Empat Keluarga dan Bagaimana Mereka Didefinisikan
Kebingungan dimulai dengan nama. Tembaga merah dan tembaga murni adalah sama, tembaga murni dengan kandungan tembaga yang sangat tinggi; kuningan adalah paduan tembaga-seng; perunggu awalnya berarti paduan tembaga-timah tetapi sekarang mencakup kelompok yang lebih luas; dan tembaga putih, atau cupronickel, adalah paduan tembaga-nikel. Keluarga-keluarga tersebut diberi nama berdasarkan elemen yang mendominasi paduan tersebut, dan sebutan tempa Tiongkok untuk semuanya dicantumkan bersama dalam GB/T 5231, yang merupakan cara tercepat untuk memeriksa arti sebenarnya dari sebuah nama dagang.
| Keluarga | Elemen paduan utama | Sebutan khas | Massa jenis, kg/dm3 |
|---|---|---|---|
| Tembaga murni/tembaga merah | tidak ada, Cu 99,70% ke atas | T1, T2, T3 | 8.9 |
| Kuningan | seng | H62, H68, H90 | 8.4 hingga 8.9 |
| Perunggu | timah, aluminium, silikon atau lainnya | QSn6.5-0.1, QAl10-4-4 | 8,7 hingga 8,9 |
| Tembaga putih / cupronickel | nikel | BFe10-1-1, BFe30-1-1 | 8.9 |
Tembaga Murni dan Tembaga Merah
Tembaga murni, yang disebut tembaga merah dalam perdagangan, memiliki konduktivitas listrik dan termal tertinggi dari empat kelompok dan sifat mampu bentuk dingin dan panas yang sangat baik. Bahan kelas T1 dimurnikan menjadi 99,95% tembaga ke atas, T2 menjadi sekitar 99,90%, dan T3 menjadi sekitar 99,70%; konduktivitas turun seiring dengan meningkatnya kandungan pengotor, dan kandungan oksigen juga sama pentingnya, karena oksigen terlarut menyebabkan porositas uap selama pengelasan dan pematrian. Tembaga dengan kemurnian-tinggi,-oksigen rendah digunakan untuk busbar, konduktor kabel, kumparan induksi, elektroda-pengetsaan elektro, dan penukar panas, dan biasanya diurutkan ke kelas konduktivitas serta kelas kemurnian.
Kelemahan tembaga murni adalah kekuatannya. Kekuatan tarik anilnya berkisar antara 200 hingga 250 MPa, sehingga jika suatu bagian harus menghantarkan dan memikul beban, paduan tembaga encer tinggi seperti tembaga kromium atau tembaga berilium akan dipilih sebagai gantinya.
Kuningan
Kuningan adalah tembaga ditambah seng. Kuningan biner sederhana, seperti H90 atau H68, adalah paduan-fasa tunggal yang dinilai memiliki keuletan, tarikan dalam, dan permukaan bersih; kuningan dua-fasa seperti H62 dan H59 memiliki kekuatan lebih tinggi dan kemampuan mesin lebih baik dan merupakan dasar dari grade-pemotongan bebas dan-tempa panas. Menambahkan timah akan meningkatkan pemecahan chip; menambahkan timah, aluminium, mangan, besi atau silikon menghasilkan kuningan khusus dengan kekuatan lebih tinggi dan ketahanan korosi lebih baik.
| Milik | Tembaga, T2 dianil | Kuningan, H62 | Cupronickel, 10% Ni |
|---|---|---|---|
| Konduktivitas listrik | sekitar 100% IACS | sekitar 27 hingga 28% IACS | sekitar 9% IACS |
| Kekuatan tarik, melunak | 200 hingga 250 MPa | 370 hingga 450 MPa | 290 hingga 380 MPa |
| Ketahanan terhadap air laut | sedang, rawan erosi | risiko dezincifikasi pada-kadar seng tinggi | bagus sekali |
Kuningan dengan kandungan seng lebih dari 20% juga rentan terhadap retak korosi akibat tegangan dalam atmosfer lembab yang mengandung amonia, itulah sebabnya anil pelepas tegangan ditentukan untuk bagian kuningan yang dibentuk dingin. Tabung mulus kuningan, terbuat dari kualitas yang lebih lembut, masih banyak digunakan untuk kondensor, pipa-bersuhu rendah, dan komponen penukar panas.
Perunggu
Perunggu adalah keluarga bantalan. Perunggu timah, yang disebut QSn dalam praktik Tiongkok, menggabungkan kapasitas beban yang baik, gesekan rendah, dan ketahanan terhadap korosi yang berguna, namun harga timah mahal, sehingga perunggu timah bertimbal dan kualitas tuang seperti CuSn7ZnPb tetap menjadi pilihan volume untuk semak-semak dan roda cacing. Perunggu aluminium, misalnya QAl10-4-4 atau kelas cor CuAl10Fe5Ni5-C, jauh lebih kuat dan jauh lebih tahan terhadap erosi air laut, dan merupakan bahan standar untuk baling-baling, pompa, dan katup dalam pelayanan kelautan. Perunggu silikon digunakan di mana kombinasi kekuatan, kemampuan las dan ketahanan terhadap korosi diperlukan dalam bentuk fabrikasi daripada cetakan.
Nama dagang "perunggu merah" diterapkan pada beberapa-perunggu timah tembaga tinggi karena warnanya kemerahan, bukan emas, yang merupakan salah satu alasan nama keluarga tidak dapat diandalkan dalam dokumen pembelian: sebutan paduan dan standarnya, bukan warnanya, harus ditulis pada pesanan.
Tembaga Putih dan Panduan Seleksi
Tembaga putih didefinisikan oleh nikel sebagai unsur paduan utama. Ia memiliki ketahanan korosi air laut terbaik dari empat keluarga, ketahanan yang baik terhadap retak korosi tegangan, ketahanan listrik yang stabil terhadap suhu, dan penampilan keperakan, itulah sebabnya ia digunakan untuk tabung kondensor, pipa air laut, kawat resistansi, koin dan bagian instrumen. Ini juga merupakan konduktor terlemah dari empat kelompok, sekitar 9% IACS untuk kadar nikel 10%.
Konduktivitas diutamakan: gunakan tembaga murni, dan jika kekuatan juga diperlukan, pindah ke paduan tembaga-tinggi yang encer.
Permesinan dan pembentukan ekonomi terlebih dahulu: gunakan kuningan, dan pilih tingkatan berdasarkan kandungan seng dan kekuatan yang dibutuhkan.
Tugas bantalan dan keausan: gunakan perunggu timah untuk kelancaran, perunggu aluminium untuk beban dan erosi laut.
Layanan air laut atau klorida basah: gunakan cupronickel, dengan aluminium perunggu untuk komponen cor dan perunggu aluminium nikel untuk ketahanan kavitasi.
Selalu sebutkan standar dan peruntukannya, temper, bentuk produk dan konduktivitas atau kelas mekanik yang diperlukan, karena nama dagang seperti tembaga merah atau tembaga putih tidak menentukan spesifikasi.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Q: Apakah tembaga merah sama dengan tembaga murni?
J: Ya. Tembaga merah adalah nama dagang untuk tembaga murni-dengan kemurnian tinggi. Nilai seperti T1, T2 dan T3 berbeda terutama dalam kandungan tembaga dan tingkat pengotor sisa, yang pada gilirannya mengontrol konduktivitas dan perilaku pengelasan.
Q: Apa perbedaan antara kuningan dan perunggu?
A: Kuningan terutama dicampur dengan seng, dan perunggu dengan timah atau dengan elemen lain seperti aluminium atau silikon. Kuningan umumnya lebih mudah dikerjakan dan lebih murah, sedangkan perunggu menawarkan perilaku bantalan yang lebih baik dan, dalam keluarga perunggu aluminium, kekuatan yang jauh lebih tinggi di air laut.
T: Apakah tembaga putih termasuk jenis kuningan?
J: Tidak. Tembaga putih adalah paduan tembaga-nikel. Warnanya yang keperakan dan kandungan sengnya yang rendah membedakannya dari kuningan, dan dipilih terutama karena ketahanannya terhadap air laut dan ketahanan listrik yang stabil.
Q: Keluarga manakah yang memiliki daya hantar listrik tertinggi?
A: Tembaga murni, mendekati 100% IACS dalam kondisi lunak anil. Kuningan memiliki kandungan IACS sekitar 27 hingga 28%, perunggu masih lebih rendah, dan kadar nikel cupronickel 10% biasanya memiliki IACS sekitar 9%.
T: Mengapa kuningan retak saat digunakan?
J: Kuningan-seng tinggi yang telah dibentuk dingin akan menahan tegangan sisa dan dapat rusak karena retak korosi tegangan dalam atmosfer lembab yang mengandung amonia atau garam amonium. Anil pelepas stres setelah pembentukan menghilangkan sebagian besar risiko tersebut.
T: Bagaimana cara menulis pesanan paduan tembaga untuk menghindari kebingungan?
A: Nyatakan standar, penunjukan paduan, bentuk produk, temper, dimensi dan toleransi, serta kelas mekanik atau konduktivitas yang diperlukan. Nama dagang saja, seperti tembaga merah atau tembaga putih, bukanlah spesifikasi.
