Медь и ее сплавы. Свойства, маркировка и применение.

М е д ь — пластичный металл красно-розового цвета плотностью 8, 96 г/см3 и температурой плавления 1083 °С. Медь обладает высокой электропроводностью и теплопроводностью и лишь немного уступает по этим свойствам серебру. Электропроводность меди в 1, 7 раза выше, чем алюми­ния, примерно в 6 раз больше, чем платины и железа, и в 300 раз выше электропроводности вольфрама. Медь хорошо сваривается и паяется, обладает высокой стой­костью в растворах щелочей и кислот, в морской воде и в атмосфере пара. Примесями меди являются сурьма, мышьяк, висмут, железо, фосфор и серебро.

Медь обладает высокой технологичностью и легко-прокатывается в листы, ленту и тонкую проволоку. Недостатками ее являются высокая плотность, плохая обрабатываемость на металлорежущих станках и низ­кие литейные свойства.

В природе медь встречается в виде сульфидных (CuS и Cu2S) и оксидных (Cu20) руд. Содержание металла в этих рудах 1—5%. Выплавляют медь пирометаллургическим и гидрометаллургическим способами.

Наиболее распространенный пиро-металлургический способ позволяет извлекать из руды кроме меди и другие металлы и состоит из следующих основных технологических операций:

флотация, при которой измельченную руду сме­шивают с небольшим количеством минерального масла, загружают в камеру с водой и продувают воздухом. Б результате металлосодержащие фракции руды, плохо смачиваемые водой, обволакиваются маслом и всплы­вают в виде масляной пены. Просушив пену, получают концентрат, содержащий 10—20% меди;

обжиг концентрата в печах при температуре 800—850°С. Этот процесс сопровождается выгоранием значительной части примеси руды — серы — в виде оксида S02. Содержание меди в концентрате повыша­ется от 20 до 35 %;

плавка концентрата в печах при температуре 1500—1600 °С и получение жидкого штейна, содержа­щего 35—50% меди (рис. 24);

продувка штейна в малых конвертерах с оконча­тельным удалением серы и повышение содержания меди до 98, 5—99, 0%;

огаевое рафинирование черновой меди в окисли­тельной среде повторной продувкой;

электролитическое рафинирование и повышение содержания меди до 99, 99%.

Медные сплавы. Свойства, маркировка и примене­ние. В качестве конструкционных материалов применяют главным образом сплавы меди, которые, сохраняя положительные свойства меди, обладают высокими механическими, технологическими, антифрикционными и другими свойствами. По технологическим показателям сплавы меди делятся на деформируемые и литейные, а по химическому составу — на бронзы и латуни.

Бронзами называются сплавы меди с оловом, алю­минием, кремнием, цинком, бериллием и другими леги­рующими элементами, среди которых цинк не является основной добавкой. По названию основных легирующих элементов бронзы подразделяются на оловянные, алю­миниевые, кремнистые, бериллиевые, свинцовые и др. При этом безоловянные бронзы служат не только за­менителями дорогих оловянных бронз, но и в ряде случаев превосходят их по своим основным свойствам.

Бронзы тверже меди, хорошо обрабатываются резанием, имеют высокие литейные и антифрикционные свойства, хорошую коррозионную стойкость.

Деформируемые бронзы маркируют буквами «Бр» за которыми следуют буквы, обозначающие название легирующего элемента, и цифры, показываю­щие их процентное содержание.

Латунями называются сплавы меди с цинком. Ла­тунь тверже меди, имеет высокую коррозионную стой­кость, теплопроводность и электропроводность, хорошо обрабатывается резанием. Наибольшей пластичностью обладают латуни, содержащие около 3% цинка, а наи­большей твердостью и прочностью — содержащие до 45% цинка. Чтобы повысить механические свойства и химическую стойкость латуней, в них добавляют леги­рующие элементы. Легированные латуни применяются для изготовления деформируемых полос, труб, прово­локи и другой металлопродукции. Литейные латуни обычно имеют высокое содержание цинка и легирующих элементов. Наиболее распространенными легирующими элементами в латунях являются алюминий, олово, кремний, никель и др.

Алюминий повышает твердость, прочность и корро­зионную стойкость латуней, олово — коррозионную стойкость латуней в морской воде, кремний — техноло­гические свойства, коррозионную стойкость и особенно жидкотекучесть, никель — механические свойства и кор­розионную стойкость латуней. Алюминиевые латуни применяются в судостроении; кремнистые — для изго­товления проката, поковок и штамповок, а также при производстве сложных отливок в судостроении и прибо­ростроении; детали из никелевых латуней используются в морском судостроении.

Латуни маркируются буквой «Л» (латунь) и циф­рой, выражающей процентное содержание меди. На­пример, Л70—латунь, содержащая около 70% меди и 30% цинка. В легированных латунях после буквы «Л» следуют буквенное обозначение основных добавок и цифры, характеризующие содержание меди и доба­вок. Например, ЛС59-1 — латунь, содержащая около 59% меди и 1% свинца, остальное (40%)—цинк, а ЛК80-3 — латунь, содержащая около 80% меди и 3% кремния, остальное (17%)—цинк.