principal són de color blanc platejat i s'anomenen coure blanc. L'aliatge binari de coure-níquel s'anomena coure blanc ordinari, i l'aliatge de coure-níquel amb elements com ara manganès, ferro, zinc i alumini s'anomena coure blanc complex. L'addició de níquel al coure pur pot millorar significativament la força, la resistència a la corrosió, la resistència i la termoelectricitat. Segons les diferents característiques de rendiment i usos, el coure blanc industrial es divideix en dos tipus: coure blanc estructural i coure blanc elèctric, que compleixen, respectivament, diverses resistències a la corrosió i propietats elèctriques i tèrmiques especials.
Com identificar
El coure blanc, el llautó, el coure vermell (també anomenat "coure morat") i el bronze (blau-gris o gris-groc) es distingeixen pel color. Entre ells, el coure blanc i el llautó són fàcils de distingir; El coure vermell és coure pur (impureses<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.
El coure és el metall més antic utilitzat pels avantpassats humans. Té moltes característiques excel·lents i funcions meravelloses. No només ha fet una contribució indeleble al progrés de la societat humana; també ha desenvolupat contínuament nous usos amb el desenvolupament de la civilització humana. El coure és alhora un metall antic i un material d'enginyeria modern ple de vitalitat. Actualment, la humanitat ha entrat en una societat colorida i altament civilitzada, caracteritzada per l'electrificació i la informació electrònica, que ha obert un terreny més ampli per a l'aplicació del coure.
Per què utilitzar coure i per a quines propietats s'utilitza principalment? El coure té una excel·lent conductivitat elèctrica i tèrmica, ocupant el primer lloc entre tots els materials metàl·lics d'enginyeria. Aquesta és la base principal del seu paper fonamental en l'actual societat de la informació electrònica i l'electrificació. El coure també té moltes excel·lents propietats integrals: té una forta resistència a la corrosió a l'atmosfera, l'aigua de mar, el sòl i molts medis químics; s'utilitza en estructures amb rigidesa i suavitat, elasticitat, resistència a la fricció i resistència al desgast; té colors L'aspecte és un símbol de senzillesa i elegància que la gent estima. A més de les nombroses propietats d'usabilitat esmentades anteriorment, també té una sèrie de bones propietats de procés, com ara el processament, la fosa, la soldadura i el tall fàcil, el que el fa de manera econòmica i àmpliament utilitzat.
--La construcció d'habitatges representa el 48%: incloent: sistemes de canonades (aigua, calor, gas, ruixadors contra incendis, etc.); instal·lacions d'habitatge (aire condicionat, neveres, etc.); decoració d'edificis (cobertes, safareigs, decoracions, etc.); línies de comunicació (so, imatge, dades, etc.); sistema d'alimentació.
--La producció d'equips representa el 41%: inclou: equips industrials (motors, transformadors, etc.); transport (cotxes, ferrocarrils, avions, etc.); dispositius electrònics; productes industrials lleugers (electrodomèstics, instrumental, eines, etc.) - Les instal·lacions bàsiques representen un 11% %: Inclou: projectes de gran envergadura (instal·lacions de transport, indústria petroquímica, indústria minera i metal·lúrgica, etc.); indústria de l'energia elèctrica (transmissió, distribució, etc.); xarxa de comunicació.
Val a dir que la construcció d'habitatges està directament relacionada amb la millora del nivell de producció de les persones, i el coure representa la major proporció en aquest aspecte; especialment al meu país, la construcció residencial és un enllaç important per estimular el desenvolupament de tota l'economia nacional. Es pot veure que la promoció activa L'aplicació del coure té un paper important en l'economia nacional i en els mitjans de vida de les persones.
A.Aplicacions a la indústria elèctrica
※ Transmissió de potència
La transmissió d'energia requereix una gran quantitat de coure altament conductor, que s'utilitza principalment en potència, cables, barres, transformadors, interruptors, components d'endoll i connectors.
Durant el procés de transmissió d'energia de fils i cables, l'energia elèctrica es malgasta a causa de l'escalfament per resistència. Des de la perspectiva de l'estalvi energètic i l'economia, actualment s'està promocionant al món l'estàndard de "secció transversal òptima del cable". L'estàndard de "secció transversal òptima del cable" té en compte els dos factors del cost d'instal·lació únic i el consum d'energia, i augmenta adequadament la mida del cable per aconseguir l'estalvi d'energia i els millors beneficis econòmics integrals. D'acord amb les noves normes, la secció transversal del cable és sovint més del doble de la de les antigues normes, cosa que pot aconseguir un efecte d'estalvi d'energia d'un 50%.
En el darrer període de temps, a causa de l'escassetat d'acer al nostre país, i tenint en compte que la proporció d'alumini és només el 30% del coure, s'han pres mesures per substituir el coure per alumini a les línies de transmissió aèries d'alta tensió amb l'esperança de reduir pes. Actualment, per motius de protecció del medi ambient, les línies de transmissió aèria es convertiran en cables subterranis. En aquest cas, l'alumini pal·lideix en comparació amb el coure, que pateix una conductivitat deficient i unes mides de cable més grans.
Per la mateixa raó, també és una opció sàvia substituir els transformadors de bobinatge d'alumini als Estats Units i el Japó per transformadors de bobinat de coure eficients i que estalvien energia.
※ Fabricació de motors
En la fabricació de motors, els aliatges de coure altament conductors i d'alta resistència s'utilitzen àmpliament. Les parts principals que utilitzen coure són l'estator, el rotor i el cap de l'eix. En els motors grans, els bobinatges es refreden amb aigua o hidrogen, que s'anomena refrigeració interna d'aigua doble o motors de refrigeració d'hidrogen, que requereix una gran longitud de cable buit.
Els motors són grans consumidors d'energia elèctrica i representen aproximadament el 60% de tot el subministrament d'energia elèctrica. La factura elèctrica acumulada pel funcionament d'un motor és molt elevada. Normalment assoleix el cost original del motor en les primeres 500 hores de funcionament, que equival a 4 a 16 vegades el cost en un any, i pot arribar a 200 vegades el cost durant tota la vida útil. Un petit augment de l'eficiència del motor no només pot estalviar energia; també pot aconseguir beneficis econòmics importants. El desenvolupament i l'aplicació de motors d'alta eficiència és un tema candent al món. Atès que el consum d'energia dins del motor prové principalment de la pèrdua de resistència del bobinatge; per tant, augmentar la secció transversal del fil de coure és una mesura clau per desenvolupar motors d'alta eficiència. Alguns motors d'alta eficiència que han estat pioners en els últims anys utilitzen entre un 25 i un 100% més de bobinats de coure que els motors tradicionals. Actualment, el Departament d'Energia dels Estats Units està finançant un projecte de desenvolupament per produir rotors de motor amb tecnologia de coure fos.
※ Cable de comunicació
Des de la dècada de 1980, a causa dels seus avantatges com ara la gran capacitat de transport de corrent, els cables de fibra òptica han substituït contínuament els cables de coure a les línies troncals de comunicació i s'han promogut i aplicat ràpidament. Tanmateix, convertir l'energia elèctrica en energia lluminosa i connectar-la als usuaris encara requereix una gran quantitat de coure. Amb el desenvolupament de les comunicacions, les persones depenen cada cop més de les comunicacions i la demanda de cables de fibra òptica i cables de coure continuarà augmentant.
※ Cablejat elèctric residencial
En els darrers anys, amb la millora del nivell de vida de les persones al nostre país i la ràpida propagació dels electrodomèstics, la càrrega elèctrica residencial ha crescut ràpidament. El consum d'electricitat residencial al nostre país encara es desenvoluparà molt en el futur, cosa que també augmentarà molt l'aplicació de cables de coure.
B.Aplicacions a la indústria electrònica
La indústria electrònica és una indústria emergent. En el seu procés de desenvolupament en auge, es desenvolupen constantment nous productes d'acer i nous productes.
