Чистая медь — довольно мягкий металл с отличной тепло- и электропроводностью. Благодаря низкой твердости его можно пластически обрабатывать как в горячем, так и в холодном состоянии. В таблице элементов он находится в 11-й группе, рядом с серебром и золотом, потому что имеет схожую электронную структуру. Медь, медные сплавы, гост которых определяется межгосударственной стандартизацией, находят широкое применение во многих сферах хозяйства.
Свойства меди
Даже многократная обработка не оказывает негативного влияния на свойства меди, поэтому этот полудрагоценный металл можно перерабатывать так же, как железо и алюминий. Это металл, который в чистом виде характеризуется следующими свойствами:
· мягкое твердое вещество характерного красно-коричневого цвета;
· обладает очень хорошей тепло- и электропроводностью;
· на воздухе не портится, а приобретает характерный зеленый налет.
Сплавы меди
Различные типы сплавов на медной основе с другими металлами имеют очень широкое применение. Это однородная смесь металлов, расплавленных в соответствующих, характерных пропорциях. Сплавы отличаются по физическим и химическим свойствам от элементов, из которых они состоят. Их физические свойства, например твердость, коррозионная стойкость, тепло- и электропроводность, обычно лучше, что оправдывает использование вместо чистых металлов. Некоторые из них имеют особое распространение.
Латунь
Сплав меди и цинка, отличающийся гораздо большей твердостью, чем оба металла в чистом виде. В зависимости от процентного состава ингредиентов он приобретает цвет от белого до красного. Некоторые сорта латуни иногда содержат добавки других элементов, таких как свинец, олово, железо, алюминий, хром и даже кремний. Благодаря высокой коррозионной стойкости его можно использовать для изготовления предметов, которые должны характеризоваться особой устойчивостью к коррозионным агентам (например, судовые винты).
Хрупкая латунь иногда используется в качестве литейной формы. Красная латунь, содержащая более 80% меди, также называется томбак. Характеризуется желтым цветом, который очень напоминает золото. Именно поэтому его широко используют в качестве подделки под золото в ювелирном деле.
Бронза
Это сплав меди с оловом (иногда с алюминием, кремнием, марганцем и др.). Он был известен и использовался еще в древности, главным образом потому, что медные и оловянные руды часто находили в одних и тех же местах. Показывает стойкость к высоким температурам и коррозии. Единственным фактором, ограничивающим его использование, является достаточно высокая цена.
Оловянная бронза
Это сплав меди с оловом, цинком и свинцом. Ее включают в группу бронз, но она содержит значительно больше олова (11%). Содержание цинка и свинца находится в пределах 2-7% и 2-6% соответственно. Характеризуется высокой стойкостью к коррозии и истиранию. В средние века из него отливали колокола, а позже и пушки.
Мельхиор
Группа сплавов меди и никеля, которые также обычно содержат добавки других элементов, таких как кремний, железо, алюминий или марганец. Они характеризуются хорошей механической прочностью, а также коррозионной стойкостью и очень хорошими свойствами сопротивления.
Использование меди
Благодаря своим свойствам применение меди и медных сплавов находит широкое применение во многих сферах жизни. Такие свойства, как коррозионная стойкость и возможность вторичной переработки, делают медь экологически чистой. Это самый надежный, экономичный и безопасный в мире материал для передачи электроэнергии. Благодаря этому она также широко применяется в электронике (лучший носитель информации.)
Медь также используется в мире музыки: в электрогитарах, контрабасах, саксофонах, трубах и тромбонах. Золото и серебро становятся ювелирным материалом только после их сплавления с медью. Это также значительно улучшает их механические свойства.
Благодаря высокой теплопроводности медь нашла применение в химической промышленности для производства охладителей, химических аппаратов и в производство нагревательных элементов и теплообменников. В строительстве ее применяют для кровельных и отделочных элементов, таких как водосточные желоба и подоконники.
Использование медных сплавов
Широко применяются также медные сплавы. Материалы, образующиеся в процессе плавки, отличаются друг от друга не только приобретенными свойствами, но и очень часто другими параметрами, чем сырье, входящее в состав сплава. В случае их производства весьма желательным эффектом является улучшение свойств, в том числе прочности и коррозионной стойкости.
Применение латуни
Это самый популярный медный сплав. Благодаря большей твердости, он используется для производства арматуры, для деталей в машиностроительной, автомобильной, электротехнической, судостроительной, точной и химической промышленности.
Также, ее применяют в строительстве для изготовления фурнитуры, дверных ручек, и других предметов повседневного обихода. Из латуни изготавливают тонкостенные трубы, особенно для производства охладителей. Хрупкая латунь используется в качестве литейной формы.
Металл устойчив к коррозии, поэтому его можно использовать для изготовления предметов, устойчивых к морской воде, например, корабельных гребных винтов, болтов.
Здесь также стоит упомянуть томпак, разновидность латуни, в сплаве которой содержится 80% меди. Томбак, благодаря своему сходству с золотом, очень часто использовался для изготовления украшений, посуды и других предметов.
Применение бронзы
Сплав известен человеку с древних времен, когда из него изготавливали украшения, элементы оружия и предметы быта. В настоящее время бронза используется как материал, из которого изготавливаются детали машин, монеты и украшения.
Благодаря высокой стойкости к коррозии бронзовые прутки и втулки используются в строительной отрасли. Сплав, также, применяют для изготовления крепежных деталей для труб в водопроводных и газовых установках. Бронза, также, используется для изготовления деталей для парового и водяного оборудование, химической арматуры, в судостроении.
Сегодня бронза используется для производства порошка для краски. В основном, его используют в скульптуре и декоративных элементах.
Марганцевая бронза используется для деталей прецизионных приборов, требующих гашения колебаний, возникающих при работе двигателей, редукторов и т. д.
Оловянная бронза
Бывают также алюминиевые, кремниевые, бериллиевые, марганцевые и другие бронзы. Этот сплав был известен еще в древности из-за залегания медных и оловянных руд в одних и тех же местах. Он устойчив к высоким температурам и коррозии. Из него изготавливают детали машин, химических аппаратов, монеты, слепки художественных предметов. Его использование ограничено высокой ценой.
Мельхиор
Медно-никелевый сплав содержит никеля более 2%. Благодаря таким свойствам, как устойчивость к коррозии и механическим повреждениям, используются для производства монет и деталей систем кондиционирования. Некоторые металлы обладают резистивными свойствами и поэтому используются для изготовления резистивных элементов в электротехнике.
Сварка меди и ее сплавов
На практике обычно сваривают технически чистую медь и сплавы Cu-Al, Cu-Sn и Cu-Ni, в меньшей степени - латунь и бронзу.
Для этого применяют все способы: пламенем, покрытым электродом, газовую. При использовании электродуговой сварки для более толстых листов необходим предварительный подогрев до температуры 500-600 градусов.
При работе с газом следует использовать сильный огонь. Обычно для сварки меди применяют аргон, азот, гелий или смесь этих компонентов. В процессе соединения деталей сварка делается в один слой. Повторная процедура может дать трещины из-за высокой температуры.
Во время сварки меди и медных сплавов опытный мастер старается обеспечить скорость охлаждения деталей. Скорость сварки он подбирает с учетом типа шва, в индивидуальном порядке. Иногда специалисты способны сократить достаточно время, которое нужно для сваривания меди. Считается, что для этого процесса лучше всего использовать аргон. С его помощью получается идеальный шов.
