prikupiti! Najopsežnije znanje o industriji bakra u povijesti!
Uvod: Bakar ljudi koriste u obliku širokog spektra metala, legura i spojeva, a duboko je prodro u sve aspekte proizvodnje i života, postavši nezamjenjiv i važan metal za čovječanstvo za postizanje brzog razvoja u 21. stoljeću.
Definicija bakra
Bakar je kemijski element, kemijski simbol mu je Cu, atomski broj 29 i prijelazni je metal. Najčešća uporaba bakra je u proizvodnji žica. Obično su žice koje se danas koriste izrađene od čistog bakra jer je njegova električna i toplinska vodljivost druga iza srebra, ali je mnogo jeftinija od srebra.
Uobičajene kategorije
Mnogi misle da postoji samo jedna vrsta bakra. To je jedini. No zapravo postoje i druge različite vrste bakra. Na primjer, legura bakra; mjed je legura sastavljena od bakra i cinka; bijeli bakar je legura bakra i nikla; bronca je legura bakra i elemenata osim cinka i nikla, uglavnom uključujući kositrenu broncu, aluminijsku broncu itd.; crveni bakar je bakar s visokim sadržajem bakra, ukupni sadržaj ostalih nečistoća manji je od 1%.
Kategorije materijala za obradu bakra: bakreni sulfat, bakreni klorid, bakrene šipke, bakrene šipke, bakreni ingoti, bakrene ploče, bakrene žice, bakrene legure, debeli bakar, bakrene trake, bakreni oksid, bakrena folija, bakrene cijevi, bakrena folija, bakreni mulj , Bakreni odljevci, elektrolitski bakar, ostali bakreni materijali od legura bakra.
Bakreni materijali izrađeni su od čistog bakra ili bakrenih legura u različite oblike uključujući šipke, žice, ploče, trake, trake, cijevi, folije itd. Obrada bakrenih materijala uključuje valjanje, ekstruziju i izvlačenje. Među bakrenim materijalima, ploče i trake su toplo valjane i hladno valjane; trake i folije su hladno valjane; cijevi i šipke dijele se na Oni su ekstrudirani proizvodi i vučeni proizvodi; žice su svi vučeni proizvodi.
1 čisti bakar
Čisti bakar je ružičastocrveni metal koji postaje ljubičast nakon što se na površini stvori film bakrenog oksida. Stoga se industrijski čisti bakar često naziva crveni bakar ili elektrolitski bakar. Gustoća je 8 ~ 9 g/cm?, a talište je 1083 stupnjeva. Čisti bakar ima dobru električnu vodljivost i naširoko se koristi u proizvodnji žica, kabela, četki itd.; ima dobru toplinsku vodljivost i često se koristi za proizvodnju magnetskih instrumenata i mjerača koji moraju biti zaštićeni od magnetskih smetnji. Kao što su kompasi, zrakoplovni instrumenti itd.; izvrsne je plastičnosti i lako se toplo preša i hladno prerađuje. Može se izraditi u bakrene materijale kao što su bakrene cijevi, bakrene šipke, bakrene žice, bakrene šipke, bakrene trake, bakrene ploče i bakrene folije. Proizvodi od čistog bakra uključuju taljene proizvode i prerađene proizvode.
Kineski materijali za preradu crvenog bakra mogu se podijeliti na: obični crveni bakar (T1, T2, T3, T4), bakar bez kisika (TU1, TU2 i visoke čistoće, vakuumski bakar bez kisika), deoksidirani bakar (TUP, TUMn) , dodavanjem male količine legure Postoje četiri vrste posebnih bakrenih elemenata (arsenski bakar, telur bakar i srebro bakar).
Električna vodljivost i toplinska vodljivost čistog bakra su odmah iza srebra i naširoko se koristi u izradi električne i toplinske vodljive opreme. Bakar ima dobru otpornost na koroziju u atmosferi, morskoj vodi, određenim neoksidirajućim kiselinama (klorovodična kiselina, razrijeđena sumporna kiselina), alkalijama, otopinama soli i raznim organskim kiselinama (octena kiselina, limunska kiselina) te se koristi u kemijskoj industriji. Osim toga, crveni bakar ima dobru zavarljivost i od njega se mogu napraviti različiti poluproizvodi i gotovi proizvodi hladnom i toplom preradom plastike. Sedamdesetih godina prošlog stoljeća proizvodnja crvenog bakra premašila je ukupnu proizvodnju ostalih vrsta bakrenih legura.
Tragovi nečistoća u čistom bakru imaju ozbiljan utjecaj na električnu i toplinsku vodljivost bakra. Među njima titan, fosfor, željezo, silicij itd. značajno smanjuju električnu vodljivost, dok kadmij, cink itd. imaju mali učinak. Čvrsta topljivost kisika, sumpora, selena, telura, itd. u bakru je vrlo mala, i može stvarati krte spojeve s bakrom, što ima mali učinak na vodljivost, ali može smanjiti plastičnost obrade. Kada se obični bakar zagrijava u redukcijskoj atmosferi koja sadrži vodik ili ugljični monoksid, vodik ili ugljični monoksid lako stupaju u interakciju s bakrenim oksidom (Cu2O) na granici zrna da proizvedu vodenu paru pod visokim pritiskom ili plin ugljični dioksid, što može uzrokovati bakar slomiti, zdrobiti, smrskati, puknuti. Ovaj fenomen se često naziva "vodikova bolest" bakra. Kisik je štetan za zavarljivost bakra. Bizmut ili olovo stvara eutektik niske točke taljenja s bakrom, uzrokujući da bakar postane termički krt; a kada je krti bizmut raspoređen u tankom filmu na granicama zrna, uzrokuje da bakar postane hladno krt. Fosfor može značajno smanjiti vodljivost bakra, ali može povećati fluidnost bakrene tekućine i poboljšati zavarljivost. Odgovarajuće količine olova, telura, sumpora itd. mogu poboljšati obradivost.
2 mjed
Mesing je legura bakra i cinka. Najjednostavnija mjed je binarna legura bakra i cinka, koja se naziva jednostavna mjed ili obična mjed. Mjed s različitim mehaničkim svojstvima može se dobiti promjenom sadržaja cinka u mesingu. Što je veći sadržaj cinka u mesingu, veća je njegova čvrstoća i manja plastičnost. Sadržaj cinka u mesingu koji se koristi u industriji ne prelazi 45%. Svaki veći sadržaj cinka uzrokovat će krtost i pogoršati svojstva legure. Mesing se može podijeliti u dvije kategorije: proizvodi za lijevanje i obrada pod pritiskom.
Mesing se dijeli na:
1) Obični mjed
To je legura koja se sastoji od bakra i cinka. Kada je sadržaj cinka manji od 39%, cink se može otopiti u bakru i formirati jednofazni a, koji se naziva jednofazni mjed. Ima dobru plastičnost i pogodan je za obradu toplim i hladnim pritiskom. Kada je sadržaj cinka veći od 39%, postoji jedna faza i čvrsta otopina na bazi bakra i cinka b, koja se naziva dvofazna mjed. b smanjuje plastičnost i povećava vlačnu čvrstoću, te je prikladan samo za obradu toplim pritiskom.
Kodni naziv je predstavljen sa "H + broj", H predstavlja mjed, a broj predstavlja maseni udio bakra. Na primjer, H68 znači mjed s udjelom bakra od 68% i udjelom cinka od 32%; lijevani mesing ima "Z" ispred šifre, kao što je ZH62.
H90 i H80 su jednofazni, zlatno žuti, pa se zajednički nazivaju zlatnim, a zovu se premazi, odlikovanja, medalje itd. H68 i H59 su dupleks mesing, koji se široko koriste u strukturnim dijelovima električnih uređaja, kao što su vijci , matice, podloške, opruge itd.
Općenito, jednofazni mjed se koristi za obradu hladnom deformacijom, a dupleks mjed se koristi za obradu toplom deformacijom.
2) Specijalni mesing
Višekomponentna legura nastala dodavanjem drugih legirajućih elemenata običnoj mjedi naziva se mjed. Uobičajeno dodani elementi uključuju olovo, kositar, aluminij itd., koji se prema tome mogu nazvati olovni mjed, kositreni mjed i aluminijski mjed. Svrha dodavanja legirajućih elemenata. Glavna svrha je povećanje vlačne čvrstoće i poboljšanje izrade.
Kod: "H + simbol glavnog plus elementa (osim cinka) + maseni udio bakra + maseni udio glavnog plus elementa + maseni udio ostalih elemenata".
Na primjer: HPb59-1 znači da je maseni udio bakra 59%, maseni udio olova kao glavnog aditivnog elementa je 1%, a ostatak je cink.
3 bronce
Bronca je najranija legura korištena u povijesti. Izvorno se odnosio na leguru bakra i kositra. Nazivaju ga brončanim zbog svoje plavkastosive boje. Kako bi se poboljšala izvedba procesa i mehanička svojstva legure, većini bronci se dodaju drugi legirajući elementi kao što su olovo, cink, fosfor itd. Budući da je kositar rijedak element, mnoge bronce bez kositra još uvijek se koriste u industriji. Ne samo da su jeftini, već imaju i potrebna posebna svojstva. Bronca se također dijeli u dvije kategorije: obrada pod pritiskom i proizvodi za lijevanje.
Kod: Metoda predstavljanja je "Q + simbol glavnog plus elementa i maseni udio + maseni udio ostalih elemenata". Za lijevane proizvode ispred šifre dodaje se riječ "Z". Na primjer: Qal7 znači aluminijsku broncu koja sadrži 5% aluminija, a ostatak je bakar. ZQsn10-1 znači da je sadržaj kositra 10%, ostali legirajući elementi su 1%, a ostatak je bakrena bronca od lijevanog kositra. Bronca se može podijeliti u dvije kategorije: limena bronca i specijalna bronca (tj. Wuxi bronca).
(1) To je legura bakra i kositra sastavljena od kositra kao glavnog plus elementa, koja se naziva i kositrena bronca.
Kada je sadržaj kositra manji od 5~6%, kositar se otapa u bakru i stvara čvrstu otopinu, a plastičnost se povećava. Kada je sadržaj kositra veći od 5~6%, vlačna čvrstoća opada zbog pojave krute otopine na bazi Cu31Sb8-, pa je kositrena bronca Sadržaj kositra je uglavnom između 3 i 14%. Kada je sadržaj kositra manji od 5%, pogodan je za obradu hladnom deformacijom. Kada je sadržaj kositra 5 do 7%, pogodan je za obradu vrućim deformiranjem. Kada je sadržaj kositra veći od 10%, pogodan je za lijevanje.
Budući da je a blizu potencijala elektrode, a kositar u sastavu je nitriran kako bi se stvorio gusti film kositrenog dioksida, otpornost na koroziju u atmosferi, morskoj vodi itd. je povećana, ali je otpornost na kiseline slaba.
Budući da kositrena bronca ima širok raspon temperature kristalizacije i slabu fluidnost, nije lako formirati koncentrirane šupljine skupljanja, ali je sklona segregaciji dendrita i raspršenim šupljinama skupljanja. Skupljanje odljevka je malo, što pogoduje dobivanju odljevaka dimenzija vrlo bliskih kalupu za lijevanje, pa je pogodan za lijevanje. Uvjeti složenog oblika i velike debljine stjenke nisu pogodni za lijevanje odljevaka koji zahtijevaju veliku gustoću i dobro brtvljenje. Kositrena bronca ima dobra svojstva smanjenja trenja, antimagnetska svojstva i otpornost na niske temperature. Prema proizvodnoj metodi, kositrena bronca može se podijeliti u dvije kategorije: kositrena bronca za obradu tlakom i lijevana kositrena bronca.
A. Obrada tlakom kositar bronca
Sadržaj kositra je općenito manji od 8%, a treba ga prerađivati vrućim i hladnim pritiskom u ploče, trake, šipke, cijevi i druge profile. Nakon otvrdnjavanja raste mu vlačna čvrstoća i tvrdoća, ali mu se smanjuje plastičnost. Nakon ponovnog žarenja, plastičnost se može poboljšati uz održavanje visoke vlačne čvrstoće, posebno postizanje visoke granice elastičnosti. Za instrumente koji zahtijevaju dijelove otporne na koroziju i habanje, elastične dijelove, antimagnetske dijelove i klizne ležajeve i čahure u strojevima, obično se koriste Qsn4-3Qsn6.5~0.1.
B. Lijevana kositrena bronca
Isporučuje se u obliku ingota i koristi u radionicama za lijevanje. Prikladan je za lijevanje odljevaka složenih oblika, ali zahtjeva male gustoće, kao što su klizni ležajevi, zupčanici itd. Najčešće korišteni su ZQsn10-1ZQsn6-6-3.
2) Specijalna bronca
Dodajte druge elemente da zamijenite kositar ili upotrijebite broncu bez kositra. Većina specijalnih bronci ima bolja mehanička svojstva, otpornost na trošenje i otpornost na koroziju od kositrene bronce. Uobičajeno korišteni uključuju aluminijsku broncu (QAL7QAL5), olovnu broncu (ZQPB30) itd.
Legure na bazi bakra s niklom kao glavnim dodanim elementom su srebrno bijele i nazivaju se bijeli bakar. Sadržaj nikla je obično 10%, 15%, 20%. Što je sadržaj veći, boja je bjelja. Binarna legura bakra i nikla naziva se obični bijeli bakar, a legura bakra i nikla s elementima kao što su mangan, željezo, cink i aluminij naziva se kompleksni bijeli bakar. Dodavanje nikla čistom bakru može značajno poboljšati čvrstoću, otpornost na koroziju, otpornost i termoelektricitet. Prema različitim karakteristikama izvedbe i upotrebi, industrijski bijeli bakar dijeli se na dvije vrste: strukturni bijeli bakar i električni bijeli bakar, koji imaju različitu otpornost na koroziju i posebna električna i toplinska svojstva.
4 bijela bakra
Legure na bazi bakra s niklom kao glavnim dodanim elementom su srebrno bijele i nazivaju se bijeli bakar. Binarna legura bakra i nikla naziva se obični bijeli bakar, a legura bakra i nikla s elementima kao što su mangan, željezo, cink i aluminij naziva se kompleksni bijeli bakar. Dodavanje nikla čistom bakru može značajno poboljšati čvrstoću, otpornost na koroziju, otpornost i termoelektricitet. Prema različitim karakteristikama izvedbe i upotrebi, industrijski bijeli bakar dijeli se na dvije vrste: strukturni bijeli bakar i električni bijeli bakar, koji imaju različitu otpornost na koroziju i posebna električna i toplinska svojstva.
Kako identificirati
Po boji se razlikuju bijeli bakar, mjed, crveni bakar (koji se naziva i "ljubičasti bakar") i bronca (plavo-siva ili sivo-žuta). Među njima je lako razlikovati bijeli bakar i mjed; crveni bakar je čisti bakar (nečistoće<1%), and bronze (other alloy components are about 5%) is slightly difficult to distinguish. When not oxidized, the color of red copper is brighter than that of bronze, while bronze is slightly cyan or yellowish and darker; after oxidation, red copper turns black, while bronze becomes turquoise (harmful oxidation of too much water) or chocolate color.
Bakar je najraniji metal koji su ljudski preci koristili. Ima mnoge izvrsne karakteristike i izvrsne funkcije. Ne samo da je dala neizbrisiv doprinos napretku ljudskog društva; također je kontinuirano razvijao nove namjene s razvojem ljudske civilizacije. Bakar je i drevni metal i suvremeni inženjerski materijal pun vitalnosti. Trenutno je čovječanstvo ušlo u šareno i visoko civilizirano društvo koje karakteriziraju elektrifikacija i elektroničke informacije, što je otvorilo šire područje za primjenu bakra.
Zašto koristiti bakar i za koja svojstva se uglavnom koristi? Bakar ima izvrsnu električnu i toplinsku vodljivost, zauzimajući prvo mjesto među svim inženjerskim metalnim materijalima. To je glavna osnova za njegovu ključnu ulogu u trenutnoj elektrifikaciji i elektroničkom informacijskom društvu. Bakar također ima mnoga izvrsna sveobuhvatna svojstva: ima jaku otpornost na koroziju u atmosferi, morskoj vodi, tlu i mnogim kemijskim medijima; koristi se u strukturama s krutošću i mekoćom, elastičnošću, otpornošću na trenje i otpornošću na trošenje; ima šaren Izgled je simbol jednostavnosti i elegancije koje ljudi vole. Uz gore spomenuta brojna uporabna svojstva, također ima niz dobrih procesnih svojstava kao što su obrada, lijevanje, zavarivanje i lako rezanje, što ga čini ekonomičnim i širokim korištenjem.
--Izgradnja kuća čini 48%: uključujući: cjevovodne sustave (voda, grijanje, plin, protupožarne prskalice itd.); stambeni objekti (klima uređaji, hladnjaci i dr.); uređenje zgrade (krovovi, praonice, ukrasi itd.); komunikacijske linije (zvuk, slika, podaci itd.); sustav napajanja.
--Proizvodnja opreme čini 41%: uključujući: industrijsku opremu (motori, transformatori, itd.); prijevoz (automobili, željeznica, zrakoplovi itd.); elektronički uređaji; proizvodi lake industrije (kućanski uređaji, instrumenti, alati itd.) - Osnovni objekti čine 11% %: Uključujući: velike projekte (prometna postrojenja, petrokemijska industrija, rudarska i metalurška industrija itd.); elektroprivreda (prijenos, distribucija i dr.); komunikacijska mreža.
Važno je napomenuti da je stanogradnja izravno povezana s povećanjem razine ljudske proizvodnje, a najveći udio u ovom aspektu ima bakar; posebno u mojoj zemlji stanogradnja je važna karika u poticanju razvoja cjelokupnog nacionalnog gospodarstva. Može se vidjeti da aktivno promicanje Primjena bakra igra važnu ulogu u nacionalnom gospodarstvu i život ljudi.
A. Primjene u elektroindustriji
※ Prijenos snage
Za prijenos energije potrebna je velika količina visokovodljivog bakra, koji se uglavnom koristi u struji, kabelima, sabirnicama, transformatorima, sklopkama, komponentama utikača i konektorima.
Tijekom procesa prijenosa električne energije žica i kabela, električna energija se gubi zbog otpornog zagrijavanja. Iz perspektive uštede energije i ekonomičnosti, trenutno se u svijetu promiče standard "optimalnog presjeka kabela". Standard "optimalnog poprečnog presjeka kabela" uzima u obzir dva čimbenika jednokratne cijene instalacije i potrošnje energije, te na odgovarajući način povećava veličinu kabela kako bi se postigla ušteda energije i najbolja sveobuhvatna ekonomska korist. Prema novim standardima, poprečni presjek kabela često je više nego dvostruko veći od presjeka po starim standardima, čime se može postići učinak uštede energije od oko 50%.
U proteklom razdoblju, zbog nedostatka čelika u našoj zemlji, a s obzirom da je udio aluminija u bakru samo 30%, poduzete su mjere zamjene bakra aluminijem u nadzemnim visokonaponskim dalekovodima u nadi da će se smanjiti težina. Trenutno će se radi zaštite okoliša zračni dalekovodi pretvoriti u podzemne kabele. U ovom slučaju, aluminij je blijed u usporedbi s bakrom, koji pati od slabe vodljivosti i veće veličine kabela.
Iz istog razloga također je mudar izbor zamijeniti aluminijske transformatore s namotajima u Sjedinjenim Državama i Japanu energetski štedljivim i učinkovitim transformatorima s bakrenim namotama.
※ Proizvodnja motora
U proizvodnji motora naširoko se koriste bakrene legure visoke vodljivosti i visoke čvrstoće. Glavni dijelovi koji koriste bakar su stator, rotor i glava vratila. U velikim motorima, namoti se hlade vodom ili vodikom, što se naziva dvostruko unutarnje vodeno hlađenje ili motori s vodikovim hlađenjem, što zahtijeva veliku duljinu šuplje žice.
Motori su veliki potrošači električne energije, čineći oko 60% ukupne opskrbe električnom energijom. Kumulativni račun za struju za rad motora je vrlo visok. Obično dostiže originalnu cijenu motora unutar prvih 500 sati rada, što je ekvivalentno 4 do 16 puta većoj cijeni unutar godine dana, a može dosegnuti 200 puta veću cijenu tijekom cijelog radnog vijeka. Malo povećanje učinkovitosti motora ne samo da može uštedjeti energiju; također može postići značajne ekonomske koristi. Razvoj i primjena visokoučinkovitih motora aktualna je tema u svijetu. Budući da potrošnja energije unutar motora uglavnom dolazi od gubitka otpora namota; stoga je povećanje presjeka bakrene žice ključna mjera za razvoj visokoučinkovitih motora. Neki visokoučinkoviti motori koji su prvi uvedeni posljednjih godina koriste 25 do 100% više bakrenih namota od tradicionalnih motora. Trenutačno Ministarstvo energetike SAD-a financira razvojni projekt za proizvodnju rotora motora pomoću tehnologije lijevanog bakra.
※ Komunikacijski kabel
Od 1980-ih, zbog svojih prednosti kao što je velika nosivost struje, optički kabeli kontinuirano zamjenjuju bakrene kabele na komunikacijskim magistralnim vodovima te su brzo promovirani i primijenjeni. Međutim, za pretvaranje električne energije u svjetlosnu energiju i njezino povezivanje s korisnicima i dalje je potrebna velika količina bakra. S razvojem komunikacija ljudi sve više ovise o komunikacijama, a potražnja za optičkim kabelima i bakrenim žicama i dalje će rasti.
※ Stambena električna instalacija
Posljednjih godina, s poboljšanjem životnog standarda ljudi u našoj zemlji i brzim širenjem kućanskih aparata, potrošnja električne energije u stambenim objektima naglo je porasla. Potrošnja električne energije u kućanstvima u našoj će se zemlji u budućnosti još jako razvijati, što će također uvelike povećati primjenu bakrenih žica.
B. Primjene u elektroničkoj industriji
Elektronička industrija je industrija u nastajanju. U svom brzom razvojnom procesu neprestano se razvijaju novi čelični proizvodi i novi proizvodi.
