Какими магическими свойствами обладает латунь?
17.05.2019
В настоящее время латунь широко используется во многих сферах промышленности. Из нее изготавливают фурнитуру и ручки для дверей и мебели, а также многое другое. Люди издавна заметили, что этот металл обладает рядом особых магических свойств, которые будут более подробно рассмотрены в данной статье.
Основная информация
Еще в древние времена семьи, в которых были дети, тяжело поддающиеся обучению грамоте, обращались к колдунам. Маги устраняли данную проблему при помощи латуни. Они заметили, что этот металл положительно влияет на способности человека к обучению, помогает более эффективно усваивать новый материал и пробуждает интерес к наукам и познанию окружающего мира. Колдуны проводили особые ритуалы над детьми с использованием латуни, после чего они начинали намного лучше учиться.
Этот металл также способен устранять конфликтные ситуации и мирить поссорившихся людей. Он повышает коммуникабельность, отзывчивость, толерантность и милосердие. Кроме того, латунь обладает сильнейшими защитными свойствами. Она оберегает человека от сглаза и порчи, зависти и негатива, отправляя все отрицательные чувства к тому, кто их испытывает. Кусочки латуни практически всегда имеются в распоряжении ясновидящих, так как они способны повышать экстрасенсорные способности.
На протяжении достаточно продолжительного времени латунь выполняла функцию магической замены золота. Она служила неотъемлемым элементом ритуалов, которые проводились с целью привлечения богатства. Кроме того, этот металл помогал колдунам лечить людей от различных заболеваний. Так, при помощи латунного кольца можно было остановить колики в животе. Ну а для того чтобы прекратить носовое кровотечение, изготовленный из этого металла ключ помещали на затылок у шеи или ниже спины. Считается, что предметы из этого материала заряжают дом положительной энергией и защищают от отрицательной. Если вы хотите в этом убедиться, приобретите в нашей компании дизайнерский эксклюзив — мебельную ручку из латуни.
Латунь. Описание, свойства, происхождение и применение металла
Латунь — сплав меди с цинком (от 5 до 45%). Латунь с содержанием от 5 до 20% цинка называется красной (томпаком), с содержанием 20–36% Zn – желтой. На практике редко используют латуни, в которых концентрация цинка превышает 45%. Цинк более дешевый материал по сравнению с медью, поэтому его введение в сплав одновременно с повышением механических, технологических и антифрикационных свойств, приводит к снижению стоимости — латунь дешевле меди. Электропроводность и теплопроводность латуни ниже, чем меди.
СТРУКТУРА
Медь с цинком образуют кроме основного α-раствора ряд фаз электронного типа β, γ, ε. Наиболее часто структура латуней состоит из α- или α+β’- фаз: α-фаза — твёрдый раствор цинка в меди с кристаллической решёткой меди ГЦК, а β’-фаза — упорядоченный твёрдый раствор на базе химического соединения CuZn с электронной концентрацией 3/2 и примитивной элементарной ячейкой.
При высоких температурах β-фаза имеет неупорядоченное расположение ([ОЦК]) атомов и широкую область гомогенности. В этом состоянии β-фаза пластична. При температуре ниже 454—468 °C расположение атомов меди и цинка в этой фазе становится упорядоченным, и она обозначается β’. Фаза β’ в отличие от β-фазы является более твёрдой и хрупкой; γ-фаза представляет собой электронное соединение Cu5Zn8.
СВОЙСТВА
Плотность — 8300—8700 кг/м³. Удельная теплоёмкость при 20 °C — 0,377 кДж·кг−1·K−1. Удельное электрическое сопротивление — (0,07-0,08)·10−6 Ом·м. Диамагнетик, так как медь и цинк диамагнетики.
Температура плавления латуни в зависимости от состава достигает 880—950 °C. С увеличением содержания цинка температура плавления понижается. Латунь достаточно хорошо сваривается (однако нельзя сваривать латунь сваркой плавлением — можно, например, контактной сваркой) и прокатывается. Хотя поверхность латуни, если не покрыта лаком, чернеет на воздухе, но в массе она лучше сопротивляется действию атмосферы, чем медь. Имеет жёлтый цвет и отлично полируется.
ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА
Пока есть медь, будет и латунь. В виде самородков, латуни не бывает, так как это сплав.
В технологии получения латуни задействованы процессы медной, цинковой промышленности, а также переработка вторсырья. Сырьём для производства сплавов являются заготовки меди, цинка и других металлов для получения многокомпонентных сплавов. Также используются собственные отходы производства и вторичное сырьё. Все заготовки изготовлены в соответствии с ГОСТ.
Для плавки латуни используют различные виды плавильных печей, применяющихся для плавки медных сплавов. Самыми эффективными являются электрические индукционные низкочастотные печи с магнитопроводом. Плавку проводят под вытяжной вентиляцией, поскольку некоторые элементы сплава интенсивно испаряются и могут навредить здоровью человека.
ПРИМЕНЕНИЕ
Из латуни производят охлаждающие системы для моторов, разнообразные втулки, переходники. Сплав используется в строительной сфере. Например, для изготовления сантехнического оборудования и элементов дизайна. Элементы для крепежа, такие как болты и гайки, также производят из латуни. Этот сплав применяется в судостроении и при изготовлении боеприпасов.
Поскольку, внешне металл напоминает золото, его широко применяют ювелиры. Сплав становится материалом для посуды, фурнитуры, украшений, орденов.
Двусоставную латунь с максимальным содержанием меди пускают на змеевики, машинные запчасти, техническую аппаратуру. Болты, гайки, шурупы изготавливают из сплава со средним содержанием красного металла.
Многокомпонентные латуни пригождаются при производстве самолетов, водных судов, труб ( в том числе, и для холодильного оборудования), часов, пружин, арматуры, сепараторов. Пригождается сплав и в полиграфии. Там из латуни делают матрицы для печати.
Латунь (англ. Brass) — CuZn
Молекулярный вес | 321.42 г/моль |
Происхождение названия | во времена Августа в Риме латунь называлась орихалк ( aurichalcum — буквально «златомедь» ), из неё чеканились сестерции и дупондии. Орихалк получил название от цвета сплава, похожего на цвет золота. |
IMA статус | не подтвержден |
КЛАССИФИКАЦИЯ
Strunz (8-ое издание) | 1/A.04-15 |
Nickel-Strunz (10-ое издание) | 1.AB.10a |
Dana (7-ое издание) | 01.01.06.00 |
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Цвет минерала | желтый |
Цвет черты | желто-золотой |
Прозрачность | непрозрачный |
Блеск | металлический |
Спайность | нет |
Твердость (шкала Мооса) | нет |
Прочность | ковкий |
Излом | неравномерный |
Плотность (измеренная) | в зависимости от состава сплава |
Радиоактивность (GRapi) | 0 |
Магнетизм | диамагнетик |
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Тип | изотропный |
Цвет в отраженном свете | нет |
Плеохроизм | не плеохроирует |
Люминесценция в ультрафиолетовом излучении | не флюоресцентный |
КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Точечная группа | m3m (4/m 3 2/m) — гексаоктаэдральный |
Пространственная группа | Unk |
Сингония | кубическая |
Интересные статьи:
mineralpro.ru 13.07.2016Ювелирный металл латунь | Ювелирум
В античности латунь была известна под названием «орихалк» («златомедь»). Древние римляне чеканили из неё монеты, а греки слагали легенды о таинственном металле, из которого сделан щит Геракла.
Латунь – не чистый металл, а сплав меди с цинком. За тысячи лет до нашей эры медь сплавляли с цинковой рудой, но только в 1781 году британец Джеймс Эмерсон догадался сплавить с медью чистый цинк – и запатентовал этот способ получения латуни.
Свойства «вечного металла»
В латуни содержится от 55% до 95% меди и от 5% до 45% цинка. Чтобы повысить литейные свойства сплава, в него добавляют олово, никель, свинец, марганец и другие элементы. Простые латуни маркируются буквой «Л» и числом, которое обозначает процентное соотношение меди. Например, сплав Л85 на 85% состоит из меди и на 15% из цинка.
Обычно у латуни жёлтый цвет, но добавки окрашивают её в золотистый, красноватый и зеленоватый. Температура плавления латуни также зависит от состава и колеблется в пределах 900–950ºC. Латунь отлично полируется, сваривается и прокатывается, она устойчива к жару и коррозии. Воздействию атмосферы латунь сопротивляется лучше, чем чистая медь, но может почернеть, если не покрыть её поверхность лаком. За износостойкость латунь прозвали «вечным металлом».
Что мастерят из «поддельного золота»
В быту латунь встречается редко, хотя широко известны латунные самовары – они равномерно прогреваются, не прогорают и долго удерживают тепло. В основном латунь используют при создании фурнитуры, деталей машин, судов и приборов, змеевиков, пружин. Кроме того, из неё производят ордена, медали, церковную утварь, духовые инструменты.
В ювелирном деле латунь занимает особое место: ещё в 18-19 веках латунные украшения продавали под видом золотых, а её так и называли – «поддельное золото». Сегодня же из латуни производят бижутерию и недорогие украшения. Также начинающие ювелиры практикуются на марках латуни Л62 и Л68 – их свойства аналогичны золоту 583-й пробы.
Из латуни делают кольца, серьги, кулоны, браслеты, винтажные и этнические украшения. Пластичную и лёгкую в обработке латунь чернят, серебрят и покрывают позолотой. Спрос на латунь растёт из-за интереса людей к околоювелирному хэндмейду типа wire wrap (кручение проволоки). Кроме того, из латуни можно отливать изделия по восковой модели, а благодаря золотистому цвету она популярнее бронзы.
что это такое, состав и свойства сплава, сферы его применения
Латунь — это металлический сплав на основе меди (Cu) и цинка (Zn), в который могут добавляться никель, свинец, олово, алюминий, марганец. В зависимости от состава сплав приобретает различные свойства и цвета.
Несмотря на открытие цинка, являющегося главным компонентом латуни, лишь в XVI веке, она была известна человеку и до нашей эры. Например, римляне сплавляли медь с галмеем (цинковой рудой) и делали из сплава различные украшения и тонкостенную посуду.
Производство сплава распространилось и на среднюю Азию, откуда изделия попадали на Русь, где так же оценили прочность и блеск материала. И только после открытия цинка в 1746 году стало возможным появление латуни в привычном для современного человека виде. Произошло это 13 июля 1781 года, когда Джеймс Эмерсон зарегистрировал соответствующий патент, поэтому говорят, что латунь была открыта 2 раза.
Состав латуни
Классической формулой латуни является соотношение меди и цинка как 1:2. Именно такое соотношение упоминается ещё на рубеже XIX и XX веков в энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона. В современных условиях количество добавляемого в медь цинка может быть значительно меньше, но, как правило, не превышает 30%, за исключением технических сплавов, в которых допускается наличие и 50% цинка. Чем больше цинка добавляется, тем ниже стоимость итогового материала, так как цинк сам по себе дешевле меди.
По составу сплава различают:
- Двухкомпонентные, формула которых является достаточно простой и представляет собой сочетание меди и цинка в различных пропорциях. Такой сплав, в соответствии с ГОСТ, маркируется буквой «Л», за которой следует цифра, обозначающая процентное содержание меди. Например, «Л80», то есть сплав состоит из 80% меди и 20% цинка.
- Многокомпонентные, содержащие дополнительные элементы, которые называют легирующими, например, олово, свинец, алюминий и др. Маркировка таких сплавов зависит от находящихся в их составе элементов, причём подсчёт количества цинка производится путём вычитания из 100% доли других элементов. Например, латунный сплав, состоящий из 63% меди, 3% свинца и 34% цинка, будет выглядеть как «ЛС63–3».
В зависимости от содержания цинка в латунном сплаве, выделяют:
- Красную, содержание цинка в которой находится в пределах 5–20%
- Жёлтую, содержащая более 20% цинка
Свойства латуни
Температура плавления латуни составляет 880–950 °C, причём, чем выше содержание цинка, тем ниже будет температура плавления. Она отлично поддаётся обработке давлением, имеет высокие механические свойства, неплохую устойчивость к коррозии. Однако, например, бронза выигрывает у латуни в прочности и коррозийной устойчивости. А также она неустойчива в морской воде, углекислых растворах и в органических кислотах. Неприятным свойством сплава является его потемнение на открытом воздухе, для предотвращения этого латунные изделия покрывают лаком. Латунные детали не теряют пластичность при понижении температуры, что делает их хорошим конструкционным материалом.
Латунь и медь очень схожи внешне, и непрофессионалу будет сложно разграничить их. Первая имеет повышенную твёрдость и износоустойчивость, но является менее тугоплавкой. При этом латунный сплав значительно удобнее в обработке за счёт высокой ковкости и вязкости. Он превосходит медь и по коррозийной стойкости, причём более высокая температура повышает скорость образования коррозии, источником которой могут стать высокая влажность, повышенное содержание аммиака и сернистого газа в воздухе. Для её предупреждения латунные изделия подлежат обжигу при низких температурах после обработки.
Свойства отдельных видов латуней
Деформируемые латуни — такие сплавы, в которых содержание цинка менее 10%, их ещё называют томпак. Томпак пластичен, не ржавеет и обладает низкой силой трения. Томпак хорошо сваривается со сталью и имеет золотистый оттенок.
Литейная латунь предназначена для создания изделий путём литья. Содержание меди в ней варьируется от 50 до 80%. Такой сплав не подвержен ржавчине, не подвержен деформации посредством трения с другими материалами, хорошо сопротивляется силовому внешнему воздействию (высокие механические свойства), не имеет склонности к распаду. А также, благодаря жидкому состоянию, металл удобен в обработке, что позволяет залить его в любую форму.
Автоматная латунь — сплав, обязательным элементом которого является свинец, позволяющий получать короткую стружку при обработке изделия в автоматизированном режиме, что снижает износ разделяющего механизма, повышая скорость работы.
Влияние легирующих элементов на свойства сплава
Легирующий элемент — такой элемент, который добавляется в металл, для изменения его структуры и химического состава.
- За счёт алюминия достигается снижение летучести сплава, так как на поверхности расплавленной латуни появляется защитный слой из оксида алюминия.
- Магний используют, как правило, в сочетании с железом и алюминием для достижения повышенной прочности и коррозийной стойкости изделия.
- Никель защищает сплав от отрицательного влияния процессов окисления
- Свинец является самым распространённым легирующим элементом, который повышает пластичность и ковкость, а также качество резки металла.
- Кремний влияет на прочность и твёрдость сплава, а в сочетании со свинцом повышает антифрикционные свойства, что делает такой сплав конкурентноспособным даже с оловянной бронзой.
- Добавление олова обусловлено использованием латуни в морской воде, так как оно повышает прочность и антикорозийность металла.
Применение латуни
Сплав является одним из самых наиболее используемых в мире, его даже называют вечным металлом, так как он практически не подвергается износу. Двухкомпонентные сплавы, содержащие до 20% цинка, применяются для создания змеевиков, запчастей для машин, тепловой аппаратуры. Соединения, содержащие до 40% цинка, идут, например, на создание фурнитуры, штампованных изделий. Использование многокомпонентных латуней значительно шире. Они используются при создании труб, кораблей, летательных аппаратов, часов, пружин и т. д.
Из томпака изготавливают всевозможные знаки различия и художественные изделия. Различного рода арматура, сепараторы, подшипники, изделия, устойчивые к ржавчине изготавливают из литейной латуни. Применение автоматной латуни проявляется в создании крепёжных изделий (гаек, болтов, винтов, саморезов и т. д.), на которые нарезаются латунные листы, полосы, прутки.
Латунь, свойством которой является неподвластность магнитному притяжению, используется для создания компасов. За счёт высокой теплоёмкости ещё в царской России из латуни делали самовары, которые и по сей день изготавливаются из этого материала. Изготавливаются из неё и предметы церковного обихода. Несмотря на низкую себестоимость, сплав используется для создания престижных вещей, например, популярных зажигалок Zippo, корпуса которых производятся из латуни с дальнейшим напылением на них иных металлов различного цвета.
Латунь в ювелирном деле
Применение латунный сплав нашёл и в ювелирном деле. Ювелиры выделяют жёлтую (среднее содержание цинка), золотистую (низкое содержание цинка), и зелёную латунь (высокое содержание цинка). Если сплав состоит на 15% из цинка и на 5% из алюминия, то он максимально напоминает золото, а благодаря отличной податливости полировке хороший мастер сможет сделать украшение, которое неспециалист никогда не сможет отличить от золотого изделия. Этот факт известен и мошенникам, которые подделывают золото. Для очистки подобных украшений используется щавелевая кислота.
Сплавы, маркированные «Л62» и «Л68», являются материалом, на котором обучаются начинающие ювелиры, так как по своим механическим характеристикам он максимально приближен к золоту.
Латунь — металл Солнца — Магические и целебные свойства металлов — Все материалы
Латунь представляет собой особый сплав на основе меди. Главной добавкой этого сплава является цинк. По количеству содержания цинка в сплаве, латунь бывает желтой – если добавлено 25-35% цинка, и красной – если в сплаве находится 5-15% цинка.
Если сравнить медь и латунь, то латунь является более прочной. У латуни более высокая коррозийная стойкость. Данный сплав обладает высокими механическими и технологическими свойствами. Латунь относится к сравнительно дешевым сплавам. Ее легко обрабатывать (резать, ковать). Древние римляне выплавляли латунь из меди и цинковой руды (галмея). Они первыми стали применять латунь для изготовления различной бытовой утвари – посуда, вазы, статуи, фигурки богов. Именно из Древнего Рима посуда из латуни стала распространяться по сему миру. Сначала она была завезена в Китай, Индию, потом в Европу и Россию.
Латунь соотносят с Солнцем, и в алхимии обозначается солнечным символом. Этот сплав имеет широкий спектр применения: в ювелирном деле, в промышленности по производству часов, в автомобилестроении, в приборостроении.
Магические свойства латуни
Латунь, как и любой другой металл, обладает магическими свойствами. Если в семье были дети, которые плохо поддавались обучению, с трудом осваивали грамоту, то родители обращались к магам, колдунам, ведуньям. Они в свою очередь брались помочь горе — ученикам и делали это с помощью латуни. Латунь положительно воздействует на процесс обучения, вносит гармонию и спокойствие в освоение нового материала, пробуждает интерес к грамоте и к науке, к познанию окружающего мира. Если над ребенком провести особый ритуал с использованием этого чудодейственного сплава, то в дальнейшем он будет проявлять неослабленный интерес к учению.
Латунь способна мирить людей, устранять конфликтные ситуации, сглаживать споры. Латунь делает людей более общительными, коммуникабельными, толерантными, отзывчивыми и милосердными.
Латунь обладает мощными защитными свойствами. Но она не просто защищает человека от порчи, сглаза, зависти и другого негатива, но и отправляет весь негатив обратно к отправителю.
Многие экстрасенсы и ясновидящие всегда имеют при себе кусочки латуни. Таким образом, они поддерживают и развивают свои телепатические и экстрасенсорные способности.
Целебные свойства латуни
Кроме магических свойств латунь обладает и целебными свойствами. Латунь эффективно устраняет головную боль, борется с мигренями. Вазы и статуэтки из латуни, находящиеся в доме, будут способствовать просветлению, усилению умственных способностей. Желательно такие изделия иметь в офисах на своем рабочем месте. Тогда работоспособность повысится, ее качественный уровень возрастет. Латунь будет способствовать мягкому, неконфликтному общению с коллегами и боссом.
Если к больному месту приложить кусочек желтой или красной латуни, то боль постепенно пройдет. Таким образом, можно лечить радикулит, неврит, артрит, больные суставы, поврежденные сухожилия, ушибы, вросшие ногти, синяки, ссадины. Гематомы быстрее рассасываются, а ссадины и небольшие ранки или порезы быстрее заживают.
Латунью можно заряжать воду. Ведь в состав сплава входит медь. Кусочек латуни нужно бросить в емкость с водой и оставить. Заряженная таким образом вода, очищает организм от шлаков, токсинов, нормализует работу тонкого и толстого кишечника; убивает болезнетворные микробы. Латунная вода способна избавлять организм человека от паразитов и гнилостных бактерий. Поэтому такую воду нужно давать маленьким детям для профилактики в борьбе с глистными инвазиями.
Связь латуни с астрологическими знаками зодиака
Латунь издавна считается металлом Истины, Правды и Справедливости. Изделия из этого удивительного сплава могут носить все знаки зодиакального круга, кроме Дев и Козерогов. Латунь особенно подходит Водолеям (стихия Воздух). Латунь подарит всем представителям знаков зодиака истинную любовь, интерес к жизни, к творчеству, к наукам. Латунь подойдет особенно тем знакам зодиакального круга, которые ждут перемен в жизни к лучшему, которые хотят коренным образом изменить свою жизнь в лучшую сторону.
Применение цветных металлов и сплавов Экопроект г. Краснодар
В технике к цветным относят все нежелезные металлы. На их основе создано большое число сплавов, обладающих широким диапазоном свойств, соответствующих требованиям к авиационным материалам. К ним относятся: значительная механическая прочность, высокий предел выносливости в сочетании с малой плотностью. Для авиастроения очень важна также стоимость материала. На современном этапе развития авиации экономичность часто имеет решающее значение. Уже сегодня многие новые модели агрегатов, двигателей и самолетов не внедряются по экономическим соображениям. С учетом неотвратимо надвигающегося истощения природных запасов энергоносителей земли (уголь, нефть, газ) затраты на производство материалов оказывают значительное влияние на стоимость каждой единицы авиатехники.
Как правило, такие металлы, как Al, Ti и др. в чистом виде в авиатехнике применяют крайне редко. На основе каждого металла создают, большое число сплавов, обладающих самым широким спектром свойств. Цветные металлы и их сплавы широко применяют для армирования.
В авиастроении широко применяют алюминиевые сплавы, а также сплавы магния, титана, меди. Находят применение бериллиевые сплавы, сплавы никеля и некоторые тугоплавкие сплавы. Практически весь каркас самолета или вертолета, во многих случаях корпус авиадвигателя, корпуса большинства агрегатов различных систем, многие трубопроводы изготовлены из цветных сплавов. На самолетах новых поколений многие силовые элементы авиационных конструкций будут изготавливать только из высокопрочных алюминиевых сплавов.
В электронных схемах, электротехнических устройствах для изготовления электропроводов широко применяют благородные металлы, сплавы алюминия, никеля, меди, кобальта и др.
Цветные сплавы систематизируют как по технологическим свойствам, так и по механическим характеристикам.
Цветные металлы, на основе которых создают сплавы, чаще всего разделяют на легкие, обладающие малой плотностью (например, Al, Mg), тяжелые (например, Си, Рв), тугоплавкие (W, Мо и др.), благородные (например, Au, Pt).Сплавы, полученные на основе перечисленных металлов, могут быть разделены на группы по функциональному назначению, например антифрикционные, жаропрочные и жаростойкие сплавы, конструкционные и коррозионно-стойкие сплавы.
Антифрикционными называют сплавы, обеспечивающие в подвижных соединениях низкий коэффициент трения. Это повышает срок службы машины. Кроме того, антифрикционные сплавы обладают высокой износостойкостью.
Жаропрочные сплавы относятся к материалам, обладающим способностью сопротивляться деформированию и разрушению под воздействием механических нагрузок при высокой температуре. Кроме того, жаропрочные сплавы обладают высоким сопротивлением ползучести.
Жаростойкими называют сплавы, способные сопротивляться воздействию газовой среды при высоких температурах.
Конструкционные сплавы служат для изготовления самых разнообразных деталей самолетов, вертолетов и авиадвигателей. В авиатехнике могут использоваться только те материалы, которые сочетают в себе качества, обеспечивающие выносливость, прочность, надежность и долговечность при низкой плотности и малых затратах на изготовление.
Коррозионностойкие сплавы способны сопротивляться коррозионному воздействию окружающей среды и не подвергаться внезапному разрушению из-за высокой скорости коррозионных повреждений. Цветные сплавы по технологическому исполнению могут быть разделены на следующие группы: деформируемые, литейные, спеченные и др. Такое деление позволяет представить себе, как получить детали из этих сплавов, например штамповкой, ковкой или литьем.
Большую группу цветных металлов и сплавов на их основе составляют проводниковые материалы, обеспечивающие наименьшее электрическое сопротивление. В этой группе металлов используют чистую медь с суммарным содержанием примесей 0,01 %, чистый и технический алюминий с содержанием примесей 0,02 — 0,5%. Цветные сплавы на основе Sn,Рв, Zn, Ag используют для изготовления припоев.
АЛЮМИНИЙ И ЕГО СПЛАВЫ
Алюминий — серебристо-белый металл. Он не имеет полимерных превращений и кристаллизуется в решетке гранецентрированного куба.
Широкое применение алюминия обусловлено его малой плотностью (2,7 г/см3), высокой пластичностью, т.е. способностью обрабатываться давлением, высокой коррозионной стойкостью. Она получается за счет того, что алюминий быстро покрывается окисной пленкой (Al2O3), предотвращая проникновение агрессивных веществ к основному металлу. Кроме того, алюминий обладает хорошей тепло- и электропроводностью.
Но распространенности в земной коре алюминий занимает первое место среди конструкционных металлов. В земной коре содержится около 7,5 % Аl, в то время как железа — всего 5,1 %. Алюминий входит в состав всех глин, полевого шпата, боксита и других горных пород.
Сплавы на основе алюминия
Вследствие большого разнообразия свойств алюминиевые сплавы получили весьма широкое распространение, особенно в авиастроении. Все алюминиевые сплавы разделяют на деформируемые, литейные, спеченные порошковые.
Деформируемые алюминиевые сплавы обладают хорошей пластичностью. Из них изготавливают прутки, трубы, листы, профили различных сечений, проволоку, поковки, штамповки. Для изготовления деталей и полуфабрикатов применяют различные методы обработки давлением: прессование, ковку, горячую штамповку, гибку, прокатку, волочение. Пластическую деформацию используют также для упрочнения алюминиевых сплавов, поскольку при этом возникает анизотропия свойств.
Все алюминиевые сплавы можно сваривать различными способами. При этом в местах сварки устраняется анизотропия свойств, чтo необходимо учитывать. Все деформируемые алюминиевые сплавы разделяют на упрочняемые и неупрочняемые термической обраоткой (старением).
По химическому составу деформируемые алюминиевые сплавы разделяют на группы, которые строят по наличию основных элементов, входящих в химический состав сплавов. Наиболее употребительна группа сплавов AI — Си — Mg(дуралюмины). Высокопрочные сплавы имеют в основе Аl — Zn — Mg — Си. Сплавы для ковки, штамповки содержат Аl — Mg -Si — Си. Широко применяют сплавы Al — Мп и Al — Mg. Деформируемые алюминиевые сплавы маркируют буквой Д, высокопрочные — буквой В, ковочные — АК.
Литейные алюминиевые сплавы выделены в отдельный класс сплавов, поскольку их объединяет наличие основных свойств: жидко- текучесть, объемная и литейная усадка, склонность к образованию усадочных трещин и ликвации.
Среди литейных алюминиевых сплавов наиболее широко распространены силумины системы Аl — Si. Для литья деталей сложной формы, кроме силуминов, применяют сплавы на основе Аl — Си — Mg, Al — Си и др. Эти сплавы отличаются от соответствующих по составу деформируемых сплавов более высоким содержанием меди и магния, а также тугоплавких добавок: титана, никеля, железа, хрома и др.
Такие сплавы могут быть использованы как жаропрочные. Как правило, отливки из этих сплавов подвергают термической обработке. Маркируют литейные алюминиевые сплавы буквами AЛ.
Имеются два класса алюминиевых сплавов, разделяемых по признаку влияния термообработки на неупрочняемые и упрочняемые термообработкой. Эти сплавы широко применяются в авиастроении.
Неупрочняемые термообработкой алюминиевые сплавы создают на основе систем Аl — Mg и Аl — Мn. В структуре этих сплавов растворимость компонентов в алюминии не изменяется и фазовые превращения при нагревании и выдержке не происходят.
Упрочняемые термообработкой алюминиевые сплавы — наиболее широко распространенный класс сплавов.
Термообработка алюминиевых сплавов.
Она позволяет получить большое разнообразие структур. В этом случае можно добиться значительного упрочнения, что и обеспечило самое широкое применение термообработки алюминиевых сплавов. Физический смысл термообработки сплавов алюминия состоит в том, что при этом изменяется и концентрация твердого раствора легирующих элементов валюминии, При этом меняется фазовый состав, что повышает прочность сплайн при сохранении достаточной пластичности. Рассмотрим это положение на конкретном примере. В сплаве системы Аl — Си образуется интерметаллическое соединениеCuAI2. Если этот сплав нагреть до 500 — 540°С, то частицы СuАl2 растворятся в алюминии. При быстром охлаждении фаза СuАl2 не успевает выделиться из твердого раствора и остается в нем, в результате чего получается упрочнение сплава(закалка). Фазовые изменения в алюминиевых сплавах могут происходить не только при нагреве, но и при комнатной температуре. Для алюминиевых сплавов наиболее широкое распространение получили следующие виды термообработки: отжиг, закалка и старение.
Отжиг применяют для улучшения пластичности. При этом получается более равновесное фазовое состояние. Взависимости от поставленной цели отжиг разделяют на три вида: гомогенизирующий, рекристаллизационный, а также для разупрочнения.
Гомогенизирующий отжиг проводят, как правило, для устранения неоднородностей структуры сплава. Температура нагрева при этом 450 — 520°С. Время выдержки при этой температуре 4 — 40 ч. После этого сплав охлаждают.
Рекристаллизационный отжиг выполняют для обеспечения высокой пластичности и снижения прочности деталей после пластической деформации. Алюминиевые сплавы нагревают до 300 — 500°С, соответствующих температуре окончания первичной рекристаллизации. Длительность такого отжига 0,5 — 2 ч.
Отжиг для разупрочнения применяют для снижения прочности перед последующей обработкой давлением, например штамповкой.
Закалка может быть применена только для тех сплавов, которые в твердом состоянии могут претерпевать фазовые превращения. Цель закалки — получить в сплаве предельно неравномерную структуру — пресыщенный твердый раствор с максимальным содержанием легирующих элементов. Такая структура обеспечивает возможность дальнейшего упрочнения старением. Сразу после закалки алюминиевые сплавы не становятся более прочными. Они приобретаютзаданные характеристики прочности после завершения процесса старения, т.е. после окончания фазовых превращений в твердом состоянии.
Таким образом, если в сплаве находятся только компоненты, не растворимые в твердом алюминии, его закалка невозможна.
Закалка алюминиевых сплавов заключается в нагреве их до температуры, при которой легирующие элементы частично или полностью растворяются в алюминии. При этой температуре сплав выдерживают, а затем быстро охлаждают до весьма низкой температуры (10 — 20 °С). Выдержка нужна для прохождения процесса растворения. Кик правило, охлаждение алюминиевых сплавов производят в воде.
Алюминиевые сплавы могут подвергаться процессам старения при нагреве (обычно 100 — 200 °С) или при комнатной температуре. Старение с нагревом называют искусственным старением. Старение при комнатной температуре называют естественным старением.
Состояние алюминиевых сплавов сразу после закалки называют свежезакаленным. Поскольку при этом существенное повышение прочности еще не началось, деталь или заготовку можно легко обрабатывать (например, гнуть) в течение нескольких часов. Затем твердость и прочность возрастают. В самолетостроительном производстве это свойство используется очень широко.
Сплавы алюминия, применяемые в авиастроении.
В авиастроении наиболее широко применяют деформируемые алюминиевые сплавы — дуралюмины Д1, Д16, Д18. Цифры после буквы Д обозначают номер I марки и никакой другой информации не содержат. Эти сплавы относятся к системе Аl — Си — Mg. Из этих сплавов изготавливают прессованные прутки, листы, профили, плиты и поставляют в промышленные предприятия.
Дуралюмин Д1 — наиболее старый сплав, предложенный еще в 1906 г. немецким исследователем А. Вильмом — относится к сплавам повышенной прочности. Дуралюмин Д16 относится к сплавам повышенной прочности. Он отличается от Д1 более высоким содержанием магния. Дуралюмины повышенной жаропрочности — Д19, ВАД-1, ВД-17. В них больший процент содержания Mg, Мп. Кроме того, в сплав ВАД-1 введены Ti и Zг.
Дуралюмины повышенной пластичности (Д18 и В65) отличаются пониженным содержанием Си и Mg, Это и придает им большую пластичность. Вот почему заклепки для авиационных конструкций изготавливают часто из дуралюмина В65 или Д18.
Изделия из дуралюмина обычно подвергают закалке и последующему естественному старению. При этом необходимо жестко соблюдать рекомендованную температуру нагрева дуралюминов под закалку. Например, нагрев под закалку должен соответствовать температуре 505 ‘С (Д1, Д19, ВАД-1) или 500 °С (Д16, ВД17, Д18) с допуском всего 5 °С. Если осуществить нагрев до более высоких температур, то произойдет оплавление легкоплавких структурных составляющих, которые при охлаждении дадут усадку, что приведет к растрескиванию. Брак при этом получается неисправимым. При закалке дуралюминов необходимо обеспечить высокую скорость охлаждения, так как могут произойти фазовые изменения за период переноса детали из печи в охлаждающую ванну, наполненную холодной водой.
Все дуралюмины интенсивно упрочняются при естественном старении. Для сплавов Д1 и Д16 максимальная прочность достигается через 4 суток, а для сплава ВАД1 через 10 суток. Алюминиевые сплавы подвергают различным видам термической обработки.
Приведем некоторые буквенные обозначения, которые ставятся после обозначения марки сплава. Буква А, поставленная сразу после марки, обозначает, что полуфабрикат плакирован. Плакирование представляет собой покрытие с помощью прокатки фольгой из технического алюминия. За очень короткое время он покрывается пленкой окисла Аl2O3 и предотвращает проникновение веществ окружающей среды к основному металлу.
Далее, как правило, ставят вид термообработки: Т — твердый, закаленный и естественно состаренный; Т1 — закаленный иискусственно состаренный; М — мягкий; МО — мягкий, отожженный; Н — нагартованный, т.е. пластически деформированный для упрочнения после закалки и естественного старения. Режимы закалки и старения обозначаются после буквы Т: Т1, Т2,…, Т7, например лист Д16АТ. Этот лист плакирован, закален и естественно состарен.
Все дуралюмины отличаются пониженной коррозионной стойкостью. Вот почему их всегда защищают либо плакировкой, либо анодированием.
Промышленностью выпускаются высокопрочные алюминиевые сплавы.
Наиболее широко применяют сплавы В95 и В96. Прочность у сплава В95 δb = 550 МПа, В-96 имеет δb = 630 МПа, Д16 — δb = 440 МПа. Сплавы В95 и В96 относятся к системе Аl — Си — Mg. Кроме указанных компонентов, в сплав В95 добавленZn, а в сплав В96 — еще Сг.
Алюминиевые сплавы, применяющиеся для ковки и штамповки и отличающиеся высокой пластичностью при температурах обработки 450 — 475°С, подвергают закалке и старению. Наиболее характерными представителями этой группы являются сплавы АК6 и АК8 (алюминий ковкий № 6 или 8). Они относятся к системе Аl — Mg — Si — Си. В сплаве АК8содержится значительно больше меди, чем в АК6. Вот почему для АК8 δb = 440 МПа, в то время как для АК6 δb = 380 МПа.
Сплав АК4-1, получающий в настоящее время широкое распространение, относится к деформируемым алюминиевым сплавам. Однако он обладает еще и свойством жаропрочности, т.е. способностью работать при температурах до 300 °С без существенных изменений механических свойств. Жаропрочность этого сплава достигается за счет добавки в сплав Fe,Ni, Ti.
Широко применяют деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической обработкой. К ним относятся сплавы систем Аl — Mg (АМг) и Аl — Мn (АМц). В сплавах АМц содержится 1 — 1,6% марганца. В сплавах АМгсодержится 2 — 6 % магния. Содержание Mg обозначено в марке сплава, например АМгб (6 % Mg). Эта группа сплавов обладает прекрасными технологическими свойствами. Они хорошо деформируются и свариваются.
Деформируемые алюминиевые сплавы — основа самолето- и вертолетостроения. Из них изготавливают каркас самолета, вертолета, многие элементы управления, большое число агрегатов, отдельные узлы авиадвигателей. Эти сплавы применяют также в космической технике.
Литейные алюминиевые сплавы обладают тем преимуществом, что Вез дорогостоящей, с большими отходами механической обработки можно получить детали самой сложной пространственной формы.
В авиастроении широко применяют сплавы А л-9 системы Al-Si-Mg N Л л-19 системы Al-Cu-Mn-Ti. Временное сопротивление сплава Ал-19 достигает 360 МПа. Он обладает устойчивостью против коррозии, Юрошими показателями выносливости.
В настоящее время производят группу сложнолегированных литейных алюминиевых сплавов (Ал-20, Ал-21 и др.) системы Al-Cu-Mg с небольшими добавками Ni, Сг, Fe, Ti. Их используют как жароропрочные сплавы для работы при температурах 300 — 350 °С.
Широкое распространение получили спеченные алюминиевые сплавы (САС) и спеченные алюминиевые пудры (САП).
САС — сплавы, спеченные из легированного алюминиевого порошка. Такой порошок может быть изготовлен из легированных алюминиевых сплавов. Порошковые сплавы САС-1 и САС-2 применяют В приборостроении и других отраслях промышленности.
CAП — пудры, представляющие собой спеченный алюминий с равномерно распределенными в нем частицами окиси алюминия AI2O3. САП имеет более высокие показатели прочности, жаропрочности и жаростойкости, чем чистый алюминий. Изделия из САП применяют в некоторых узлах самолетов и энергетических атомных установках.
МЕДЬ И ЕЕ СПЛАВЫ
Медь — один из первых металлов, с которыми познакомился человек. Хотя в земной коре меди немного (до 0,01%), однако известны ее богатые месторождения, в которых встречаются даже самородки. Медь и ее сплавы обладают многими ценными свойствами, что определило ее широкое применение.
Медь — металл красновато-розового цвета с кристаллической структурой в виде ГЦК. По электропроводности медь занимает второе место после серебра. Поэтому она — важнейший материал для изготовления электропроводников (провода, шины, кабеля и т.п.). Медь имеет также высокую теплопроводность, в связи с чем ее широко используют в теплообменниках (радиаторы, холодильники и т.п.). Медь и ее сплавы хорошо свариваются всеми видами сварки и легко поддаются пайке. На основе меди получены сплавы с очень ценными свойствами. Однако медь относится к тяжелым металлам, ее плотность 8,94 г/см3. Чистая медь обладает небольшой прочностью и высокой пластичностью. Медь отлично обрабатывается, давлением, но плохо — резанием и имеет плохие литейные свойства, поскольку дает большую усадку. Чистую медь и ее малолегированные сплавы широко используют в электротехнике и других видах производства.
Сплавы на основе меди
Медь имеет кристаллическую решетку ГЦК, в ней не обнаружено полиморфных превращений. Она находит широкое применение в промышленности и обозначается буквой М. Наиболее высокую чистоту имеет медь MB (медь высокой очистки), в ней содержится всего до 0,01 % примесей. Еще меньше примесей (до 0,005 %) в меди МЭ, получаемой электронно-лучевой плавкой.
Широко применяют сплавы меди с различными элементами, наиболее распространены следующие легирующие элементы для меди: цинк, алюминий, олово, железо, кремний, марганец, бериллий, никель. Большая часть этих элементов образует с медью твердые растворы.
Медные сплавы разделяют на деформируемые и литейные. Они могут быть термически упрочняемыми и неупрочняемыми. В промышленности это деление применяют редко. Как правило, медные сплавы делят на латуни, бронзы и медно-никелевые сплавы.
Латунями называют сплавы меди, в которых главным легирующим |лементом является цинк. Их маркируют буквой ЛIи цифрами, характеризующими среднее содержание легирующих элементов. Например, Латунь Л196 содержит около 96% Си и 4% Zn. Если латунь легирована, кроме цинка, другими элементами, то после буквы Л ставят условное Обозначение легирующих элементов: С — свинец, О — олово, Ж — железо, А — алюминий, К — кремний, Мц — марганец, Н — никель, Ф — фосфор, Б — бериллий, X — хром. Цифры, поставленные после букв, обозначают процентное содержание соответствующего элемента. Например, латунь ЛАЖ60-1-1 содержит 60% Си, 1% Al, 1% Fe, остальное цинк (38%).
Все латуни хорошо свариваются и паяются, обладают высокими литейными свойствами, легко обрабатываются резанием. Латунь применяют для трубок теплообменников (например, радиаторов),
различных деталей арматуры (например, штуцеры), трубопроводов. Легированные латуни применяют также для изготовления деталей приборов, различных патрубков. Вследствие высокой коррозионной стойкости из латуни изготавливают детали, работающие в морской воде.
Бронзы представляют собой все сплавы меди, кроме латуней и медно-никелевых сплавов. По основным легирующим элементам бронзы подразделяют на оловянные, бериллиевые, свинцовые, кремнистые и т.п. Бронзы маркируют буквами Бр. Легирующие элементы обозначают так же, как и для латуни. Например, в бронзе БрАЖН 10-4-4 содержится 10% Аl, 4%Fe и 4% Ni, остальное Сu. Бронзы разделяют также по технологическим признакам на литейные и деформируемые.
По областям применения они могут подразделяться на жаропрочные, антифрикционные. В обозначениях марок бронз эти свойства не отражаются. Выделяют также группу конструкционных бронз.
Из бронз в авиастроении изготавливают самые разнообразные детали, работающие на трение, пружинящие детали приборов, различные направляющие, шестерни, гайки, втулки, детали подшипник — скольжения и др.
Наиболее широко применяемые бронзы и латуни
Бронзы оловяно-фосфористые БрОФ б; 5-0,15; Бр0Ф7-0,2 хорошо обрабатываются давлением и резанием, свариваются и паяются. Эти бронзы применяют при изготовлении деталей приборов, подшипников, работающих при небольших нагрузках.
Бронза оловянно-свинцовоцинковая БрОЦС 5-5-5 корозионностойка в атмосферных условиях и пресной воде и хорошо обрабатывается резанием. Ее применяют для изготовления втулок, прокладок.
Бронза конструкционная алюминиево-железная БрАЖ9-4 обладает высокой коррозионностойкостью. Такую бронзу широко применяют для изготовления шестерен, ниппелей, гаек и шайб, других деталей.
Бронза алюминиево-железо-никелевая БрАЖН10-4-4 обладает высокой коррозионной стойкостью в морской воде. Ее используют для изготовления деталей, работающих при высоких температурах и в агрессивных средах.
Бронза алюминиево-железо-марганцовистая БпАЖМц10-3-1,5 обладает высокой коррозионной стойкостью.
Кремнисто-никелевая бронза БрКН1-3 относится к группе жаропрочных бронз. Она идет на изготовление деталей, работающих при высоких температурах
Бериллиевая бронза, обладает высокой износостойкостью, прочностными показателями и высоким пределом выносливости. Она может работать при температуре от — 299 до +250 °С. Широкое применение бериллиевых бронз ограничивается высокой стоимостью и токсичностью бериллия. Бериллиевые бронзы БрБ2 и др. применяют для изготовления особо ответственных плоских пружин, мембран, трубок и других деталей приборов, работающих при знакопеременных температурах и знакопеременных нагрузках. Их используют также для изготовления нагруженных деталей подшипников.
Кроме бронзы, в авиастроении используются некоторые марки латуни. Широко применяют латунь Л96, обладающую высокой коррозионной стойкостью. Из нее изготавливают трубопроводы, радиаторные трубки. Латунь Л68 имеет меньшую коррозионную стойкость, но хорошо обрабатывается давлением.
Большое распространение получила латунь свинцовая ЛC59-1. Она коррозионностойка даже в морской воде. Ее применяют для изготовления труб шпилек, ниппелей, втулок. Трубопроводы для топлива и корозионноактивных жидкостей изготавливают из оловянных латуней Л70-1 и Л62-1.
Наш адрес:
- 350910, г. Краснодар,
- ул. Почтовая, 223/1
- (Пашковский мкр.)
Металлические нанопорошки
КОМПАНИЯ «ПЕРЕДОВЫЕ ПОРОШКОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» (ТОМСК, РФ) ИЗГОТАВЛИВАЕТ НАНОПОРОШКИ ОКСИДА МЕДИ И ЦИНКА С АНТИМИКРОБНЫМ ДЕЙСТВИЕМПандемия коронавируса COVID-19 показала, что существует неотложная потребность в эффективных мерах по предотвращению распространения вирусных инфекций различных нозологий. Последние случаи вспышек вируса атипичной пневмонии, птичьего гриппа, гриппа h2N1, и наконец, коронавируса COVID-19 показали, что высокоэффективные бытовые технические средства, позволяющие прервать пути распространения инфекций, отсутствуют. На данный момент известно, что есть два главных пути передачи вирусов. Во-первых, это воздушно-капельный механизм передачи инфекции, во-вторых, это контакт человека с зараженными поверхностями.
В настоящее время для прерывания путей передачи вирусов в быту в качестве индивидуальных защитных средств используются маски, защищающие органы дыхания, перчатки и различные антисептики, которыми обрабатываются руки и окружающие предметы и поверхности.
Защитные маски позволяют уменьшить распространение респираторных вирусов, особенно при использовании в замкнутом пространстве или при тесном контакте с человеком с симптомами заражения [1, 2]. Однако сами маски также могут быть источником инфекции [3]. Маска примерно через два часа становится влажной и уже в ней начинают размножаться микроорганизмы. По мнению ВОЗ, маски не гарантируют защиты от COVID-19. Установлено, что эффективность хирургических масок даже самого высокого класса защиты FFP3 недостаточна (гриппом заражается не менее 23 % медицинских сестер, носивших хирургические маски класса FFP3).
Вирус COVID-19 передается не только воздушно-капельным, но и контактным путем, и может сохраняться на поверхностях до 72 часов. Поэтому другой стороной вышеуказанной проблемы является передача вирусов, в т.ч. COVID-19, в лечебных учреждениях через медицинскую одежду, постельное белье, корпуса медицинского оборудования и др.
Одним из путей решений вышеуказанных проблем является придание натуральным и искусственным, в т.ч. медицинским, материалам и поверхностям антисептических свойств, например, с помощью биоцидных наночастиц. Волокна, импрегнированные биоактивными наночастицами, проявляют биоцидные свойства – антибактериальные, противогрибковые, противовирусные [4]. В большинстве современных исследований в области применения наночастиц для уничтожения патогеннов, основное внимание уделяется однокомпонентным наноматериалам (например, наночастицам оксида меди CuO, оксида цинка ZnO, серебра Ag). До недавнего времени серебро оставалось наиболее популярным материалом, который предлагался как эффективное антимикробное средство. Однако последние исследования показывают, что серебро при применении в действующих концентрациях оказывает цитотоксический эффект на клетки организма человека [5]. Кроме того серебро имеет высокую стоимость, что приведет к заметному увеличению цены конечной продукции. Поэтому сейчас основное внимание уделяется применению в качестве бактерицидных и противовирусных материалов наночастицам CuO и ZnO, которые практически малотоксичны для человека.
Например, импрегнация биоактивных наночастиц оксида меди в фильтрующий материал позволяет придать одноразовым респираторным маскам мощные биоцидные свойства без изменения их барьерных свойств [6]. При контакте с вирусом ионы меди вызывают массовое повреждение компонентов клеточной стенки, вирусных генов и ключевых белков [7].
Таким образом, с использованием нанопорошков оксидов меди и цинка, возможно разработать ряд продуктов, позволяющих прервать пути передачи вирусов в быту и в медицинских учреждениях – лицевых масок, одежды медицинского персонала, перчаток, больничных простыней, корпусов медицинского оборудования, контейнеры для хранения продуктов, клавиатуру компьютеров, корпуса мобильных телефонов и др.
Компания «ПЕРЕДОВЫЕ ПОРОШКОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» может изготовить нанопорошки оксидов меди и цинка для разработки новых антимикробных материалов.
1. Jefferson T, Foxlee R, Del Mar C, Dooley L, Ferroni E, et al. (2008) Physicalinterventions to interrupt or reduce the spread of respiratory viruses: systematicreview. BMJ 336: 77–80.
2. Jefferson T, Foxlee R, Del Mar C, Dooley L, Ferroni E, et al. (2007) Interventions for the interruption or reduction of the spread of respiratoryviruses. Cochrane Database Syst Rev 6207.
3. Zhiqing L. et al. Surgical masks as source of bacterial contamination during operative procedures //Journal of orthopaedic translation.2018; 14: 57-62.
4. Borkow, G. and Gabbay, J. (2004). Putting Copper into Action:Copper-impregnated Products with Potent Biocidal Activities, FASEB Jounal,18(14): 1728–1730.
5. Akter M. et al. A systematic review on silver nanoparticles-induced cytotoxicity: Physicochemical properties and perspectives //Journal of advanced research. – 2018. – Т. 9. – С. 1-16.
6. Gadi Borkow et al. A Novel Anti-Influenza Copper Oxide Containing Respiratory Face Mask // PLoS ONE, June 2010, Volume 5, Issue 6.
7. Borkow & Gabbay (2005) Copper as a biocidal tool. Current Medicinal Chemistry12:2163-75
ООО «ПЕРЕДОВЫЕ ПОРОШКОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»
Адрес: 634055, Российская Федерация, Томск, проспект Академический, 8/8
Телефон/Факс: +7 (3822) 28-68-72 , 8-961-888-16-24
http://www.nanosized-powders.com
Обычное применение латуни
Латунь — это сплав, состоящий из меди и цинка. Благодаря уникальным свойствам латуни, о которых я подробнее расскажу ниже, это один из наиболее широко используемых сплавов. Из-за его универсальности существует, по-видимому, бесконечное количество отраслей и продуктов, использующих этот сплав.
Уникальные свойства латуни
Пропорции цинка и меди в латуни можно варьировать, создавая ряд латуни с различными свойствами. Из-за различий в сплаве свойства латуни не универсальны.Но эти сплавы известны тем, что их легко формовать (т.е. обрабатывать) и они сохраняют высокую прочность после формования. Известно, что все латуни являются пластичными: варианты с более низким содержанием цинка более пластичны, а варианты с более высоким содержанием цинка — менее пластичны.
Как и медь, латунь — плохая питательная среда для бактерий. Это качество делает его идеальным материалом для сантехники и дверных ручек, а также для медицинского применения.
Обычное применение латуни
Латунь наиболее широко используется в декоративных и механических областях.Благодаря своим уникальным свойствам, включая коррозионную стойкость, латунь часто используется в областях, где требуется низкое трение. Эти приложения могут включать в себя арматуру (крепежные детали и соединители), инструменты, детали устройств и компоненты боеприпасов.
Декоративные аппликации
Помимо антимикробных свойств, латунь обладает эстетической ценностью, что делает ее популярным выбором для декоративных применений. Его цвет может варьироваться от светло-золотого и серебряного до почти красного.
Фитинги для бытовых посудомоечных машин и светильники обычно изготавливаются из латуни, так как они имеют привлекательный внешний вид и устойчивы к бактериям.
Механические приложения
От гильз для штурмовой винтовки М-16 до подшипников и шестерен повседневного использования, латунь широко используется в механических устройствах. Известно, что инструменты из латуни имеют увеличенный срок службы и меньшую потребность в заточке.
Музыкальные инструменты
Если вы когда-либо участвовали в концертном оркестре, маршевом оркестре или, возможно, даже в симфоническом оркестре, вы, вероятно, очень хорошо знаете духовые инструменты, окружающие вас.Трубы, валторны, тромбоны, баритоны и тубы — одни из самых популярных духовых инструментов.
Латунь, перевозимая Mead Metals
Mead Metals, Inc. предлагает широкий выбор изделий из латуни в размерах и количествах для удовлетворения потребностей любого проекта. У нас есть латунь ASTM B36, которая обеспечивает наивысшую пластичность среди всех изделий из желтой латуни. Он обладает высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям и идеально подходит для использования в агрессивных средах.
У нас имеется в наличии латунные листы из сплава 260 и другие изделия из латуни толщиной от 0.005-0,187, и в отожженном, четверть твердом, полутвердом и полностью твердом состояниях. Доступны также другие типы прочности и сплавы.
Узнайте о свойствах и использовании металлической латуни
Латунь — это бинарный сплав, состоящий из меди и цинка, который производился тысячелетиями и ценится за его обрабатываемость, твердость, коррозионную стойкость и привлекательный внешний вид.
Недвижимость
- Тип сплава: бинарный
- Содержание: медь и цинк
- Плотность: 8.3-8,7 г / см 3
- Точка плавления: 1652-1724 ° F (900-940 ° C)
- Твердость по шкале Мооса: 3-4
Характеристики
Точные свойства различных латуней зависят от состава латунного сплава, особенно от соотношения медь-цинк. В целом, однако, все латуни ценятся за их обрабатываемость или легкость, с которой металлу можно придать желаемые формы и формы при сохранении высокой прочности.
Хотя есть различия между латунями с высоким и низким содержанием цинка, все латуни считаются ковкими и пластичными (в большей степени — латуни с низким содержанием цинка).Из-за низкой температуры плавления латунь также относительно легко лить. Однако для литья обычно предпочтительно высокое содержание цинка.
Латунь с более низким содержанием цинка легко поддается холодной обработке, сварке и пайке. Высокое содержание меди также позволяет металлу образовывать на своей поверхности защитный оксидный слой (патину), который защищает от дальнейшей коррозии, что является ценным свойством в областях, где металл подвергается воздействию влаги и атмосферных воздействий.
Металл обладает хорошей теплопроводностью и электропроводностью (его электропроводность может составлять от 23% до 44% от чистой меди), а также износостойкость и искроустойчивость.Как и медь, его бактериостатические свойства привели к его использованию в сантехнике и медицинских учреждениях.
Латунь считается немагнитным сплавом с низким коэффициентом трения, а ее акустические свойства привели к ее использованию во многих музыкальных инструментах «духовых оркестров». Художники и архитекторы ценят эстетические свойства металла, поскольку он может быть изготовлен в различных цветах от темно-красного до золотисто-желтого.
Приложения
Ценные свойства латуни и относительная простота производства сделали ее одним из наиболее широко используемых сплавов.Составление полного списка всех применений латуни было бы колоссальной задачей, но чтобы получить представление об отраслях и типах продуктов, в которых встречается латунь, мы можем классифицировать и обобщить некоторые конечные применения на основе используемого сорта латуни:
Саморезная латунь (например, латунь C38500 или 60/40):
- Гайки, болты, резьбовые части
- Клеммы
- Самолеты
- Метчики
- Форсунки
История
Медно-цинковые сплавы производились еще в V веке до нашей эры в Китае и широко использовались в Центральной Азии во II и III веках до нашей эры.Однако эти декоративные металлические детали лучше всего назвать «натуральными сплавами», поскольку нет никаких доказательств того, что их производители сознательно легировали медь и цинк. Вместо этого вполне вероятно, что сплавы были выплавлены из богатых цинком медных руд, в результате чего были получены неочищенные металлы, похожие на латунь.
Греческие и римские документы предполагают, что преднамеренное производство сплавов, подобных современной латуни, с использованием меди и богатой оксидом цинка руды, известной как каламин, произошло примерно в I веке до нашей эры. Каламинная латунь производилась с использованием процесса цементации, при котором медь плавилась в тигле с измельченной смитсонитовой (или каламиновой) рудой.
При высоких температурах цинк, присутствующий в такой руде, превращается в пар и проникает через медь, в результате чего получается относительно чистая латунь с содержанием цинка 17-30%. Этот метод производства латуни использовался почти 2000 лет до начала 19 века. Вскоре после того, как римляне открыли, как производить латунь, этот сплав использовался для чеканки монет в районах современной Турции. Вскоре это распространилось по всей Римской империи.
Типы
«Латунь» — это общий термин, обозначающий широкий спектр медно-цинковых сплавов.Фактически, существует более 60 различных типов латуни, определенных стандартами EN (европейские нормы). Эти сплавы могут иметь широкий диапазон различных составов в зависимости от свойств, требуемых для конкретного применения.
Производство
Латунь чаще всего производят из медного лома и слитков цинка. Медный лом выбирается на основе его примесей, так как необходимы определенные дополнительные элементы для производства латуни требуемого качества.
Поскольку цинк начинает кипеть и испаряться при температуре 1665 ° F (907 ° C), то есть ниже точки плавления меди в 1981 ° F (1083 ° C), медь сначала необходимо расплавить.После плавления цинк добавляют в соотношении, соответствующем производимой латуни. Хотя все же делается некоторая поправка на потери цинка при испарении.
На этом этапе к смеси добавляют любые другие дополнительные металлы, такие как свинец, алюминий, кремний или мышьяк, чтобы создать желаемый сплав. Когда расплавленный сплав готов, его разливают в формы, где он затвердевает в большие слябы или заготовки. Заготовки — чаще всего из альфа-бета-латуни — можно напрямую перерабатывать в проволоку, трубы и трубки с помощью горячей экструзии, которая включает проталкивание нагретого металла через матрицу или горячую ковку.
Если заготовки не подвергаются экструзии или ковке, они затем повторно нагреваются и пропускаются через стальные валки (процесс, известный как горячая прокатка). В результате получаются плиты толщиной менее половины дюйма (<13 мм). После охлаждения латунь пропускается через фрезерный станок или скальпер, который вырезает тонкий слой металла с целью удаления дефектов поверхности и оксидов.
В газовой атмосфере, чтобы предотвратить окисление, сплав нагревают и снова прокатывают, процесс, известный как отжиг, перед повторной прокаткой при более низких температурах (холодная прокатка) до листов примерно 0.Толщина 1 дюйм (2,5 мм). Процесс холодной прокатки деформирует внутреннюю зернистую структуру латуни, в результате чего получается гораздо более прочный и твердый металл. Этот шаг можно повторять до тех пор, пока не будет достигнута желаемая толщина или твердость.
Наконец, листы распиливаются и разрезаются для получения необходимой ширины и длины. Все листы, литые, кованые и экструдированные латунные материалы подвергаются обработке в химической ванне, обычно из соляной и серной кислоты, для удаления окалины черного оксида меди и потускнения.
Руководство по сравнению металлических сплавов: медь, латунь и бронза
Медь, латунь и бронза относятся к категории металлов, известных как «красные металлы», которые характеризуются своим красноватым оттенком. В то время как медь — чистый металл, латунь и бронза — это медные сплавы (латунь — это комбинация меди и цинка; бронза — это комбинация меди и олова). Все три этих металла демонстрируют уникальные комбинации свойств, которые делают их идеальными для использования в металлических листах.
Эта страница посвящена каждому из этих металлов с описанием их различных свойств, доступных марок и потенциальных областей применения.Кроме того, он охватывает некоторые ключевые факторы, которые следует учитывать при выборе меди, латуни и бронзы для конкретного применения.
Сплавы металлов меди, латуни и бронзыХотя медь, латунь и бронза относятся к одной и той же категории металлов, каждый из них обладает различными характеристиками, которые делают его идеальным для различных условий. Во всех отраслях промышленности важно, чтобы дизайнеры, инженеры и производители понимали эти различия, чтобы выбрать лучший металл для своих проектов.
Что такое медь?Медь — переходный цветной металл. В отличие от латуни и бронзы, это чистый металл, встречающийся в природе; поэтому он находится в периодической таблице элементов. Это один из немногих металлов, встречающихся в природе, который непосредственно подходит для обработки. Хотя он используется сам по себе, он также сочетается с другими чистыми металлами и сплавами, образуя собственное подмножество сплавов.
Свойства медиМедь обладает рядом свойств, которые делают ее идеальной для строительства и производства, например:
- Медь демонстрирует отличную теплопроводность и электрическую проводимость, что делает ее пригодной для использования в электронных и электрических системах, а также в тепловом оборудовании.
- Обладает устойчивостью ко многим видам повреждений, включая удары, износ и коррозию. Кроме того, он сохраняет свою прочность при сгибании, формовании и вытягивании.
- Бактериальная устойчивость к противомикробным препаратам. Материал устойчив к бактериям, не разрушаясь. Он даже убивает бактерии, попавшие на его поверхность. Это качество делает его идеальным для использования в оборудовании, пригодном для пищевых продуктов.
Доступность меди во многих различных сортах способствует ее универсальности.В Sequoia Brass & Copper мы предлагаем следующие сорта меди:
.- Сплав 101. Этот сплав представляет собой бескислородную медь, которая подходит для тех случаев, когда производителям требуется высокая проводимость и пластичность.
- Сплав 110. Также называемый электролитической медью (ЭТП), этот сплав демонстрирует высочайший уровень электрической и теплопроводности, а также хорошую пластичность и ковкость.
- Сплав 122. Этот сплав механически подобен сплаву 110, но также демонстрирует превосходную формуемость, свариваемость и способность к пайке.Он доступен в трубках от Sequoia Brass & Copper.
- Сплав 145. Доступный в прутках и стержнях, , этот сплав также известен как теллуровая медь, поскольку он состоит из меди с содержанием теллура 0,4–0,7%. Как и многие медные сплавы, он отличается превосходной теплопроводностью и электропроводностью, а также высокой формуемостью и превосходной обрабатываемостью.
В целом медь обладает отличной проводимостью, формуемостью и обрабатываемостью.Эти качества делают медные металлические листы подходящими для широкого спектра промышленных применений, в том числе для использования в архитектуре, строительстве, сантехнике, а также в материалах и компонентах теплообменников. Кроме того, его высокая пластичность позволяет втягивать листы в провода для электрических систем.
Что такое латунь?Латунь, как и медь, является цветным, красным металлом. Однако, в отличие от чистого металла, это металлический сплав, который в основном состоит из меди и цинка.Другие металлы, такие как свинец, олово, железо, алюминий, кремний и марганец, также добавляются для получения более уникальных комбинаций характеристик.
Добавление цинка увеличивает прочность и пластичность основного медного материала. Чем выше концентрация цинка, тем прочнее и пластичнее сплав. Высокопрочная латунь содержит ≥39% цинка.
Свойства латуниКак медный сплав латунь демонстрирует многие свойства, характерные для меди.Однако этот сплав действительно демонстрирует несколько отличительных свойств по сравнению с чистой медью и другими медными сплавами. Например:
- Склонность к растрескиванию. Поскольку латунь прочнее и жестче, чем чистая медь, она более подвержена образованию трещин под напряжением.
- Пластичность и формуемость. По сравнению с бронзой латунь более пластична. Кроме того, его легко отливать или работать.
- Высокая температура плавления. Латунь имеет температуру плавления около 900 ° C.Точная температура плавления различается в зависимости от концентрации различных металлов в сплаве.
- Неферромагнитный. Поскольку латунь не является ферромагнитной, ее гораздо легче переработать для вторичной переработки.
В зависимости от дополнительных металлов, добавленных в сплав, он может демонстрировать различные характеристики, такие как переменная температура плавления или более высокая коррозионная стойкость (из-за присутствия марганца).
Доступные марки латуниЛатунь доступна в различных марках, каждая из которых характеризуется точным составом материала.Компания Sequoia Brass & Copper предлагает шесть марок латуни:
.- Сплав 260. Также известный как патронная латунь, сплав 260 демонстрирует хорошие свойства холодной обработки. Он подходит для использования в боеприпасах, автомобилях, крепежных изделиях и скобяных изделиях.
- Сплав 272. Этот сплав, также называемый желтой латунью, на 33% состоит из цинка. Обычно он используется в промышленных и архитектурных приложениях.
- Сплав 330. Латунный сплав 330 подходит для применений, где высокая обрабатываемость имеет решающее значение.Он содержит низкое содержание свинца, достаточное для холодной обработки, и обычно используется для производства труб.
- Сплав 353. Сплав 353 (также называемый латунью для часов) часто используется для изготовления прецизионных компонентов, таких как часы и детали часов, из-за его превосходной обрабатываемости.
- Сплав 360. Также известный как латунь со свободной резкой, этот сплав является наиболее распространенным типом латуни. Он демонстрирует отличную обрабатываемость и формуемость, а также пригоден для операций пайки и пайки.Он обычно находит применение при производстве компонентов оборудования, арматуры, клапанов и крепежных деталей.
- Сплав 385. Также известный как архитектурная бронза, этот сплав может использоваться в строительстве и архитектуре. Сплав 385 доступен в широком ассортименте экструдированных и вытянутых форм, таких как углы, каналы, квадратная труба, отливки поручней и многое другое.
- Сплав C48200 — C48500. Средство для обработки из морской латуни со свинцом. Обычно выпускается раундами.
- Сплав 464. Сплав 464 (или морская латунь) известен своей превосходной стойкостью к коррозии в морской воде в широком диапазоне температур. Кроме того, он демонстрирует пригодность для горячей штамповки и горячей штамповки, а также для волочения, гибки, заголовка, пайки, пайки и сварки.
Металлическая латунь имеет несколько различных применений. Поскольку металл по внешнему виду похож на золото и доступен во множестве оттенков, его часто используют для декоративных и архитектурных элементов.Кроме того, обрабатываемость и обрабатываемость материала позволяют использовать его в производстве сантехники, электроники и музыкальных инструментов.
Что такое бронза?Бронза — это сплав на основе меди, который обычно состоит из примерно 88% меди и 12% олова. В сплаве также могут присутствовать следовые количества других металлов, таких как алюминий, марганец, фосфор и кремний.
Свойства бронзыМногие свойства бронзы совпадают со свойствами меди и латуни.Например:
- Отличная теплопроводность
- Устойчивость к коррозии в морской воде
- Высокая пластичность
Однако он также обладает некоторыми уникальными характеристиками, такими как хрупкость и немного более высокая температура плавления, чем латунь (950 ° C).
Доступные марки бронзыСуществует множество типов бронзовых сплавов в зависимости от их состава. В Sequoia Brass & Copper мы поставляем бронзу следующих двух марок:
.- Сплав 932. Этот сплав представляет собой разновидность оловянной бронзы с высоким содержанием свинца и используется для изготовления втулок, шайб и компонентов, не работающих под давлением.
- Сплав 954. Этот сплав представляет собой разновидность алюминиевой бронзы и используется для монтажа и промышленного оборудования в различных средах.
Бронзовые металлические листы и профили подходят для широкого спектра промышленных применений, в том числе:
- Втулки и подшипники
- Электрические разъемы и пружины
- Морское оборудование, такое как гребные винты и оборудование для лодок и судов
- Нефтехимический инструмент и компоненты нефтяной вышки, для которых требуются неискрящие металлы
Выбор правильного типа металла для области применения имеет решающее значение для проектирования и производства высококачественной детали или продукта.Хотя медь, латунь и бронза обеспечивают электрическую и теплопроводность, коррозионную стойкость и прочность, между этими тремя металлами есть явные различия. При выборе материалов из листового металла следует учитывать следующие ключевые отличия:
- Хотя каждый из трех металлов долговечен, они не обладают одинаковой гибкостью. Чистая бескислородная медь обеспечивает максимальную гибкость, пластичность и проводимость. Медь отличается высокой гибкостью и отличной проводимостью, тогда как бронза и латунь обладают большей обрабатываемостью.
- Утилита общего назначения. Латунь часто считается наиболее подходящей для общего применения. Он податливый, легко отливаемый, относительно недорогой и имеет низкий коэффициент трения. Его можно использовать для декоративных компонентов, металлических предметов, с которыми люди регулярно контактируют (например, дверных ручек), и поверхностей пищевого качества, которые должны быть антибактериальными или антимикробными.
- Инструменты и оборудование, предназначенные для морской среды, должны иметь высокую степень устойчивости к коррозии.Бронза лучше всего подходит для защиты от коррозии в морской и морской среде. Его долговечность и твердость также позволяют ему выдерживать нагрузки на море.
В Sequoia Brass & Copper мы предлагаем металлы в различных формах, в том числе:
- Бары
- Трубы
- Плиты
- Стержни
- листов
- Трубки и трубки
Мы предоставляем услуги индивидуальной резки с жесткими допусками ± 0.020 дюймов, чтобы облегчить настройку этих материалов в соответствии с различными приложениями и спецификациями.
Sequoia Brass & Copper занимается поиском и резкой металла с 1983 года и в настоящее время имеет сертификат ISO 9001: 2015. Обладая более чем 30-летним опытом поиска и покупки сплавов, мы обладаем знаниями и навыками для поиска специализированных и труднодоступных медных сплавов для ваших уникальных потребностей.
Другие ресурсы листового металла от Sequoia Brass & CopperВ Sequoia Brass & Copper наша команда прилагает все усилия, чтобы удовлетворить все ваши потребности в меди, латуни и бронзе.Вот почему мы предоставляем ряд бесплатных инструментов, которые помогут облегчить процесс проектирования и разработки, в том числе:
Sequoia Brass & Copper представляет собой бескислородную медь особой формы (OFC), которая представляет собой медь высокой чистоты с минимальным содержанием кислорода или его отсутствием. В нашем процессе используется электрически заряженный раствор сульфата меди и серной кислоты для уменьшения контакта металла с кислородом до 0,001% или менее. Чтобы узнать больше о характеристиках этого уникального материала, посетите нашу страницу продукта.
Свяжитесь с Sequoia Brass & Copper сегодняМедь, латунь и бронза — это три разных металла, которые обладают множеством полезных характеристик, таких как проводимость, коррозионная стойкость и обрабатываемость.Следовательно, металлические листы, сформированные из этих материалов, находят применение во множестве промышленных приложений и сред конечного использования.
В Sequoia Brass & Copper мы предлагаем широкий выбор этих металлов в форме пластин, стержней и листов. Чтобы узнать больше о наших предложениях материалов, просмотрите наши запасы меди, латуни и бронзы. Если вы хотите стать нашим партнером для вашего следующего проекта, свяжитесь с нами или запросите бесплатное предложение сегодня.
7 удивительных вещей из латуни
Латунь — сплав меди и цинка — один из наиболее широко используемых сплавов.Известная своими декоративными свойствами и ярким золотым внешним видом, латунь также демонстрирует долговечность, коррозионную стойкость и высокую электропроводность.
Латунный лист и латунный лист более пластичны, чем бронза, и, как правило, их очень легко резать, обрабатывать и обрабатывать, что делает их полезными в обрабатывающей, строительной, электротехнической и сантехнической отраслях.
Ознакомьтесь с нашим ассортиментом изделий из латуни на IMS!
Случайное открытие латуни
Насколько нам известно, латунь была обнаружена случайно, когда мастера по металлу в древней Азии выплавляли неочищенную форму латуни из богатой цинком медной руды.Затем, около 2000 лет назад, греки и римляне начали плавить каламиновую руду, которая содержала медь и цинк, в результате чего ионы цинка рассеялись по меди.
На протяжении веков был разработан ряд других процессов для производства латуни с добавлением дополнительных металлов, таких как алюминий, свинец и мышьяк, для создания сплавов с различными свойствами.
Использование латуни для выращивания
Благодаря своей универсальности латунь нашла свое применение в удивительном диапазоне применений, в том числе:
Гильзы для боеприпасов — Искробезопасная, устойчивая к трению, коррозионно-стойкая и немагнитная латунь может быть легко свернута в тонкие листы и сформирована в гильзы для патронов.Его также легко использовать для перезарядки боеприпасов.
Морское оборудование — Из-за своей твердости, прочности и коррозионной стойкости — даже в присутствии соленой воды — латунь веками использовалась в качестве оболочки для корпусов деревянных кораблей, навигационных инструментов, а позже и судовых двигателей и насосы.
Электронные компоненты — Для переключателей и реле электрических панелей, а также для штырей, розеток и клеммных колодок печатных плат, податливая, немагнитная природа латуни и тот факт, что она стоит меньше, чем золото и серебро, делают ее отличный выбор материала.
Обзор изделий из латуни
Сердечники, трубки и баки радиаторов — Паяные медно-латунные радиаторы для легковых и грузовых автомобилей стоят меньше, чем алюминиевые радиаторы, проще в производстве, служат дольше и их намного проще перерабатывать, что делает их более энергоэффективными. Также было показано, что они имеют меньшее падение давления со стороны воздуха, чем алюминиевые радиаторы.
Музыкальные инструменты — Долговечность, обрабатываемость, коррозионная стойкость и акустические свойства латуни делают ее отличным и экономичным выбором для широкого спектра музыкальных инструментов, от труб, туб и тромбонов до тарелок, гонгов и колоколов.
Регулятор давления воды для дома на колесах и угловые фитинги — Латунные фитинги, намного более прочные и жесткие, чем пластиковые, могут выдерживать высокое давление воды и снижать его до приемлемого уровня для использования в жилых домах.
Технические инструменты — На протяжении веков немагнитная латунь использовалась для изготовления измерительных инструментов, таких как компасы, астролябии, барометры, хронометры, часы и часы. Сохраняя твердость и прочность, латунь легко обрабатывается, и на нее наносятся постоянные индикаторные метки для считывания времени, прилива, направления или атмосферного давления.
Латунь всех форм и размеров
Латунь обычно можно купить в нескольких формах, в том числе:
ВIndustrial Metal Supply входят латунные листы и листы разных форм и размеров, а также предварительно вырезанные, а также линия декоративных латунных перил от Lavi Industries. Вопросов? Свяжитесь с нами сегодня!
Введение в латунные изделия (часть I)
Применение меди в металлургии меди и медных сплавов
Автор: Вин Callcut
Введение в латунь | Зачем делать это из латуни? | Экономическая эффективность | Виды латуни | Влияние содержания цинка | Альфа-латуни | Латунь из высокопрочной меди
Обзор большого и важного в промышленном отношении семейства сплавов на основе меди и цинка.Статья особенно рекомендуется дизайнерам, инженерам и другим лицам, определяющим материалы для изготовления изделий. Краткая история латуни включена для тех, кто хочет узнать об этих интересных сплавах. Ссылки на источники на The Copper Page и других веб-сайтах, где можно получить более подробную информацию.
Введение
Латунь обычно является материалом первого выбора для многих компонентов оборудования, производимого в общей, электротехнической промышленности и во всех отраслях точного машиностроения.Латунь указана из-за уникального сочетания свойств, которые делают ее незаменимой там, где требуется длительный и экономичный срок службы. Этой комбинации не сравнится ни один другой материал.
Слово «латунь» охватывает широкий спектр медно-цинковых сплавов с различными комбинациями свойств, включая
- Прочность
- Пластичность
- Твердость
- Электропроводность
- Обрабатываемость
- Износостойкость
- Цвет
- Коррозионная стойкость
- Возможность вторичного использования
Сочетание этих свойств приводит к уникальным конструкционным материалам.Например:
- Обрабатываемость латуни устанавливает стандарт, по которому оцениваются другие материалы.
- Из латуни можно легко придать форму или изготовить путем экструзии, прокатки, волочения, горячей штамповки и холодной штамповки.
- Латунь идеальна для очень широкого спектра применений
- Изделия из латуни часто можно использовать без дополнительной защиты поверхности.
- Латунь часто является материалом, который выбирают для изготовления наименее дорогостоящих изделий.
Для любых нужд существует множество стандартных составов латуни с содержанием меди от 58% до 95%. Помимо основного легирующего элемента, цинка, в некоторые латуни вносятся небольшие добавки (менее 5%) других легирующих элементов для изменения их свойств, чтобы полученный материал подходил для данной цели. Выбор латуни указан в разделе Типы латуни .
Форма | Латунь холодной обработки | Латунь для свободной резки | Высокопрочные латуни | Латунь с высокой коррозионной стойкостью |
---|---|---|---|---|
Стержни | Заклепки, шестерни, датчики движения | Соединения, клеммы, шпиндели, винты, жиклеры, форсунки, кабельные вводы, автомобильные датчики и другие компоненты под капотом | Шпиндели клапанов, валы | Морская арматура, сантехника, газовая арматура, пневматическая арматура |
Разделы | Сантехника | Клеммы, прихваты, корпуса клапанов, противовесы | Клапаны, искробезопасные компоненты для горнодобывающей промышленности | Детали душа |
Полые | Автомобильные компоненты | Гайки, кабельные соединители | Подшипники | Гайки |
Горячие поковки (штамп- ings) | н / д | Трубные фитинги, электрические компоненты, сантехника | Зубчатые кольца синхронизатора, обвязки стенок полости, горное оборудование | Сантехника |
Пластина | н / д | н / д | н / д | Решетки конденсатора |
Лист | Изделия пустотелые, цоколи, отражатели | Таблички для часов, рамки инструментов | н / д | Гильзы для инструментов, гильзы |
Полоса | Пружины, клеммы, крышки предохранителей, сильфоны, прецизионные травления | н / д | Износостойкие пластины и ленты | Теплообменники |
Провод | Пружины, булавки, заклепки, молнии, украшения | Винты, клеммы | н / д | Мочалки, сита для изготовления бумаги, несущая проволока тормозных колодок |
Трубка | Трубки теплообменника | См. Пустоты | н / д | Трубки теплообменника для агрессивных сред- ments |
Отливки | н / д | Краны, водопроводная арматура | Подшипники | Корпуса клапанов |
Зачем делать это из латуни?
Экструдированный латунный стержень доступен в большом количестве стандартных круглых и других геометрических форм, а также нестандартных форм или профилей, использование которых часто может сократить количество последующих операций обработки и сборки.Матрицы, используемые для изготовления нестандартных профилей, можно изготавливать быстро и при относительно умеренных затратах. Помимо автоматной латуни, экструзии и профили доступны из ряда стандартных медных сплавов.Латунь — лучший материал для изготовления многих компонентов благодаря уникальному сочетанию свойств. Например, хорошая прочность и пластичность сочетаются с превосходной коррозионной стойкостью и превосходной обрабатываемостью. Латуни устанавливают стандарт, по которому оценивается обрабатываемость других материалов, и также доступны в очень широком разнообразии форм и размеров изделий, чтобы обеспечить минимальную обработку до конечных размеров.Наличие латуни почти чистой формы может привести к значительной экономии производственных затрат.
В виде прутка или стержня латунь можно легко приобрести у производителей или у дистрибьюторов металла. Для более длинных серий часто стоит подумать о покупке специальных размеров или экструдированных форм, предназначенных для минимизации затрат на обработку. Производители латунных стержней могут производить изделия самых разных форм и размеров, обычно называемые «формами» или «профилями», с минимальными объемами заказа, которые очень малы по сравнению со многими другими материалами.Профильные штампы нестандартной формы не очень дороги, и многие стили могут быть изготовлены и готовы к использованию в течение нескольких дней.
Расходы на штампы для специальных штамповок особенно невысоки, если они распределяются по длительному производственному циклу, особенно если они не связаны с операциями механической обработки или сборки. Например, полые экструзии позволяют избежать чрезмерного растачивания. Как и в случае экструзии, стоимость штампов для горячей штамповки намного ниже, чем для методов литья под давлением или литья под давлением, используемых с алюминием, цинковыми сплавами или пластмассами.Для изготовления изделий особой формы горячая штамповка может стать очень экономичным сырьем. Производители приветствуют обсуждение оптимальных сплавов, размеров и допусков на ранней стадии проектирования компонентов. Латунь, имеющая различные комбинации прочности и пластичности, коррозионной стойкости, обрабатываемости, проводимости и многих других атрибутов, очень широко используется в производстве компонентов и готовой продукции. Можно рассмотреть альтернативные материалы, но следует помнить, что основные критерии, которые следует оценивать, — это те, которые влияют на общую рентабельность в течение всего срока службы, а не на первоначальные затраты или стоимость сырья.
Цена на латунь на складе иногда может быть выше, чем на некоторые альтернативы, особенно на этилированные стали, но стоимость сырья является лишь частью общей картины затрат. Более высокая производительность, которую позволяет латунь, наличие латуни точной формы, близкой к конечной, такой как экструзия, горячая штамповка и литье под давлением, плюс значительная стоимость переработанного лома и токарной обработки часто приводят к тому, что изделия из латуни стоят дешевле, чем изделия из других материалов. более дешевые материалы.Латунные изделия также часто обеспечивают лучшую и более длительную работу, что позволяет избежать последующего обслуживания и гарантийных претензий.
Экономическая эффективность
Есть много факторов, которые иногда упускаются из виду, которые способствуют низкой стоимости латунных компонентов.
- Простота обработки означает, что производственные затраты могут быть минимизированы.
- Могут использоваться методы производства с жесткими допусками, так что затраты на чистовую обработку минимальны.
- Стоимость инструмента может быть намного ниже, чем для других материалов или процессов.
- Хорошая коррозионная стойкость латуни означает, что стоимость защитной отделки ниже или вообще отсутствует, чем для многих других материалов.
- Высокая стоимость технологического лома и стружки может быть использована для значительного снижения производственных затрат.
- Длительный срок службы, обычно ожидаемый от хорошо спроектированных латунных компонентов, означает, что затраты на отказы при обслуживании минимальны.
Для любого продукта первоочередная стоимость важна, но не обязательно имеет первостепенное значение, когда необходимо гарантировать соответствие назначению.Расчет стоимости жизненного цикла можно использовать в рамках параметров, установленных в организации для мониторинга экономической эффективности. Стоимость производства компонентов зависит от многих факторов, среди которых:
Первоначальная стоимость продукта
Проще говоря, первая стоимость продукта — это начальные затраты на покупку материала плюс производственные затраты на его изготовление. Самые низкие материальные затраты могут не дать самого дешевого продукта, потому что производственные затраты могут быть выше. Обработка латуни без механической обработки обходится настолько дешево, что зачастую получается самый дешевый и лучший продукт.Также часто можно снизить общие затраты, купив бесплатный обрабатывающий материал или компоненты, специально поставляемые в почти чистой форме, перед окончательной обработкой и сборкой.
Простой пример сравнения стоимости материалов и первоначальных затрат на клапанные блоки или коллекторы для тяжелых условий эксплуатации показан в рамке, любезно предоставленной Meco International. Здесь необходимо создать надежный, прочный и безопасный блок клапанов для работы гидравлических домкратов для опор кровли шахты. При изготовлении из стали объем предварительной обработки пруткового материала большой, время чистовой обработки увеличивается, а также необходимо отправлять компоненты на защитное покрытие. Высокопрочная латунь имеет необходимую форму, относительно проста в обработке и не требует гальваники, чтобы быть безопасной для этого применения.
Сравнения | Высокопрочная латунь | Сталь |
---|---|---|
Требования к конструкции | ||
Рабочее давление (фунт / кв. Дюйм) | 5 076 | 5 076 |
Неискрящий для горнодобывающей промышленности | Есть | № |
Стоимость компонента ($) | ||
Сырье | $ 9.95 | $ 3,76 |
Предварительная обработка | 5,60 | |
Фрезерный | 4,00 | |
Чистовая обработка | 12,64 | 18,72 |
Покрытие | 2,26 | |
Общая стоимость компонента | $ 22,59 | $ 34,34 |
Дополнительные сравнения производственных затрат можно найти в нашем разделе, посвященном автоматной латуни (сплав C360).
Стоимость жизненного цикла
Жизненный цикл или общая стоимость срока службы продукта определяется как первые затраты плюс затраты на обслуживание и затраты на отказ в течение срока службы компонента. Хорошо спроектированные и специфицированные компоненты могут быть дешевле, если они прослужат полный ожидаемый срок службы, чем если бы они были разработаны только с минимальными первоначальными затратами.
Затраты на материалы
Составляющая затрат на материалы продукта — это стоимость смеси металлов плюс затраты на литье и изготовление за вычетом стоимости вторичного технологического лома.Однако это только часть стоимости производства компонентов. Тщательный учет материальных затрат может снизить общие затраты. Обычным вариантом является покупка латуни для свободной обработки в стандартных размерах, но если количество оправдано, часто стоит платить больше за специальные профили, которые дают более значительную экономию на производственных и сборочных затратах.
Экономичный размер заказа
Что касается запаса кованых материалов, большие заказы могут быть размещены непосредственно у производителей материалов — латунных заводов, которые с удовольствием поставляют напрямую и часто производят материал, специально разработанный в соответствии с требованиями, согласованными с заказчиком.Сюда могут входить вариации атрибутов, включенных в стандарты, свойства, обычно не определяемые количественно в соответствии с требованиями стандартов, или производство в соответствии с другими индивидуальными спецификациями. Минимальные объемы заказа зависят от производственных соображений, включая оптимальные размеры партий и требования к программированию, необходимые для выполнения любых специальных заказов. Таким образом, минимальный заказ, принимаемый латунными фабриками, может варьироваться от мельницы к мельнице, но может составлять порядка 5000 фунтов.
Небольшие количества материалов закупаются у металлических распределительных пунктов, а не на латунных заводах.Это связано с тем, что производителям выгодно производить материалы большими партиями и распространять их среди множества дистрибьюторов в разных регионах. Сами дистрибьюторы специализируются на разных направлениях, многие из них могут предложить резку по размеру или другие услуги по мере необходимости.
Доступность в широком диапазоне форм
Пластичность латуни в горячем и холодном состоянии делает их пригодными для всех традиционных процессов обработки металлов давлением. Также они легко отливаются.Из диапазона составов можно выбрать стандартизованные сплавы для:
- Прутки и профили экструдированные (полые и полые)
- Горячие штамповки и поковки
- Прокат толстолистовой, листовой, полосовой и нарезной
- Трубки тянутые круглые и фасонные
- Проволока тянутая круглая и фасонная
- Отливки — песок, оболочка, паковочная масса, постоянная форма (гравитационная и прессованная)
Прочность
В размягченном или отожженном состоянии латуни являются пластичными и прочными, но при закалке в результате процессов холодной обработки, таких как прокатка или волочение, их прочность заметно возрастает.Прочные, жесткие конструкции можно собирать из экструдированных и тянутых профилей. Из прутков, листового проката и листа можно изготавливать контейнеры и другое оборудование, работающее под давлением. Прочность латуни в значительной степени сохраняется при температурах примерно до 200ºC (3900F) и снижается только примерно на 30% при 300ºC (5700F), что выгодно отличается от многих альтернативных материалов и легко превосходит свойства пластмасс. Латунь очень подходит для использования при криогенных температурах, поскольку свойства, особенно прочность и ударная вязкость, в этих условиях сохраняются или немного улучшаются.
Для применений, требующих более высокой прочности, доступны «высокопрочные латуни». Они содержат дополнительные легирующие элементы, такие как марганец, которые дополнительно улучшают свойства. Некоторые высокопрочные латуни достигают прочности, сравнимой со сталями.
Пластичность и формуемость
Латуни с содержанием меди более 63% могут сильно деформироваться при комнатной температуре и широко используются для производства сложных компонентов путем прессования, глубокой вытяжки, прядения и других процессов холодной штамповки.Если содержание меди ниже 63% и другие легирующие элементы не присутствуют, пластичность при комнатной температуре снижается, но такие сплавы могут подвергаться обширной горячей обработке прокаткой, экструзией, ковкой и штамповкой. Прочность, пластичность и формуемость сохраняются при низких температурах, что делает сплавы идеальными для криогенных применений.
Обрабатываемость — стандарт, по которому оцениваются другие
В то время как все латуни по сути просты в обработке, добавление небольшого количества свинца к латуни еще больше улучшает это свойство и хорошо известную «латунь без резания» (UNS Alloy C36000) является общепринятым стандартом, по которому оцениваются другие материалы при оценке обрабатываемости. Более высокие скорости обработки и более низкий износ инструмента означают, что общие производственные затраты сведены к минимуму, допуски сохраняются при длительных производственных циклах, а качество поверхности превосходное.Вы можете получить доступ к ряду интересных статей о свойствах и применении латуни для свободной резки, щелкнув здесь.
Коррозионная стойкость
Латунные латуни обладают отличной устойчивостью к коррозии, что делает их естественным и экономичным выбором для многих областей применения. Воздействие атмосферы на латунь приводит к появлению на поверхности пленки потускнения. Воздействие на открытом воздухе в конечном итоге приведет к образованию тонкой защитной зеленой «патины», которая часто рассматривается как визуально привлекательный элемент в зданиях, но латунь останется практически неизменной в течение неограниченного периода времени, т.е.е. он не ржавеет, как железо и сталь. С морской водой можно успешно обращаться, если выбран правильный сплав, и существует долгая история использования латунных трубок и трубных фитингов, клапанов и т. Д. В бытовых водопроводах, центральном отоплении, линиях забортной воды, паровых конденсаторах и опреснительном оборудовании. Высокопрочные латуни, содержащие марганец, обладают особенно высокой стойкостью к атмосферной коррозии, постоянное воздействие приводит к постепенному потемнению бронзового цвета.
Электропроводность
Латунь имеет хорошую электрическую и теплопроводность и заметно превосходит в этом отношении сплавы на основе железа, сплавы на основе никеля и титан.Их относительно высокая проводимость в сочетании с коррозионной стойкостью делает их идеальным выбором для производства электрического оборудования, как бытового, так и промышленного. Трубки конденсатора и теплообменника также требуют хорошей теплопроводности меди и ее сплавов.
Износостойкость
Присутствие свинца в латуни оказывает смазывающее действие, которое обеспечивает низкий коэффициент трения и износостойкость пластин, шестерен и шестерен, используемых в инструментах и часах. Доступны специальные латуни с добавками силикона, которые делают этот материал идеальным для использования в подшипниках, работающих в тяжелых условиях.
Искробезопасность
Латунь не искрит при ударе и одобрена для использования во взрывоопасных средах.
Магнитная проницаемость
Латуни в основном немагнитны, благодаря чему они широко используются в электрическом и электронном оборудовании, а также в приборах, таких как геологическое и исследовательское оборудование.
Привлекательный цвет
Медь и золото — единственные два металла с любым отличительным цветом. В латуни медный красный оттенок приобретает ряд привлекательных желтых оттенков за счет добавления различного количества цинка, начиная от золотистых цветов 95% меди / 5% цинка (95/5), 90/10. , Сплавы 85/15 и 80/20 (соответственно называемые «позолоченные металлы») через более тонкие вариации в сериях латуни 70 /, 67/33 и 64/36 до более насыщенного желтого цвета сплава 60/40, который раньше был известен как «желтый металл».»(Стандартные обозначения для этих сплавов приведены далее в этой статье и более подробно описаны в разделе» Стандарты и спецификации «.) В результате, латунь широко используется для долговечных декоративных применений и для производства функциональных предметов, где, кроме того, Алюминиевые латуни имеют характерный серебристый блеск, а добавление марганца к некоторым латуни придает им привлекательный бронзовый цвет при экструзии.Высокопрочные латуни, некоторые из которых также известны как «марганцевые латуни» или ранее «марганцевые бронзы», особенно подходят для архитектурных применений, поскольку их также можно патинировать до ряда прочных коричневых и бронзовых покрытий.
Легко наносится декоративная или защитная отделка
Латунные латуни можно отполировать до высокого качества поверхности, которая затем может быть легко отполирована при необходимости или покрыта лаком — предпочтительно лаком, содержащим ингибитор потускнения, такой как бензотриазол, — для сохранения естественного цвета , эмалированные или покрытые хромом, никелем, оловом, серебром, золотом и т. д.как требуется. В качестве альтернативы, поверхность можно тонировать в различные цвета, от «бронзового» до различных оттенков коричневого, до сине-черного и черного, с использованием имеющихся в продаже тонирующих химикатов. Эти цветные покрытия часто используются для декоративных и архитектурных металлоконструкций.
Могут использоваться все стандартные процессы нанесения покрытия. Для многих других металлов обычно используется подслой из медных пластин. Этот дополнительный шаг не требуется для латуни, потому что металл легко полируется и не требует затрат на первоначальный удар по меди.Чтобы обеспечить дополнительную защиту стали от коррозии против латуни, когда-то традиционно использовалось кадмиевое покрытие латуни, но теперь для этой цели обычно используется цинк.
Простота соединения
Латунь можно легко соединить с другими медными сплавами или другими металлами с помощью большинства промышленных процессов соединения, таких как клепка, мягкая пайка, пайка серебром и сварка трением. Также можно использовать клеевые соединения.
Гигиена
Медь хорошо известна как биоцид, и содержание меди в латуни оказывает положительное влияние на ограничение роста микроорганизмов.Испытания дверной фурнитуры, такой как ручки и отбойники, показали, что те, которые сделаны из латуни, с гораздо меньшей вероятностью будут способствовать росту микроорганизмов, вызывающих внутрибольничные инфекции, чем другие материалы. Поэтому латунные фитинги без дополнительной защитной отделки следует использовать в чувствительных средах, таких как больницы.
Не учитываемые свойства
При выборе латуни для конечного использования необходимо учитывать множество возможных комбинаций свойств.Однако некоторые свойства, связанные с альтернативными материалами, включая пластмассы, не обязательно учитывать для латуни.
Сюда входят:
- Потеря свойств при немного повышенных рабочих температурах (ниже 300ºC или 5700ºF)
- Ржавчина
- Коррозия под покрытием
- Плохая проводимость
- Быстрое образование непроводящего оксидного слоя
- Разложение под действием солнечного света
- Охрупчивание после миграции пластификатора
- Плохая ударопрочность
- Первоначальные затраты на дорогие формовочные инструменты
Типы латуни
Литые «красные» латуни, такие как C83600, чаще всего используются для компонентов сантехники.Латунь очень устойчива к коррозии в воде и атмосфере, а их отличная обрабатываемость позволяет производить такие продукты, как этот обычный нагрудник для шланга, по очень скромным ценам.Латунь — это медный сплав, в котором основным легирующим компонентом является цинк. Их свойства зависят в первую очередь от доли присутствующего цинка, но могут быть с пользой модифицированы путем введения дополнительных элементов для дальнейшего улучшения конкретных характеристик, таких как прочность, обрабатываемость или устойчивость к определенным формам коррозии.
Основные составы литой и деформируемой латуни, используемые в коммерческих целях, перечислены в Стандартных обозначениях меди и медных сплавов — деформируемых и литых. Аналогичную информацию на английском языке можно найти на веб-сайтах Ассоциации развития меди (Великобритания), Канадской ассоциации развития меди и латуни, Международной ассоциации меди Юго-Восточной Азии и Азиатского информационного центра по меди. Информацию о меди и медных сплавах на других языках можно получить через Copper Alliance.
Существуют также сплавы, которые обычно не называют латунными, но которые во многом схожи с ними. К ним относятся никелевые серебряные (которые обычно содержат больше цинка, чем никель) и так называемые присадочные сплавы для сварки бронзы. В Северной Америке литейный сплав, содержащий по 5% цинка, олова и свинца, является наиболее часто используемым сплавом из тех типов, которые известны как «красные» латуни. В Европе и других странах этот сплав классифицируется как свинцовая бронза. Эти литейные сплавы не рассматриваются в этой вводной статье.
Влияние содержания цинка
Выбор подходящей латуни для любой конкретной услуги из представленного ассортимента упрощается за счет разделения на так называемые альфа- и альфа-бета-латуни. Когда к меди добавляют примерно 35% цинка, она растворяется с образованием твердого раствора однородного состава, обозначаемого альфа. Дальнейшее увеличение содержания цинка дает смесь исходного твердого раствора и нового твердого раствора с более высоким содержанием цинка, известного как бета-фаза.
Латунные латуни, содержащие приблизительно от 35% до 45% цинка, состоят из смесей этих двух фаз и известны как альфа-бета или дуплексные латуни, причем соотношение альфа- и бета-фаз в основном зависит от содержания цинка.Включение некоторых третьих элементов, в частности алюминия, кремния или олова, приводит к увеличению содержания бета-фазы для любого конкретного содержания цинка.
Присутствие бета-фазы в альфа-бета-латуни снижает пластичность на холоде, но значительно увеличивает способность к горячей обработке экструзией или штамповкой и к литью под давлением без горячего растрескивания, даже когда присутствует свинец. Альфа-бета-сплавы также прочнее и, поскольку они содержат более высокую долю цинка, дешевле, чем альфа-латуни.Однако они демонстрируют более высокую подверженность коррозии от обесцинкования и, следовательно, менее подходят для работы в условиях, в которых вероятно возникновение такого типа воздействия.
Альфа Латунные
Альфа-латунь, содержащая 70% меди и 30% цинка (UNS C26000), широко известная как «патронная латунь», демонстрирует чрезвычайно высокую формуемость в холодном состоянии. Помимо компонентов боеприпасов, сплав широко используется для холодногнутых изделий из листов и полос.Сплавы, известные как альфа-латуни или латуни для холодной обработки, содержат не менее 63% меди.Они отличаются пластичностью при комнатной температуре и могут сильно деформироваться прокаткой, волочением, гибкой, прядением, глубокой вытяжкой, холодной высадкой и накаткой резьбы. Самый известный материал в этой группе содержит 30% цинка и обычно называется 70/30 или патронной латунью (UNS Alloy C26000) из-за легкости, с которой этот сплав может быть подвергнут глубокой вытяжке для изготовления гильз. Корпуса (до 4 дюймов (100 мм) в диаметре или более) начинаются как плоские диски, вырубленные из полосы или пластины, и последовательно формируются до окончательной формы с помощью серии операций, выполняемых при комнатной температуре, которые постепенно удлиняют боковые стенки и уменьшают их толщина.Сплав C26000 обладает оптимальным сочетанием свойств прочности, пластичности и минимальной направленности, что делает его пригодным для жесткой холодной вытяжки. Его пластичность позволяет работать в холодном состоянии, а сплав имеет лучшую коррозионную стойкость, чем латунь с более высоким содержанием цинка.
При длительном производстве компонентов глубокой вытяжки очень важно тщательно контролировать процесс. Инструменты и смазка должны быть в хорошем состоянии, а меры должны быть приняты для обеспечения постоянной подачи сырья.Свойства глубокой вытяжки контролируются составом сплава и следовыми примесями, а также механической и термической историей во время производства. Необходимо достичь хороших договоренностей с поставщиками с хорошей репутацией в отношении обеспечения качества.
Из-за их высокой теплопроводности, достаточной прочности, хорошей коррозионной стойкости и естественных противообрастающих свойств латуни и другие медные сплавы уже давно используются в теплообменниках и конденсаторах. Сплавы труб и трубных решеток обычно имеют разный состав, но обычно совместимы друг с другом с точки зрения гальванических эффектов.
Трубки для теплообменников часто изготавливаются из альфа-латуни, обычно состава 70/30, но часто содержат легирующие добавки, повышающие коррозионную стойкость. Трубные листы изготавливаются из различных медных сплавов (в зависимости от условий эксплуатации), в том числе из латуни, содержащей 60% меди и 40% цинка, а также при необходимости другие элементы. Значительные количества альфа-сплавов также используются для изготовления таких крепежных изделий, как шурупы, заклепки и молнии.
Для менее требовательных изготовлений, таких как пружинные контакты в домашней электрической розетке, можно использовать сплав с более высоким содержанием цинка (и, следовательно, более низкой ценой), например, желтые латуни, серия сплавов, содержащих от 63 до 66% меди и 34-37% цинка и обозначения UNS между C26800 и C26400. Эти сплавы не так пластичны, как латунь 70/30, хотя другие механические свойства аналогичны. Они идеально подходят для всех операций, кроме самых тяжелых холодных работ.
Латунь с высоким содержанием меди
Сплавы с более высоким содержанием меди (от 80 до 90%) по цвету почти соответствуют золоту. В Великобритании они традиционно известны как «позолоченные металлы», тогда как в более старой номенклатуре США они называются «позолота» (95/5, UNS C21000), «коммерческая бронза» (90/10, C22000), «ювелирная бронза». (87½ / 12 «, C23000),» красная латунь «(85/15) и» низкая латунь «(80/20, C24000). Они также используются для изготовления декоративных металлических изделий и гнутых профилей для архитектурного применения. как бижутерия, значки, пуговицы и т. д.Для этого последнего применения их часто химически тонируют до «бронзового» цвета. Иногда их называют «архитектурной бронзой». Этот термин может вызвать путаницу с профилями из высокопрочной латуни, которые обычно изготавливаются для архитектурных целей («марганцевые латуни»), поэтому следует указывать стандартное обозначение.
Позолоченный металл, или «медный колпачок», 95/5, C21000, обладает хорошей пластичностью и коррозионной стойкостью, но его редко используют, кроме колпачков для боеприпасов.
Также в этом выпуске:
2007 г. | 2006 г. | 2005 г. | 2004 г. | 2003 г. | 2002 г. | 2001 г. | 2000 г. | 1999 г. | 1998 г. | 1997 г.— Популярное использование в приложениях для домашнего оборудования
Мастеру домашней мебели, дверей, окон и других элементов требуется фурнитура для придания функциональности и красоты комнате.Домашняя фурнитура имеет широкий спектр применения, включая дверные молотки, ручки, ручки, петли, тяги шкафа и даже крышки воздушного регистра. Эти предметы обычно изготавливаются из твердого металла, такого как латунь и бронза. Сплавы из латуни и бронзы на протяжении нескольких поколений использовались в аппаратной промышленности.
Производство метизов из латуни и бронзы
Латунь и бронза использовались для изготовления домашнего оборудования от 300 до 500 лет. Твердая латунная фурнитура представляет собой сплав, обычно состоящий из меди и цинка с добавлением олова.Диапазон содержания меди может достигать 60 процентов. Он имеет золотисто-коричневый цвет, так как этот сплав может дополнять различные типы интерьера. Твердая бронзовая фурнитура также состоит из меди и олова, поскольку содержание меди значительно превышает 60 процентов. Бронза имеет более красновато-коричневый оттенок, хотя может быть более темного цвета в зависимости от типа добавляемой химической отделки.
Производители с удовольствием используют латунь и бронзу для домашнего оборудования из-за их пластичности и обрабатываемости.Его можно согнуть, отлить и придать ему желаемую форму. Благодаря этим характеристикам в эти металлы могут быть помещены сложные конструкции и конструкции. Еще одним преимуществом является то, что массивная латунь и бронза могут иметь отделку, которая позволяет им выглядеть как другие материалы или цвета. Он может иметь гладкую поверхность или матовую поверхность с отчетливыми отметинами по всей поверхности.
Свойства фурнитуры из латуни и бронзы
Латунь и бронза обладают особыми свойствами, которые делают их идеальными для применения в аппаратном обеспечении.Главное преимущество заключается в том, что эти сплавы устойчивы к коррозии. Хотя большая часть оборудования будет использоваться внутри помещений, материалы по-прежнему будут подвергаться воздействию влаги на кухне и в ванных комнатах. Металлы также устойчивы к коррозии, которую можно найти в маслах и потом с кожи человека, когда человек использует ручку или ручку. Кроме того, бронза становится более прочной, когда она окисляется, поскольку со временем на ней образуется патина.
Еще одной характеристикой латуни и бронзы являются ее антимикробные свойства.Эти сплавы могут убивать вирусы и предотвращать распространение бактерий. Это причина, по которой люди часто используют латунь и бронзу для металлических ручек и носиков смесителей.
Прежде чем выбирать латунь или бронзу для производства оборудования для дома, имейте в виду, что эти материалы состоят из очень мягких металлов. Их можно легко помять и поцарапать. Поэтому, если приложение потребует грубого обращения или может столкнуться с ударами, со временем на нем появятся такие отметки. Кроме того, использование обоих этих сплавов может быть дорогостоящим.Они будут нуждаться в постоянной чистке, если человек не хочет, чтобы бронзовый вид менял цвет, когда на поверхности появляется зеленая патина.
Непоколебимая популярность фурнитуры из латуни и бронзы
Латунь и бронзовые сплавы по-прежнему будут использоваться в качестве металлов при создании домашнего оборудования. В связи с этой незыблемой тенденцией все больше производителей обращаются к Belmont Metals за своими цветными металлами и сплавами. Мы предлагаем латунь и бронзу, в том числе латунный сплав 80/20, латунный сплав 70/30, латунь Art Casters и кремниевую бронзу Herc-Alloy.Обратитесь к нашим металлургам сегодня, чтобы обсудить ваши потребности в сплавах и области применения.
Латунь | Encyclopedia.com
Предпосылки
Латунь — это металл, состоящий в основном из меди и цинка. Медь является основным компонентом, а латунь обычно классифицируется как медный сплав. Цвет латуни варьируется от темно-красновато-коричневого до светло-серебристо-желтого в зависимости от количества присутствующего цинка; чем больше цинка, тем светлее цвет. Латунь прочнее и тверже меди, но не такой прочной и твердой, как сталь.Из него легко придавать различные формы, он хорошо проводит тепло и, как правило, устойчив к коррозии из-за соленой воды. Из-за этих свойств латунь используется для изготовления труб, уплотнителей и других архитектурных элементов отделки, винтов, радиаторов, музыкальных инструментов и гильз для огнестрельного оружия.
История
Древние мастера по металлу в области, ныне известной как Сирия или восточная Турция, умели плавить медь с оловом, чтобы получить металл, называемый бронзой, еще в 3000 году до нашей эры.c. Иногда они также делали латунь, не зная об этом, потому что залежи оловянной и цинковой руды иногда встречаются вместе, и эти два материала имеют похожие цвета и свойства.
Примерно к 20 г. до н.э. 20, слесари Средиземного моря смогли отличить цинковые руды от руд, содержащих олово, и начали смешивать цинк с медью для изготовления латунных монет и других предметов. Большая часть цинка была получена путем нагревания минерала, известного как каламин, который содержит различные соединения цинка. Начиная примерно с 300 А.Д., промышленность обработки латуни процветала на территории современной Германии и Нидерландов.
Хотя эти первые мастера-металлисты могли понять разницу между цинковой рудой и оловянной рудой, они все еще не понимали, что цинк — это металл. Только в 1746 году немецкий ученый Андреас Сигизмунд Маргграф (1709-1782) идентифицировал цинк и определил его свойства. Процесс объединения металлической меди и цинка для производства латуни был запатентован в Англии в 1781 году.
Первые металлические гильзы для огнестрельного оружия были представлены в 1852 году.Хотя было испробовано несколько различных металлов, латунь оказалась наиболее успешной из-за ее способности расширяться и герметизировать казенную часть под давлением при первом выстреле патрона, а затем немедленно сжиматься, позволяя извлечь пустую гильзу патрона из огнестрельного оружия. Это свойство привело к развитию скорострельного автоматического оружия.
Сырье
Основным компонентом латуни является медь. Количество меди варьируется от 55% до 95% по весу в зависимости от типа латуни и ее предполагаемого использования.Латунь с высоким содержанием меди изготавливается из электрически очищенной меди с чистотой не менее 99,3%, чтобы минимизировать количество других материалов. Латунь, содержащая более низкий процент меди, также может быть изготовлена из электрически очищенной меди, но чаще всего производится из менее дорогостоящего вторичного лома медных сплавов. Когда используется переработанный лом, процентное содержание меди и других материалов в ломе должно быть известно, чтобы производитель мог регулировать количество добавляемых материалов для достижения желаемого состава латуни.
Второй компонент латуни — цинк. Количество цинка варьируется от 5% до 40% по весу в зависимости от типа латуни. Латуни с более высоким содержанием цинка прочнее и тверже, но их труднее формовать и они обладают меньшей коррозионной стойкостью. Цинк, используемый для производства латуни, представляет собой промышленный сорт, который иногда называют спелтером.
Некоторые латуни также содержат небольшое количество других материалов для улучшения определенных характеристик. Для улучшения обрабатываемости можно добавить до 3,8% по весу.Добавление олова улучшает коррозионную стойкость. Железо делает латунь более твердой и уменьшает внутреннюю зернистую структуру, так что металлу можно придать форму путем повторяющихся ударов в процессе, называемом ковкой. Иногда в латуни, содержащие более 20% цинка, добавляют мышьяк и сурьму, чтобы предотвратить коррозию. Другие материалы, которые можно использовать в очень небольших количествах, — это марганец, кремний , и фосфор.
Дизайн
Традиционные названия различных типов латуни обычно отражали либо цвет материала, либо предполагаемое использование.Например, красная латунь содержала 15% цинка и имела красноватый цвет, а желтая латунь содержала 35% цинка и имела желтоватый цвет. Патронная латунь содержала 30% цинка и использовалась для изготовления патронов для огнестрельного оружия. Морские латуни содержали до 39,7% цинка и использовались в различных приложениях на кораблях.
К сожалению, среди традиционных латунных имен было разбросано несколько неправильных названий. Латунь с 10% цинка называлась товарной бронзой, хотя она не содержала олова и не была бронзой.Латунь с 40% цинка и 3,8% свинца называлась архитектурной бронзой, хотя на самом деле это была свинцовая латунь.
В результате этих иногда сбивающих с толку названий, латунь в Соединенных Штатах теперь обозначается Единой системой нумерации металлов и сплавов. В этой системе используется буква — в данном случае буква «C» для меди, потому что латунь — это медный сплав, — за которой следуют пять цифр. Латунь, химическая Состав делает их пригодными для формования в конечный продукт механическими методами, такими как прокатка или ковка, называются коваными латуни, и первая цифра их обозначения — от I до 7.Латунные латуни, химический состав которых делает их пригодными для формирования конечного продукта путем заливки расплавленного металла в форму, называются литыми латунями, и первая цифра их обозначения — 8 или 9.
Производственный процесс
Производственный процесс, используемый для Производство латуни включает объединение соответствующего сырья в расплавленный металл, которому дают затвердеть. Затем форма и свойства затвердевшего металла изменяются посредством серии тщательно контролируемых операций для получения желаемой латунной заготовки.
Латунная заготовка доступна в различных формах, включая пластину, лист, полосу, фольгу, пруток, пруток, проволоку и заготовку, в зависимости от конечного применения. Например, из кусков стержня вырезают латунные винты. Зигзагообразные ребра, используемые в радиаторах некоторых автомобилей, согнуты из ленты. Трубы и трубки формируются путем выдавливания или выдавливания прямоугольных заготовок из горячей латуни через формованное отверстие, называемое фильерой, с образованием длинных полых цилиндров.
Различия между пластиной, листом, полосой и фольгой заключаются в общем размере и толщине материалов.Пластина представляет собой большой плоский прямоугольный кусок латуни толщиной более 0,2 дюйма (5 мм), похожий на кусок фанеры, используемый в строительстве. Лист обычно имеет тот же общий размер, что и пластина, но тоньше. Полоса изготавливается из листа, нарезанного на длинные узкие части. Фольга похожа на полосу, только намного тоньше. Некоторые виды латунной фольги могут быть толщиной до 0,0005 дюйма (0,013 мм).
Фактический производственный процесс зависит от желаемой формы и свойств латунной заготовки, а также от конкретного оборудования и методов, используемых на различных латунных заводах.Вот типичный производственный процесс, используемый для производства латунных листов и полос.
Плавка
- 1 Соответствующее количество подходящего лома медного сплава взвешивается и переносится в электрическую печь, где он плавится при температуре около 1 920 ° F (1050 ° C). После корректировки количества цинка в сплаве лома соответствующее количество цинка добавляется после плавления меди. Небольшое количество дополнительного цинка, около 50% от общего необходимого цинка, может быть добавлено для компенсации любого цинка, который испаряется во время операции плавления.Если для конкретной рецептуры латуни требуются какие-либо другие материалы, они также добавляются, если они не присутствовали в медном ломе.
- 2 Расплавленный металл разливают в формы размером примерно 8 дюймов x 18 дюймов x 10 футов (20 см x 46 см x 3 м) и дают ему затвердеть в виде плит, называемых лепешками. На некоторых операциях плавка и разливка выполняются полунепрерывно для получения очень длинных слябов.
- 3 Когда лепешки достаточно остынут, чтобы их можно было переместить, их выгрузили из форм и переместили в зону прокатки, где они хранятся.
Горячая прокатка
- 4 Кек помещается в печь и снова нагревается до достижения желаемой температуры. Температура зависит от окончательной формы и свойств латунной заготовки.
- 5 Затем нагретые лепешки пропускаются через ряд противостоящих друг другу стальных роликов, которые постепенно уменьшают толщину латуни примерно до 13 мм (0,5 дюйма) или меньше. При этом ширина латуни увеличивается. Этот процесс иногда называют обкаткой.
- 6 Латунь, которая теперь намного холоднее, проходит через фрезерный станок, называемый скальпером. Этот станок срезает тонкий слой с внешних поверхностей латуни, чтобы удалить любые оксиды, которые могли образоваться на поверхностях в результате воздействия горячего металла на воздух.
Отжиг и холодная прокатка
- 7 Поскольку латунь подвергается горячей прокатке, ее становится все труднее и труднее обрабатывать. Он также теряет свою пластичность или способность к дальнейшему растяжению. Перед дальнейшей прокаткой латунь необходимо нагреть, чтобы снизить твердость и сделать ее более пластичной.Этот процесс называется отжигом. Температура и время отжига варьируются в зависимости от состав латуни и желаемые свойства. Более крупные куски горячекатаной латуни могут быть помещены в герметичную печь и отожжены вместе в партии. Куски меньшего размера могут быть помещены на металлический ленточный конвейер и непрерывно подаваться через печь с герметичными уплотнениями на каждом конце. В любом методе атмосфера внутри печи заполняется нейтральным газом, таким как азот, чтобы предотвратить реакцию латуни с кислородом и образование нежелательных оксидов на ее поверхности.
- 8 Отожженные куски латуни затем пропускают через другую серию роликов для дальнейшего уменьшения их толщины примерно до 0,1 дюйма (2,5 мм). Этот процесс называется холодной прокаткой, потому что температура латуни намного ниже, чем температура во время горячей прокатки. Холодная прокатка деформирует внутреннюю структуру латуни, или зерна, и увеличивает ее прочность и твердость. Чем больше уменьшается толщина, тем прочнее и тверже становится материал. Станы холодной прокатки сконструированы таким образом, чтобы свести к минимуму прогиб валков по ширине, чтобы производить латунные листы почти одинаковой толщины.
- 9 Шаги 7 и 8 можно повторять много раз для достижения желаемой толщины, прочности и степени твердости. На некоторых заводах куски латуни соединяются в один длинный непрерывный лист и подают через ряд печей для отжига и прокатных станов, расположенных по вертикальной змеевидной схеме.
- 10 На этом этапе широкие листы можно разрезать на более узкие секции для получения латунной ленты. Затем полоску можно обработать кислотной ванной и промыть, чтобы очистить ее.
Чистовая прокатка
- 11 Листы могут подвергаться окончательной холодной прокатке для ужесточения допусков по толщине или для получения очень гладкой поверхности.Затем они разрезаются по размеру, складываются в стопки или бухты в зависимости от их толщины и предполагаемого использования и отправляются на склад для распространения.
- 12 Ленту можно также подвергнуть окончательной чистовой прокатке, прежде чем она будет разрезана по длине, свернута в бухты и отправлена на склад.
Контроль качества
Во время производства латунь подвергается постоянной оценке и контролю материалов и процессов, используемых для формирования определенной заготовки латуни. Химический состав сырья проверяется и корректируется перед плавкой.Время и температура нагрева и охлаждения задаются и контролируются. Толщина листа и полосы измеряется на каждом этапе. Наконец, образцы готового продукта проверяются на твердость, прочность, размеры и другие факторы, чтобы убедиться, что они соответствуют требуемым спецификациям.
The Future
Латунь сочетает в себе прочность, коррозионную стойкость и формуемость, которые в обозримом будущем сделают ее полезным материалом для многих применений.