تعرف على خصائص واستخدامات النحاس المعدني

النحاس ثنائي أشابة تتكون من نحاس و زنك التي تم إنتاجها لآلاف السنين وتقدر قيمتها بصلابتها وصلابتها تآكل المقاومة ، والمظهر الجذاب.

• نوع سبيكة: ثنائي
• المحتوى: النحاس والزنك
• الكثافة: 8.3-8.7 جم / سم³
• نقطة الانصهار: 1652-1724 درجة فهرنهايت (900-940 درجة مئوية)
• صلابة محمد: 3-4

تعتمد الخصائص الدقيقة للنحاس المختلفة على تكوين سبيكة النحاس ، خاصة نسبة النحاس والزنك. بشكل عام ، ومع ذلك ، يتم تقييم جميع النحاس الأصفر بسبب قابليته للماكينات أو السهولة التي يمكن بها تشكيل المعدن إلى الأشكال والأشكال المرغوبة مع الاحتفاظ بقوة عالية.

في حين أن هناك اختلافات بين النحاس مع محتويات الزنك العالية والمنخفضة ، يتم النظر في جميع النحاس طيع و لدن (النحاس الزنك المنخفض أكثر من ذلك). نظرًا لانخفاض درجة انصهاره ، يمكن أيضًا صب النحاس بسهولة نسبية. ومع ذلك ، بالنسبة لتطبيقات الصب ، يفضل عادة محتوى عالي من الزنك.

يمكن عمل النحاس ، الذي يحتوي على نسبة زنك أقل ، على البارد بسهولة ، ولحامه ونحاس. كما يسمح المحتوى العالي من النحاس للمعادن بتشكيل طبقة أكسيد واقية (الزنجار) على سطحه حراسة ضد مزيد من التآكل ، خاصية قيمة في التطبيقات التي تعرض المعدن للرطوبة التجوية.

المعدن لديه حرارة جيدة و التوصيل الكهربائي (يمكن أن تكون الموصلية الكهربائية من 23 ٪ إلى 44 ٪ من النحاس النقي) ، وهي مقاومة للتآكل والشرر. مثل النحاس ، أدت خصائصه البكتيرية إلى استخدامه في تركيبات الحمام ومرافق الرعاية الصحية.

يعتبر النحاس سبائك منخفضة الاحتكاك وغير المغناطيسية ، في حين أن خصائصه الصوتية أدت إلى استخدامه في العديد من الآلات الموسيقية "الفرقة النحاسية". يقدر الفنانون والمهندسون المعماريون الخصائص الجمالية للمعدن ، حيث يمكن إنتاجها في مجموعة من الألوان ، من الأحمر الداكن إلى الأصفر الذهبي.

جعلت خصائص النحاس النحاسية وسهولة الإنتاج النسبية واحدة من السبائك الأكثر استخدامًا. سيكون تجميع قائمة كاملة بجميع التطبيقات النحاسية مهمة هائلة ، ولكن للحصول على فكرة عن الصناعات و أنواع المنتجات التي يوجد فيها النحاس يمكننا تصنيف وتلخيص بعض الاستخدامات النهائية بناءً على درجة النحاس مستخدم:

نحاس قطع حر (مثل C38500 أو نحاس 60/40):

• المكسرات ، البراغي ، الأجزاء الملولبة
• محطات
• الطائرات
• الصنابير
• عن طريق الحقن

تم إنتاج سبائك النحاس والزنك في وقت مبكر من القرن الخامس قبل الميلاد في الصين وكانت تستخدم على نطاق واسع في آسيا الوسطى في القرنين الثاني والثالث قبل الميلاد. ومع ذلك ، يمكن الإشارة إلى هذه القطع المعدنية المزخرفة بشكل أفضل باسم "السبائك الطبيعية" ، حيث لا يوجد دليل على أن منتجيها يصنعون النحاس والزنك بوعي. وبدلاً من ذلك ، من المحتمل أن تكون السبائك صهرت من خامات النحاس الغنية بالزنك ، وتنتج معادن شبيهة بالنحاس الخام.

تشير الوثائق اليونانية والرومانية إلى أن الإنتاج المتعمد لسبائك شبيهة بالنحاس الحديث ، باستخدام النحاس وحدث خام غني بأكسيد الزنك يعرف باسم الكالامين ، حدث حوالي القرن الأول قبل الميلاد. تم إنتاج نحاس الكالامين باستخدام عملية الإسمنت ، حيث تم صهر النحاس في بوتقة مع خام سميثسونايت (أو كالامين) الخام.

في درجات الحرارة العالية ، يتحول الزنك الموجود في هذا الخام إلى بخار ويتخلل النحاس ، وبالتالي ينتج نحاسًا نقيًا نسبيًا يحتوي على 17-30 ٪ من محتوى الزنك. تم استخدام هذه الطريقة في إنتاج النحاس لما يقرب من 2000 عام حتى أوائل القرن التاسع عشر. لم يمض وقت طويل بعد أن اكتشف الرومان كيفية إنتاج النحاس ، وتم استخدام السبائك للعملات المعدنية في مناطق تركيا المعاصرة. سرعان ما انتشر هذا في جميع أنحاء الإمبراطورية الرومانية.

"النحاس" هو مصطلح عام يشير إلى مجموعة واسعة من سبائك النحاس والزنك. في الواقع ، هناك أكثر من 60 نوعًا مختلفًا من النحاس الأصفر المحدد في معايير EN (المعيار الأوروبي). يمكن أن تحتوي هذه السبائك على مجموعة واسعة من التركيبات المختلفة اعتمادًا على الخصائص المطلوبة لتطبيق معين.

غالبا ما يتم إنتاج النحاس من خردة النحاس وسبائك الزنك. يتم اختيار خردة النحاس بناءً على شوائبه ، حيث يتم طلب بعض العناصر الإضافية لإنتاج الدرجة الدقيقة من النحاس المطلوب.

لأن الزنك يبدأ في الغليان والتبخر عند 1665 درجة فهرنهايت (907 درجة مئوية) ، تحت نقطة انصهار النحاس 1981 درجة فهرنهايت (1083 درجة مئوية) ، يجب أولاً صهر النحاس. بمجرد الذوبان ، يضاف الزنك بنسبة مناسبة لدرجة النحاس المنتجة. في حين لا يزال هناك بعض المخصصات لفقدان الزنك للتبخر.

عند هذه النقطة ، أي معادن إضافية أخرى ، مثل قيادةيضاف المنيوم أو السليكون أو الزرنيخ إلى الخليط لتكوين السبائك المطلوب. بمجرد أن تصبح السبائك المنصهرة جاهزة ، يتم سكبها في قوالب حيث تتجمد في ألواح كبيرة أو كتل. يمكن معالجة القضبان - في معظم الأحيان من نحاس ألفا بيتا - مباشرة في الأسلاك والأنابيب والأنابيب عن طريق البثق الساخن ، والذي يتضمن دفع المعدن الساخن من خلال قالب ، أو تزوير ساخن.

إذا لم يتم بثقها أو تزويرها ، يتم إعادة تسخين القضبان وتغذيتها من خلال بكرات فولاذية (وهي عملية تعرف باسم الدرفلة على الساخن). والنتيجة هي ألواح بسمك أقل من نصف بوصة (<13 مم). بعد التبريد ، يتم تغذية النحاس بعد ذلك من خلال آلة الطحن ، أو المستغل ، الذي يقطع طبقة رقيقة من المعدن لإزالة عيوب الصب السطحية وأكسيد.

تحت جو غاز لمنع الأكسدة ، يتم تسخين السبائك ولفه مرة أخرى ، وهي عملية تعرف باسم التلدين، قبل أن يتم لفه مرة أخرى عند درجات حرارة أكثر برودة (درفلة باردة) إلى صفائح يبلغ سمكها حوالي 0.1 بوصة (2.5 مم). تشوه عملية الدرفلة الباردة هيكل الحبوب الداخلي للنحاس ، مما يؤدي إلى معدن أقوى وأكثر صلابة. يمكن تكرار هذه الخطوة حتى يتم تحقيق السماكة أو الصلابة المطلوبة.

وأخيرًا ، يتم نشر الأوراق وقصها لإنتاج العرض والطول المطلوبين. يتم إعطاء جميع الألواح ، المصبوبة ، والنحاس المقذوف والمقذوف حمامًا كيميائيًا ، عادة ، مصنوع من حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك ، لإزالة مقياس أكسيد النحاس الأسود وتشويهه.