Typer och egenskaper hos koppar och kopparlegeringar
Koppar är ett av de representativa icke-järnmetallmaterial som är nödvändiga för industrin och det dagliga livet, och det finns många typer. Det har en lång historia av praktisk användning och grävdes fram i en egyptisk grav så tidigt som 400 f.Kr., vilket gör det till ett välbekant material som använts under lång tid i länder runt om i världen. Många av de koppar och kopparlegeringar som nu är i praktisk användning är ojämförliga i typ och prestanda jämfört med de på den tiden, men kopparns grundläggande egenskaper har inte förändrats mycket. Det är egenskaperna som järn inte har som gör koppar till ett så användbart material.
Egenskaper hos koppar och kopparlegeringar
De bästa egenskaperna hos koppar är dess bearbetningsförmåga, elektrisk ledningsförmåga och värmeledningsförmåga. Som framgår av exemplet med koppartråd har detta material den högsta elektriska ledningsförmågan och värmeledningsförmågan efter silver, och används i många elektriska delar, motorer, ledningar och kretskort.
Det sägs att en av anledningarna till att koppar har använts flitigt sedan urminnes tider är att den är lätt att bearbeta. Det är en representativ metall med utmärkt duktilitet och är lätt att utföra plastbearbetning såsom valsning och extrudering. Koppar har också en vackert färdig yta och finns i en mängd olika färger, vilket är en del av anledningen till att vi ser koppar överallt.
Dessutom har den utmärkta varmsmideegenskaper, vilket är lämpligt för bearbetning av komplexa produkter. Den har också utmärkta fjäderegenskaper och använder kopparlegeringar med hög utmattningshållfasthet som berylliumkoppar och fosforbrons. Till skillnad från stålmaterial går dess struktur inte sönder även vid extremt låga temperaturer, vilket gör det till ett material med utmärkt sprödhet vid låg temperatur. Den har också utmärkt korrosionsbeständighet, och eftersom det är en ädelmetall sägs den vara resistent mot korrosion orsakad av kontakt.
Generellt sett är deras användningstemperatur under 200 grader, och även om de är utmärkta i värmebeständighet är den maximala användningstemperaturen runt 250 grader till 300 grader. Det finns några kopparlegeringar, såsom vit koppar, som kan användas vid temperaturer över 400 grader. Å andra sidan blir den inte spröd vid extremt låga temperaturer, så den kan användas utan problem.
Olika typer av kopparmaterial
Efter typ inkluderar koppar ren koppar, mässing, brons, vit koppar, nysilver, vit koppar och berylliumkoppar. Förutom ren koppar är det en kopparlegering gjord av koppar med zink, bly, tenn, aluminium, nickel etc. ensamt eller i kombination.
Dessutom, beroende på tillverkningsmetoden, delas koppar in i två typer: valsade kopparprodukter och gjutna produkter. Faktum är att nästan 90 % av kopparprodukterna anses vara valsade kopparprodukter. Mässing är också det mest använda materialet bland kopparlegeringar, och ren koppar och mässing sägs uppta majoriteten av efterfrågan på koppar.
Kopparsymboler
Notationssymbolen (kopparförlängning) för kopparmaterial matchar också dessa klassificeringar. Koppar och kopparlegeringar som C1020 (syrefri koppar) representeras av bokstaven C och fyra siffror i JIS-standarden. 1000-serien av C1 är ren koppar eller legeringar som innehåller en stor mängd koppar, och är en kategori som även inkluderar C17 berylliumkoppar och C19 titankoppar. 2000-serien som C2801, C2700, etc. är koppar-zink Cu-Zn kopparlegeringar som mässing och röd brons, och 3000-serien som C3604 är friskärande mässing och Pb är tillsatt för att förbättra bearbetbarheten. 4000-serien är Cu-Zn-baserad marin mässing med Sn (tenn) tillsatt, C5000-serien är fosforbrons (Cu-Sn-P-legering), varav C5191 är ett typiskt exempel, 6000-serien som C6161, C6191 är aluminium brons, mässing för instrumentventiler, höghållfast mässing och 7000-serien som C7351 har nickelsilver och vit koppar (kopparnickellegering). Vi kommer kortfattat att presentera egenskaperna för varje kopparlegering på sidan för varje kopparlegering.
Typiska fysikaliska egenskaper hos koppar
Smältpunkt ca 1084 grader
Kokpunkt ca 2360 grader
Specifik värme (20 grader) 385J/kg· grad
Densitet 8,96 g/cm3 (20 grader)
Longitudinell elasticitetsmodul (Youngs modul) 117,7kN/mm2
Termisk expansionskoefficient (20-100 grad) 16,8x10-6/grad
Elektrisk konduktivitet 100%IACS
Resistivitet (20 grader) 1,7241μΩ·cm
Temperaturkoefficient för motstånd (20 grader) 0,00397/grad
Magnetisk känslighet -0.080x10 ^-6 cgs enhet/gram
Typer och klassificeringar av koppar (valsade kopparprodukter)
Baserat på tillverkningsmetoden kan koppar grovt delas in i valsade kopparprodukter och gjutna produkter, bland vilka valsade kopparprodukter kan delas in i följande kategorier. Valsad koppar finns i form av plattor, remsor, stänger, trådar, rör, samlingsskenor m.m.
Ren koppar
Det finns syrefri koppar, seg koppar och deoxiderad koppar, och skillnaden mellan dessa tre typer är mängden syre de innehåller på grund av tillverkningsmetoden. Koppar har en renhet på mer än 99,9 % och har utmärkt elektrisk och termisk ledningsförmåga, men dess styrka är svagare än andra metaller.
Höga kopparlegeringar
Legeringar med hög kopparhalt, såsom berylliumkoppar, titankoppar, zirkoniumkoppar, tennhaltig koppar, järnhaltig koppar och Corson-legeringar, ökar hållfastheten utan att väsentligt kompromissa med koppars inneboende höga elektriska och termiska ledningsförmåga. Men för att förbättra de mekaniska egenskaperna ökar mängden tillsatta element, och som ett resultat tenderar den elektriska ledningsförmågan att minska. Vissa har höga hållfastheter på mer än 685N/mm2, medan andra har hög rekristallisationshållfasthet och utmärkt värmebeständighet.
Mässing (gul mässing)
Mässing (även känd som mässing) är känd som den vanligaste kopparn. Det finns röd brons, detonatormässing, 73 mässing, 64 mässing, 65:35 mässing, friskärande mässing, marin mässing, amiralitetsmässing, aluminiummässing, höghållfast mässing, etc. Basen är en koppar-zinklegering. Sedan läggs Pb, Sn, Al, etc. till för att göra varje material unikt.
Brons
Det finns "tennbrons" som är en Cu-Sn kopparlegering, "fosforbrons" med en liten mängd "fosfor" (P) tillsatt, friskärande fosforbrons, aluminiumbrons osv.
Koppar-nickellegeringar
Koppar-nickellegeringar inkluderar vit koppar, vit koppar, nickelsilver, snabbskärande nickelsilver etc. Som du lätt kan föreställa dig från ordet "vit" ovan är dessa vita kopparlegeringar.
