Огромная часть добываемых металлов используется в промышленности в виде сплавов. Их научились изготавливать ещё до нашей эры. Что такое сплавы? Как называется сплав, основу которого составляют медь и цинк? Где он применяется? Ответы на эти вопросы – в статье.
1 Что собой представляет сплав цинка и меди, как он называется?
Латунь, речь о которой пойдет в данной статье, характеризуется превосходной стойкостью против коррозии и высоким показателем прочности. Это отличает ее от многих других металлов, а также непосредственно от меди. В атмосферных условиях латуни имеют величину коррозионной стойкости среднюю между медью и цинком.
Описываемые сплавы славятся своими уникальными технологическими характеристиками, что позволяет применять их для изготовления всевозможных легко формуемых и обрабатываемых изделий со сравнительно небольшими геометрическими размерами.
Любая латунь идеально подходит для производства отливок (это обусловлено незначительной склонностью сплава к ликвации и прекрасной его текучестью). Также из латуни разных марок получаются замечательные полуфабрикаты катаного типа – проволока, полосы, листы, разнообразные профильные изделия, ленты. Процесс производства подобных полуфабрикатов очень прост, так как сплавы на основе цинка и меди без проблем поддаются деформации, которая называется пластической.
Латунь может содержать цинка от 5 до 45 процентов (существуют сплавы и с большим содержанием этого химического элемента, но они применяются крайне редко в практической деятельности человека). В тех случаях, когда концентрация цинка в сплаве составляет от 20 до 36 процентов, латуни называют желтыми, 5–20 процентов – красными (иначе – томпак).
Теплопроводность меди по своей величине выше, чем у латуни (аналогично обстоит ситуация и с показателем электропроводности). Кроме того, медь дороже латуни. Понятно, что экономически целесообразнее использовать сплавы, а не чистые медные материалы, так как между собой по ряду технологических, механических и антифрикционных характеристик они практически ничем не отличаются.
Источник: http://tutmet.ru/splav-medi-cinkom-nazyvaetsja-latun-tompak.html
История открытия
Сплав меди с цинком впервые получили в Древнем Риме, при правлении императора Августа в первом веке нашей эры. Стоит отметить, что данный металл при раскопках находили также в Китае, Греции и Индии. Получали его при плавлении меди с рудой цинка (чистый металл удалось получить позже).
В Европе впервые получили латунь в конце 19 века при смешивании чистого цинка и медных заготовок под действием высоких температур. Она применялась для изготовления ювелирных украшений. Данный элемент без примеси завозили из Восточных стран, так как своя технология добычи была утрачена в 11 веке.
Источник: http://metalloy.ru/splavy/med-s-tsinkom
Исторический ракурс
Согласно историческим данным, первый медный сплав появился к 7 тыс. до н.э. Позже в качестве добавки стало использоваться олово. В это время, именуемое бронзовым веком, из такого материала изготавливалось оружие, зеркала, посуда и украшения.
Технология производства менялась. Появились добавки в виде мышьяка, свинца, цинка и железа. Все зависело от требований, предъявляемых к предмету. Материал для украшений нуждался в особом подходе. Состав сплава состоял из меди, олова и свинца.
Начиная с 8 в. до н. э. в Малой Азии была разработана технология получения латуни. В это время еще не научились добывать чистый цинк. Поэтому в качестве сырья использовалась его руда. С течением времени производство медных сплавов постоянно расширялось и до сих пор находится на первых местах.
Источник: http://metekspert.ru/svojstva/splavy-medi.html
Характеристики и свойства
Сплав меди и цинка имеет следующие технические характеристики:
- номинальная плотность меняется от значения 8300 кг/м3 до 8800 кг/м3, такие изменения являются результатом применения в сплаве разных добавок.
- низкое внутреннее удельное сопротивление току 0,08*10-6 Ом;
- теплоемкость при нормальной температуре окружающей среды 0,377 кДж/кг;
- температура плавления от 890°С до 940°С.
Чтобы защитить, металл покрывают лаком, чем обеспечивают защиту от окисления и потемнения. К полезным свойствам медно-цинкового сплава относят:
- устойчивость к действию коррозии;
- стабильность при ковке, а также пластичность, при том, что показатели прочности приближены к значениям оригинальных металлов;
- сплав не подвергается разрушению при понижении температуры во время механической обработки, однако явление хрупкости может проявиться при нагреве до литейных значений.
Устойчивость к коррозии сплава
Источник: http://metalloy.ru/splavy/med-s-tsinkom
Изготовление
В процессе производства латуни используются специальные карты с указанием технологии плавления, ее разрабатывают в промышленных бюро. Часто сырьем для сплава служат заготовки из меди, а также лом из цинка. Операция плавки данного материала — сложный процесс, для которого используют печи разной модификации. Чаще используются индукционные агрегаты, работающие в сети низкой частоты тока при наличии магнитного сердечника.
При плавлении вещества могут улетучиваться из состава. Так как цинк считается вредным для здоровья металлом, в производственных помещениях рекомендуется устанавливать вентиляцию высокой мощности. В течение всего цикла ведут контроль за температурными показателями, из-за чего предотвращается возгорание сплава.
Предварительно рекомендуется очищать полости печей от продуктов предыдущего литья. Далее разогревают медные заготовки до ярко красного оттенка, после добавляют цинковый лом. Такая последовательность предотвращает образование окислительных реакций. Латунь литейного типа разливают в формы круглого плоского вида, для удобства при последующей обработки.
Для улучшения качества сплава используют:
- олово и марганец, при этом повышается прочность и устойчивость к разрушению в агрессивной среде;
- свинец, в результате заготовка из латуни может быть подвержена обработке резцами на станке;
- высокая стойкость к кислотной и щелочной среде достигается при добавлении никеля;
- алюминий защищает сплав во время литья от испарения цинка;
- кремнием улучшают свойство сваривания с металлами, но понижают прочность.
Источник: http://metalloy.ru/splavy/med-s-tsinkom
4 Деформируемые и литейные латуни
Деформируемые сплавы (томпак и другие) характеризуются высокими антифрикционными характеристиками, большой антикоррозионной стойкостью и пластичностью. Кроме того, они очень легко и надежно соединяются со сталью посредством сварки. По этой причине их используют для выпуска различных биметаллических конструкций и изделий. А непосредственно томпак, имеющий благородный золотистый оттенок, применяется для производства всевозможной фурнитуры и художественных элементов (его пайка, как и пайка медных труб, а также других изделий из меди достаточно проста).
Деформируемые марки латуни идут на изготовление:
- конденсаторных труб (ЛМш68-0,05, ЛО60-1, ЛО62-1, ЛО70-1, ЛО90-1, ЛА77-2);
- не поддающихся ржавлению элементов машин (ЛК80-3), речных и морских судов (ЛМцА57-3-1, ЛАЖ60-1-1);
- изделий, производимых резкой (ЛЖС58-1-1);
- втулок, болтов, гаек (ЛС59-1, ЛМц58-2, ЛС60-1);
- матриц для полиграфических комбинатов (ЛС64-2).
Двойные латуни (не томпак) используются для выпуска деталей машин и патрубков с большой толщиной стен (Л60), штампованных деталей (Л68), компонентов химических и теплотехнических агрегатов (Л80, Л90) и других изделий.
Латуни литейного класса за счет своих свойств (высокая жидкотекучесть, отличные технологические и механические показатели, стойкость к коррозии, отсутствие склонности к ликвации) рекомендовано применять для изготовления далее указанных деталей:
- штуцеров автомобильных гидравлических механизмов (ЛЦ25С2);
- подшипников, сепараторов (ЛЦ40С);
- винтов червячной конструкции с большой массой (ЛЦ23А6ЖЗМц2);
- ответственных изделий, функционирующих при температурах в районе +300 градусов (ЛЦ40МцЗЖ);
- стойких к ржавлению изделий (ЛЦЗОАЗ).
Источник: http://tutmet.ru/splav-medi-cinkom-nazyvaetsja-latun-tompak.html
Преимущества цинковых сплавов
Большинство таких соединений обладают следующими достоинствами:
- Повышенная устойчивость к коррозийным процессам.
- Увеличенная прочность, что обеспечивает защиту от повреждений механического характера.
- Обладают отличными литейными качествами – могут применяться для изготовления мелких деталей и изделий.
- Не подвержены влиянию времени – сохраняют практически изначальный вид.
Стоит помнить, что наличие в сплаве даже небольшого количества примесей способствуют ухудшению характеристик – трещины, уменьшение жидкоплавкости, набухание. Потому, соблюдение технологий – главное правило получения качественного сплава (добавок должно быть не более 0,005%).
Отметим, что недостатком цинковых сплавов является их потемнение по истечению времени. Данный процесс возникает из-за образования оксидной пленки на поверхности детали/изделия. Она образуется при воздействии с влагой или воздухом. Потому, для избегания этого требуется нанесение защитных гальванических покрытий, которые обеспечат большой эксплуатационный ресурс материала.
Источник: http://titan-spec.ru/harakteristiki/splav-medi-s-olovom-nazyvaetsya.html
Виды цинковых сплавов по назначению
По назначению сплавы цинка могут быть нескольких видов:
- Деформируемые.15% – алюминий, 5%- медь, более 1% – магний. Изготавливается в виде листов или прутьев. По свойствам схожи с латунью.
- Литейные. Их изготавливают путем добавления в цинк 3-4% меди и алюминия, а также 0,05% магния. Имеют хорошую текучесть. Поэтому их изготавливают посредством литья под давлением или литья в формы.
- Антифрикционные. В их состав входит 10% алюминия, 5% меди и 0,1% магния. Изготавливаются посредством литья под давлением. Имеют низкий коэффициент трения и используются в автомобилестроении.
- Припои. Их используют для пайки алюминиевых деталей. Обычно включают в себя примеси – металлы. От этого повышается их прочность.
- Типографические. В их состав входит 7,5% алюминия, 2% магния и примерно 4% меди. Такие сплавы очень прочные, отлично льются в формы.
- Протекторные. В их состав входит не более 1% алюминия и мизерное количество кремния и магния. Устойчивы к коррозии даже во влажной среде. Поэтому такие сплавы применяются в качестве защитных материалов.
Цинковые сплавы хорошо себя зарекомендовали и получили широкое распространение. Но при их создании должны точно учитываться пропорции, иначе будет получен материал плохого качества.
Источник: http://metekspert.ru/svojstva/splavy-medi.html
Источники меди для вторсырья
Экономия ресурсов – важная экологическая и технологическая задача. Медь – слишком ценный элемент, чтобы запросто им разбрасываться. Поэтому при утилизации бытовых устройств и приборов (телевизоров, холодильников, компьютерной техники) нужно срезать все медь содержащие элементы и сдавать их на пункты сбора вторсырья. На производствах должен быть организован централизованный сбор списанных силовых кабелей и трансформаторов, электродвигателей, прочих медь содержащих деталей и устройств. Определённое содержание меди есть в испорченных люминесцентных лампах, что тоже стоит учитывать при утилизации.
Медь и медные сплавы, освоенные человечеством на самой заре цивилизации, остаются востребованными материалами и в технологическую эпоху, основу которой составляет железо. Современное промышленное производство невозможно себе представить без использования цветных металлов. В дальнейшем потребность в меди её сплавах будет только расти, поэтому очень важно относиться к данным материалам экономно и использовать их рационально.
Источник: http://titan-spec.ru/harakteristiki/splav-medi-s-olovom-nazyvaetsya.html
