Le cuivre est utilisé dans une grande variété de métaux, d'alliages et de composés, et a profondément imprégné tous les aspects de la production et de la vie, devenant un métal indispensable pour le développement rapide de l'humanité au 21e siècle.
Définition du cuivre
Le cuivre est un élément chimique avec le symbole chimique Cu et le numéro atomique 29. Il s'agit d'un métal de transition. L'utilisation la plus courante du cuivre est dans le câblage électrique. Le câblage électrique actuel est généralement fait de cuivre pur car sa conductivité électrique et thermique est la seconde derrière l'argent, mais elle est beaucoup moins chère.
Classifications courantes
Beaucoup de gens croient qu'il n'y a qu'un seul type de cuivre. Cependant, il existe en fait de nombreux types de cuivre différents. Par exemple, les alliages de cuivre; Le laiton est un alliage de cuivre et de zinc; Le cuivre blanc est un alliage de cuivre et de nickel; Le bronze est un alliage de cuivre avec des éléments autres que le zinc et le nickel, principalement le bronze en étain et le bronze en aluminium; Et le cuivre rouge est en cuivre avec une teneur en cuivre très élevée, avec le contenu total d'impuretés inférieur à 1%. Les matériaux en cuivre comprennent le sulfate de cuivre, le chlorure de cuivre, les tiges de cuivre, les barres de cuivre, les lingots de cuivre, les plaques de cuivre, le fil de cuivre, les alliages de cuivre, le cuivre brut, la bande de cuivre, l'oxyde de cuivre, le papier cuivre, les tubes en cuivre, les fleuris cuivre, les coulées en cuivre, les moulages de cuivre, le cuivre électrolytique et les autres alliages de cuivre.
Les matériaux en cuivre sont tous les matériaux fabriqués à partir d'alliages de cuivre ou de cuivre purs en différentes formes, y compris des tiges, des fils, des plaques, des bandes, des barres, des tubes et du papier d'aluminium. Les matériaux de cuivre sont traités par roulement, extrusion et dessin. Les assiettes et les barres sont soignées à chaud ou au froid, tandis que les bandes et le papier d'aluminium sont roulés à froid. Les tubes et les barres sont extrudés ou dessinés, et le fil est dessiné.
1. cuivre pur
Le cuivre pur est un métal rouge rose qui devient violet après un film d'oxyde de cuivre se forme à sa surface. Par conséquent, le cuivre pur industriel est souvent appelé cuivre rouge ou cuivre électrolytique. Avec une densité de 8 à 9 g / cm² et un point de fusion de 1083 degrés, le cuivre pur a une excellente conductivité électrique et est largement utilisé dans la fabrication de fils, de câbles, de brosses et d'autres matériaux. Il a également une excellente conductivité thermique et est souvent utilisé dans la fabrication d'instruments magnétiques et de compteurs qui doivent être protégés contre les interférences magnétiques, telles que les compas et les instruments d'aviation. Son excellente plasticité facilite la presse à chaud et la forme froide, et peut être transformée en tubes, tiges, fils, bandes, bandes, assiettes, papier d'aluminium et autres matériaux. Les produits en cuivre pur se présentent sous des formes fusionnées et transformées.
Les matériaux de cuivre transformés chinois peuvent être divisés en quatre catégories en fonction de leur composition: cuivre ordinaire (T1, T2, T3 et T4), cuivre sans oxygène (TU1, TU2 et cuivre de haute pureté), cuivre désoxydé (TUP et TUMN) et cuivre spécial avec des éléments argentés (ARSENIC COPPER, COPPER ARVERSOYAGE).
La conductivité électrique et thermique du cuivre pur est la seconde derrière l'argent, ce qui le rend largement utilisé dans la fabrication de matériaux conductrices électriques et thermiques. Le cuivre rouge présente une excellente résistance à la corrosion dans l'air, l'eau de mer, certains acides non oxydants (acide chlorhydrique, l'acide sulfurique dilué), les alcalis, les solutions salines et divers acides organiques (acide acétique, acide citrique), ce qui l'a utilisé dans l'industrie chimique. Le cuivre rouge présente également une excellente soudabilité et peut être traité par le traitement du plastique froid et chaud dans une variété de produits semi-finis et finis. Dans les années 1970, la production de cuivre rouge a dépassé la production totale de tous les autres alliages de cuivre.
Les traces d'impuretés dans le cuivre pur ont un impact significatif sur sa conductivité électrique et thermique. Le titane, le phosphore, le fer et le silicium réduisent considérablement la conductivité électrique, tandis que le cadmium et le zinc ont un impact minimal. L'oxygène, le soufre, le sélénium et le tellurium ont une faible solubilité solide dans le cuivre et peuvent former des composés cassants avec. Cela a peu d'impact sur la conductivité électrique, mais peut réduire la plasticité du traitement. Lorsque le cuivre rouge ordinaire est chauffé dans une atmosphère réductrice contenant de l'hydrogène ou du monoxyde de carbone, l'hydrogène ou le monoxyde de carbone réagit avec de l'oxyde de cuprous (Cu2O) aux joints de grains, générant une vapeur d'eau à haute pression ou un dioxyde de carbone, ce qui peut entraîner la fissure du cuivre. Ce phénomène est souvent appelé «maladie hydrogène» du cuivre. L'oxygène est préjudiciable à la soudabilité du cuivre. Le bismuth ou le plomb forment un eutectique à faible point de fusion avec du cuivre, provoquant une fragilité chaude. Lorsque le bismuth fragile forme des films minces à des joints de grains, il provoque une fragilité froide. Le phosphore réduit considérablement la conductivité du cuivre, mais il augmente la fluidité du cuivre fondu et améliore la soudabilité. Les quantités appropriées de plomb, de tellurium et de soufre peuvent améliorer la machinabilité.
2. Brass
Le laiton est un alliage de cuivre et de zinc. Le laiton le plus simple est un alliage binaire de cuivre et de zinc, connu sous le nom de laiton simple ou de laiton ordinaire. La variation de la teneur en zinc en laiton peut produire du laiton avec des propriétés mécaniques variables. Une teneur en zinc plus élevée augmente sa résistance et réduit sa ductilité. Le laiton utilisé par l'industrie ne devrait pas contenir plus de 45% de zinc. Des contenus de zinc plus élevés provoqueront la fragilité et détérioreront les propriétés de l'alliage. Le laiton peut être classé comme le casting ou la presse.
Le laiton est en outre classé comme suit:
1) Laiton ordinaire
C'est un alliage de cuivre et de zinc. Lorsque la teneur en zinc est inférieure à 39%, le zinc se dissout dans le cuivre pour former une seule phase, appelée laiton monophasée. Cela a une excellente plasticité et convient au travail à la presse chaude et froide. Lorsque la teneur en zinc dépasse 39%, le laiton contient à la fois un laiton monophasé (A) et une solution solide en cuivre-zinc (B), connue sous le nom de laiton duplex. La phase (b) réduit la plasticité mais augmente la résistance à la traction, ce qui le rend adapté uniquement au fonctionnement de la presse chaude.
La désignation est «H + un nombre», où H représente le laiton et le nombre représente la fraction de masse du cuivre. Par exemple, H68 représente le laiton avec une teneur en cuivre de 68% et une teneur en zinc de 32%. Cast Brass a un "Z" avant la désignation, comme ZH62.
H90 et H80 sont en laiton monophasé avec une couleur dorée, d'où le nom commun «or». Ils sont utilisés pour le placage, les décorations, les médailles, etc. H68 et H59 sont du laiton duplex, largement utilisés dans les composants électriques tels que les boulons, les écrous, les rondelles et les ressorts. Généralement, le laiton monophasé est utilisé pour la déformation à froid, tandis que le laiton duplex est utilisé pour la déformation à chaud.
2) cuites spéciaux
Les alliages formés en ajoutant d'autres éléments d'alliage aux cuivres ordinaires sont appelés cuivres. Les éléments couramment ajoutés comprennent le plomb, l'étain et l'aluminium, résultant en des noms correspondants tels que le laiton de plomb, le laiton d'étain et le laiton en aluminium. Le but d'ajouter des éléments d'alliage est principalement d'augmenter la résistance à la traction et d'améliorer la transformation.
La désignation est "Symbole H + de l'élément ajouté principal (à l'exclusion du zinc) + fraction de masse du cuivre + fraction de masse de l'élément ajouté principal + fraction de masse d'autres éléments."
Par exemple, HPB59-1 représente le laiton de plomb avec une fraction de masse de 59% de cuivre, 1% de plomb comme élément ajouté principal, et l'équilibre étant du zinc.
3. Bronze
Le bronze est l'un des premiers alliages utilisés dans l'histoire. Se référant à l'origine à un alliage de cuivre, il était appelé bronze en raison de sa couleur gris bleuâtre. Pour améliorer la transformation de l'alliage et les propriétés mécaniques, la plupart des bronzes contiennent également d'autres éléments d'alliage tels que le plomb, le zinc et le phosphore. Parce que l'étain est un élément rare, de nombreux bronzes sans étain sans étain sont utilisés dans l'industrie. Ce sont non seulement peu coûteux mais possèdent également les propriétés spéciales souhaitées. Le bronze est également divisé en deux catégories: les produits de la presse et de la distribution.
Codes: La désignation se compose de "Q + le symbole et la fraction de masse de l'élément primaire + les fractions de masse d'autres éléments". Les produits coulés sont préfixés avec un "Z." Par exemple, QAL7 représente le bronze en aluminium avec 5% d'aluminium et le cuivre de l'équilibre. ZQSN10-1 représente le bronze en étain coulé avec 10% d'étain, 1% d'autres éléments d'alliage et le cuivre de l'équilibre. Le bronze est en outre divisé en bronze en étain et en bronze spécial (également connu sous le nom de bronze sans étain). (1) un alliage de cuivre avec l'étain comme élément principal, également connu sous le nom de bronze en étain. Lorsque la teneur en étain est inférieure à 5 à 6%, l'étain se dissout dans le cuivre pour former une solution solide et la plasticité augmente. Lorsque la teneur en TIN est supérieure à 5 à 6%, en raison de l'apparition d'une solution solide basée sur Cu31SB8, la résistance à la traction diminue. Par conséquent, la teneur en étain du bronze en étain se situe principalement entre 3 à 14%. Lorsque la teneur en étain est inférieure à 5%, elle convient au traitement de la déformation froide. Lorsque la teneur en étain est de 5 à 7%, elle convient au traitement de déformation à chaud. Lorsque la teneur en étain est supérieure à 10%, elle convient à la coulée. Parce que A est proche du potentiel d'électrode, et que l'étain dans la composition forme un film de dioxyde d'étain dense après la nitrade, la résistance à la corrosion à l'atmosphère et à l'eau de mer augmente, mais la résistance à l'acide est mauvaise. Étant donné que le bronze en étain a une large plage de température de cristallisation et une mauvaise fluidité, il est moins susceptible de former des cavités de retrait concentrées, mais plus susceptibles de former une ségrégation dendritique et des cavités de retrait dispersées. Son rétrécissement à faible coulée permet des pièces moulées avec des dimensions très proches du moule. Par conséquent, il convient aux formes complexes de coulée et aux murs plus épais, mais pas aux pièces moulées nécessitant une densité et une serre élevée. Le bronze en étain présente d'excellentes propriétés anti-friction, des propriétés anti-magnétiques et une ténacité à basse température. Sur la base de sa méthode de production, le bronze en étain peut être divisé en deux catégories: le bronze en étain sous pression et le bronze en étain coulé.
A. Bronze en étain sous presse
La teneur en étain est généralement inférieure à 8%. Il convient à la formation de presse chaude ou froide dans des profils tels que des assiettes, des bandes, des tiges et des tubes. Après le travail en durcissant, sa résistance à la traction et sa dureté augmentent, tandis que sa ductilité diminue. Le recuit peut améliorer la ductilité tout en maintenant une résistance à la traction élevée, en particulier à atteindre une limite élastique élevée. Les notes couramment utilisées comprennent les QSN4-3 et QSN6.5-0.1 pour l'instrumentation résistante à la corrosion et à l'usure, les composants élastiques, les composants anti-magnétiques et les roulements et bagues coulissants dans les machines. B. Bronze moulé en étain
Fourni sous forme de lingots, il est jeté dans des pièces moulées dans la fonderie. Il convient aux pièces moulées aux formes complexes mais aux exigences de faible densité, telles que les roulements coulissants et les engrenages. Les notes couramment utilisées incluent ZQSN10-1 et ZQSN6-6-3.
2) Bronze spécial
D'autres éléments sont ajoutés pour remplacer l'étain, ou des bronzes sans étain sont utilisés. La plupart des bronzes spéciaux offrent des propriétés mécaniques plus élevées, une résistance à l'usure et une résistance à la corrosion que les bronzes en étain. Les notes couramment utilisées comprennent le bronze en aluminium (QAL7 et QAL5) et le bronze de plomb (ZQPB30).
Les alliages à base de cuivre avec nickel comme additif principal sont blancs argentés et sont appelés cuivre blanc. La teneur en nickel est généralement de 10%, 15% ou 20%, plus le contenu est élevé, plus la couleur est plus blanche. Les alliages binaires en cuivre-nickel sont appelés cuivre blanc ordinaire, tandis que les alliages de nickel cuivre avec des éléments supplémentaires tels que le manganèse, le fer, le zinc et l'aluminium sont appelés cuivre blanc complexe. L'ajout de nickel au cuivre pur améliore considérablement la résistance, la résistance à la corrosion, la résistance électrique et les propriétés thermoélectriques. Le cupronickel industriel est divisé en cupronickel structurel et en cupronickel électrique en fonction de ses caractéristiques et utilisations de performance, qui respectent respectivement diverses résistance à la corrosion et des propriétés électriques et thermiques spéciales.
4. Les alliages à base de cuivre avec le nickel comme additif principal sont blancs argentés et sont appelés cuivre blanc. Les alliages binaires en cuivre-nickel sont appelés cuivre blanc ordinaire, tandis que les alliages de nickel cuivre avec des éléments supplémentaires tels que le manganèse, le fer, le zinc et l'aluminium sont appelés cuivre blanc complexe. L'ajout de nickel au cuivre pur améliore considérablement sa résistance, sa résistance à la corrosion, sa résistance électrique et ses propriétés thermoélectriques. Le cuivre blanc industriel est divisé en cuivre blanc structurel et cuivre blanc électrique, selon ses caractéristiques de performance et son application, répondant à diverses exigences de résistance à la corrosion et à des propriétés électriques et thermiques spécifiques.
La société possède un groupe de principales lignes de production de transformation de cuivre en Chine, notamment:
Ligne de production allemande de tube en cuivre importée allemande (production annuelle de 30 000 tonnes)
Ligne de roulement en feuille de cuivre de technologie japonaise (le plus mince jusqu'à 6 μm)
Ligne d'extrusion continue en cuivre entièrement automatique
Feuille de cuivre intelligente et unité de moulin à finition à bande
Le contrôle numérique et la gestion de l'ensemble du processus de production sont réalisés via le système MES, et la précision dimensionnelle des produits peut atteindre ± 0,01 mm.
