Yang harus dimiliki oleh pemula di industri tembaga~Definisi, klasifikasi, dan penggunaan tembaga paling komprehensif dalam sejarah
Pendahuluan: Tembaga dimanfaatkan oleh masyarakat dalam bentuk berbagai macam logam, paduan dan senyawa. Ia juga telah merambah secara mendalam ke semua aspek produksi dan kehidupan, menjadi logam yang sangat diperlukan dan penting bagi umat manusia untuk mencapai perkembangan pesat di abad ke-21.
Definisi tembaga
Tembaga adalah suatu unsur kimia dengan lambang kimia Cu dan nomor atom 29. Merupakan logam transisi. Penggunaan tembaga yang paling umum adalah untuk membuat kabel. Biasanya kabel yang digunakan sekarang terbuat dari tembaga murni. Ini karena konduktivitas listrik dan konduktivitas termalnya berada di urutan kedua setelah perak, namun jauh lebih murah daripada perak.
Klasifikasi umum
Banyak orang mengira tembaga hanya ada satu jenis. Ini adalah satu-satunya. Namun sebenarnya, ada jenis tembaga lainnya. Misalnya paduan tembaga; kuningan adalah paduan yang terdiri dari tembaga dan seng; tembaga putih adalah paduan tembaga dan nikel; perunggu adalah paduan yang dibentuk oleh tembaga dan unsur-unsur selain seng dan nikel, terutama perunggu timah, perunggu aluminium, dll.; tembaga merah merupakan tembaga dengan kandungan tembaga yang tinggi, dan kandungan total pengotor lainnya kurang dari 1%.
Klasifikasi bahan pengolahan tembaga: tembaga sulfat, tembaga klorida, batang tembaga, batangan tembaga, batangan tembaga, pelat tembaga, kabel tembaga, paduan tembaga, tembaga mentah, strip tembaga, oksida tembaga, foil tembaga, tabung tembaga, foil tembaga, lumpur tembaga , tuang tembaga, tembaga elektrolitik, dan bahan tembaga paduan tembaga lainnya.
Bahan tembaga yang terbuat dari tembaga murni atau paduan tembaga dalam berbagai bentuk, termasuk batang, kabel, pelat, strip, batangan, tabung, foil, dll., secara kolektif disebut sebagai bahan tembaga. Bahan tembaga diproses dengan cara rolling, ekstrusi dan drawing. Pelat dan batangan tembaga digulung panas dan digulung dingin; strip dan foil digulung dingin; tabung dan batangan dibagi menjadi produk ekstrusi dan produk tarik; kabel semuanya adalah produk yang ditarik.
1
Tembaga murni
Tembaga murni adalah logam berwarna merah mawar, yang menjadi ungu setelah lapisan oksida tembaga terbentuk di permukaan. Oleh karena itu, tembaga murni industri sering disebut tembaga merah atau tembaga elektrolitik. Kepadatannya adalah 8~9g/cm3, dan titik lelehnya adalah 1083 derajat. Tembaga murni memiliki konduktivitas listrik yang baik dan banyak digunakan dalam pembuatan kawat, kabel, sikat, dll.; memiliki konduktivitas termal yang baik dan sering digunakan untuk pembuatan instrumen dan meteran magnetik yang harus dilindungi dari gangguan magnetik, seperti kompas, instrumen penerbangan, dll.; ia memiliki plastisitas yang sangat baik dan mudah untuk proses pengepresan panas dan dingin, dan dapat dibuat menjadi tabung, batang, kabel, strip, strip, pelat, foil, dan bahan tembaga lainnya. Produk tembaga murni merupakan produk yang dilebur dan diolah.
Bahan pengolahan tembaga Tiongkok dapat dibagi menjadi empat kategori menurut komposisinya: tembaga biasa (T1, T2, T3, T4), tembaga bebas oksigen (TU1, TU2 dan kemurnian tinggi, tembaga bebas oksigen vakum), tembaga terdeoksidasi ( TUP, TUMn), dan tembaga khusus dengan sedikit unsur paduan (tembaga arsenik, tembaga telurium, tembaga perak).
Konduktivitas listrik dan konduktivitas termal tembaga murni berada di urutan kedua setelah perak, dan banyak digunakan untuk membuat peralatan konduktif dan konduktif termal. Tembaga memiliki ketahanan korosi yang baik di atmosfer, air laut, asam non-oksidasi tertentu (asam klorida, asam sulfat encer), alkali, larutan garam dan berbagai asam organik (asam asetat, asam sitrat), dan digunakan dalam industri kimia. Selain itu, tembaga memiliki kemampuan las yang baik dan dapat diolah menjadi berbagai produk setengah jadi dan jadi melalui pengolahan plastik dingin dan panas. Pada tahun 1970-an, keluaran tembaga melebihi total keluaran jenis paduan tembaga lainnya.
Jejak kotoran dalam tembaga murni mempunyai dampak serius pada konduktivitas listrik dan termal tembaga. Diantaranya, titanium, fosfor, besi, silikon, dll. secara signifikan mengurangi konduktivitas listrik, sedangkan kadmium, seng, dll. memiliki pengaruh yang kecil. Oksigen, belerang, selenium, telurium, dll. memiliki kelarutan padat yang sangat rendah dalam tembaga dan dapat membentuk senyawa rapuh dengan tembaga, yang berdampak kecil pada konduktivitas, namun dapat mengurangi plastisitas pemrosesan. Ketika tembaga biasa dipanaskan dalam atmosfer pereduksi yang mengandung hidrogen atau karbon monoksida, hidrogen atau karbon monoksida mudah bereaksi dengan tembaga oksida (Cu2O) pada batas butir menghasilkan uap air bertekanan tinggi atau gas karbon dioksida, yang dapat menyebabkan retaknya tembaga. Fenomena ini sering disebut "penyakit hidrogen" pada tembaga. Oksigen berbahaya bagi kemampuan las tembaga. Bismut atau timbal membentuk titik leleh rendah eutektik dengan tembaga, membuat tembaga panas dan rapuh; dan ketika bismut rapuh didistribusikan dalam bentuk lapisan tipis pada batas butir, hal ini membuat tembaga menjadi dingin dan rapuh. Fosfor dapat secara signifikan mengurangi konduktivitas tembaga, namun dapat meningkatkan fluiditas cairan tembaga dan meningkatkan kemampuan las. Timbal, telurium, belerang, dll. dalam jumlah yang sesuai dapat meningkatkan kemampuan mesin.
2
Kuningan
Kuningan adalah paduan tembaga dan seng. Kuningan paling sederhana adalah paduan biner tembaga dan seng, disebut kuningan sederhana atau kuningan biasa. Perubahan kandungan seng pada kuningan dapat menghasilkan kuningan dengan sifat mekanik yang berbeda-beda. Semakin tinggi kandungan seng pada kuningan maka semakin tinggi kekuatannya dan semakin rendah plastisitasnya. Kandungan seng kuningan yang digunakan dalam industri tidak melebihi 45%. Kandungan seng yang lebih tinggi akan menyebabkan kerapuhan dan menurunkan kinerja paduan. Kuningan dapat dibagi menjadi dua kategori: pengecoran dan pemrosesan tekanan.
Kuningan dibagi menjadi:
1) Kuningan biasa
Ini adalah paduan yang terdiri dari tembaga dan seng. Bila kandungan seng kurang dari 39%, seng dapat larut dalam tembaga membentuk fasa tunggal yang disebut kuningan fasa tunggal, dengan plastisitas yang baik dan cocok untuk pemrosesan tekanan panas dan dingin. Bila kandungan seng lebih besar dari 39%, terdapat larutan padat b fasa tunggal dan berbahan dasar tembaga-seng, yang disebut kuningan dupleks. b membuat plastisitasnya kecil dan kekuatan tariknya meningkat, yang hanya cocok untuk pemrosesan tekanan panas.
Kode dilambangkan dengan "H+angka", H melambangkan kuningan, dan bilangan melambangkan fraksi massa tembaga. Misalnya, H68 mewakili kuningan dengan kandungan tembaga 68% dan kandungan seng 32%; kuningan cor memiliki "Z" sebelum kodenya, seperti ZH62.
H90 dan H80 berwarna satu fasa dan berwarna kuning keemasan, sehingga secara kolektif disebut emas, disebut pelapisan, dekorasi, medali, dll. H68 dan H59 termasuk dalam kuningan dupleks, yang banyak digunakan pada bagian struktur kelistrikan, seperti baut, mur, mesin cuci, pegas, dll.
Secara umum, kuningan satu fasa digunakan untuk pemrosesan deformasi dingin, dan kuningan dupleks digunakan untuk pemrosesan deformasi panas.
2) Kuningan khusus
Paduan multi-elemen yang terdiri dari unsur-unsur paduan lain yang ditambahkan ke kuningan biasa disebut kuningan. Elemen yang umum ditambahkan termasuk timah, timah, aluminium, dll., yang dapat disebut kuningan timah, kuningan timah, dan kuningan aluminium. Tujuan penambahan unsur paduan. Hal ini terutama untuk meningkatkan kekuatan tarik dan kemampuan proses.
Kode: "H + lambang unsur tambahan utama (kecuali seng) + fraksi massa tembaga + fraksi massa unsur tambahan utama + fraksi massa unsur lainnya".
Contoh: HPb59-1 berarti kuningan timbal dengan fraksi massa 59% tembaga, fraksi massa 1% unsur utama yang ditambahkan timbal, dan sisanya adalah seng.
3
Perunggu
Perunggu adalah paduan paling awal yang digunakan dalam sejarah. Awalnya mengacu pada paduan tembaga-timah. Karena warnanya yang biru keabu-abuan maka disebut perunggu. Untuk meningkatkan kinerja proses dan sifat mekanik paduan, sebagian besar perunggu juga ditambahkan dengan elemen paduan lainnya, seperti timbal, seng, fosfor, dll. Karena timah adalah elemen langka, banyak perunggu Wuxi bebas timah masih digunakan. di industri. Mereka tidak hanya murah, tetapi juga memiliki sifat khusus yang diperlukan. Perunggu juga dibagi menjadi dua kategori: pemrosesan tekanan dan produk pengecoran.
Kode: Metode representasi terdiri dari "Q+simbol dan fraksi massa unsur utama yang ditambahkan+fraksi massa unsur lainnya". Untuk produk cor, ditambahkan "Z" sebelum kode, seperti: Qal7 melambangkan aluminium perunggu dengan 5% aluminium dan sisanya tembaga; ZQsn10-1 mewakili perunggu timah cor dengan 10% timah, 1% elemen paduan lainnya, dan sisanya tembaga. Perunggu dapat dibagi menjadi dua kategori: perunggu timah dan perunggu khusus (yaitu perunggu Wuxi).
(1) Paduan tembaga-timah dengan timah sebagai unsur tambahan utama, disebut juga perunggu timah
Ketika kandungan timah kurang dari 5~6%, timah larut dalam tembaga membentuk larutan padat, dan plastisitasnya meningkat. Ketika kandungan timah lebih besar dari 5~6%, karena munculnya larutan padat berbahan dasar Cu31Sb8, kekuatan tariknya menurun. Oleh karena itu, kandungan timah pada timah perunggu sebagian besar antara 3~14%. Bila kandungan timah kurang dari 5%, cocok untuk pemrosesan deformasi dingin, dan bila kandungan timah 5~7%, cocok untuk pemrosesan deformasi panas. Bila kandungan timah lebih besar dari 10%, maka cocok untuk pengecoran.
Karena a dekat dengan potensial elektroda, dan timah dalam komposisinya membentuk lapisan timah dioksida padat setelah nitridasi, ketahanan korosi terhadap atmosfer dan air laut meningkat, tetapi ketahanan asamnya buruk.
Karena kisaran suhu kristalisasi perunggu timah lebar, fluiditasnya buruk, tidak mudah membentuk rongga penyusutan terkonsentrasi, tetapi mudah untuk membentuk segregasi dendrit dan rongga penyusutan tersebar, dan laju penyusutan pengecoran kecil, yang kondusif untuk mendapatkan coran dengan ukuran yang sangat mendekati cetakan casting. Oleh karena itu, cocok untuk kondisi pengecoran dengan bentuk yang rumit dan dinding tebal, namun tidak cocok untuk pengecoran yang memerlukan kepadatan tinggi dan penyegelan yang baik. Perunggu timah memiliki pengurangan gesekan yang baik, antimagnetisme, dan ketangguhan suhu rendah. Perunggu timah dapat dibagi menjadi dua kategori menurut metode produksinya: perunggu timah yang diproses dengan tekanan dan perunggu timah cor.
A. Perunggu timah yang diproses dengan tekanan
Kandungan timah umumnya kurang dari 8%, dan cocok untuk pengolahan tekanan dingin dan panas menjadi profil seperti pelat, strip, batang, dan tabung. Setelah mengeras, kekuatan tarik dan kekerasannya meningkat, sedangkan plastisitasnya menurun. Setelah anil dapat mempertahankan kekuatan tarik yang tinggi sekaligus meningkatkan plastisitas, terutama memperoleh batas elastis yang tinggi. Qsn4-3Qsn6.5~0.1 umumnya digunakan untuk suku cadang tahan korosi dan tahan aus, suku cadang elastis, suku cadang anti magnet, serta bantalan dan selongsong geser pada mesin.
B. Timah cor perunggu
Ini disuplai sebagai ingot dan dituangkan ke dalam coran oleh pengecoran. Sangat cocok untuk pengecoran dengan bentuk yang rumit tetapi persyaratan kepadatan rendah, seperti bantalan geser dan roda gigi. Yang umum digunakan adalah ZQsn10-1ZQsn6-6-3.
2) Perunggu khusus
Tambahkan elemen lain untuk menggantikan timah, atau perunggu bebas timah. Kebanyakan perunggu khusus memiliki sifat mekanik, ketahanan aus, dan ketahanan korosi yang lebih tinggi dibandingkan perunggu timah. Yang umum digunakan adalah perunggu aluminium (QAL7QAL5) dan perunggu timah (ZQPB30).
Paduan berbahan dasar tembaga dengan nikel sebagai unsur tambahan utama berwarna putih keperakan dan disebut tembaga putih. Kandungan nikel biasanya 10%, 15%, dan 20%. Semakin tinggi kandungannya, semakin putih warnanya. Paduan biner tembaga-nikel disebut tembaga putih biasa, dan paduan tembaga-nikel dengan mangan, besi, seng, dan aluminium disebut tembaga putih kompleks. Tembaga murni ditambah nikel dapat secara signifikan meningkatkan kekuatan, ketahanan korosi, ketahanan dan sifat termoelektrik. Tembaga putih industri dibagi menjadi tembaga putih struktural dan tembaga putih listrik sesuai dengan karakteristik kinerja dan kegunaannya, yang masing-masing memenuhi berbagai ketahanan terhadap korosi dan sifat listrik dan termal khusus.
4
Tembaga putih
Paduan berbahan dasar tembaga dengan nikel sebagai unsur tambahan utama berwarna putih keperakan dan disebut tembaga putih. Paduan biner tembaga-nikel disebut tembaga putih biasa, dan paduan tembaga-nikel dengan mangan, besi, seng, dan aluminium disebut tembaga putih kompleks. Tembaga murni ditambah nikel dapat secara signifikan meningkatkan kekuatan, ketahanan korosi, ketahanan dan sifat termoelektrik. Tembaga putih industri dibagi menjadi tembaga putih struktural dan tembaga putih listrik sesuai dengan karakteristik kinerja dan kegunaannya, yang masing-masing memenuhi berbagai ketahanan terhadap korosi dan sifat listrik dan termal khusus.
Metode identifikasi
Tembaga putih, kuningan, tembaga merah (juga disebut "tembaga merah"), dan perunggu (biru-abu-abu atau abu-abu-kuning) dibedakan berdasarkan warnanya. Diantaranya, tembaga putih dan kuningan sangat mudah dibedakan; tembaga merah adalah tembaga murni (pengotor<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.
Tembaga adalah logam paling awal yang digunakan oleh nenek moyang manusia. Ia memiliki banyak sifat luar biasa dan fungsi luar biasa, yang tidak hanya memberikan kontribusi yang tak terhapuskan bagi kemajuan masyarakat manusia; tetapi juga terus mengembangkan kegunaan baru seiring dengan perkembangan peradaban manusia. Tembaga adalah logam kuno dan bahan rekayasa modern yang penuh vitalitas dan kekuatan. Saat ini, umat manusia telah memasuki masyarakat yang penuh warna dan beradab yang ditandai dengan elektrifikasi dan informasi elektronik, yang telah membuka lahan yang lebih luas untuk penerapan tembaga.
