Vanliga klassificeringar av koppar

Vanliga klassificeringar av koppar och kopparlegeringar

Koppar är inte ett enda material: det är en familj av rena koppar och legeringar med olika sammansättningar, egenskaper och beteckningar. Att förstå klassificeringen hjälper köpare och ingenjörer att välja rätt material och tolka internationella och kinesiska beteckningar. Den här artikeln täcker de fyra huvudgrupperna - ren koppar, mässing, brons och cupronickel.

Ren koppar är en rosa-röd metall som utvecklar en lila oxidfilm på sin yta, vilket är anledningen till att industriell ren koppar ofta kallas "lila koppar" eller elektrolytisk koppar i kinesisk praxis. Densiteten är cirka 8,96 g/cm³ och smältpunkt cirka 1084 grader. Den har utmärkt elektrisk och termisk ledningsförmåga (näst efter silver), god plasticitet för varm- och kallbearbetning och god korrosionsbeständighet i atmosfären, havsvatten och vissa icke-oxiderande syror (saltsyra, utspädd svavelsyra), alkalier, saltlösningar och organiska syror (ättiksyra, citronsyra). I det kinesiska systemet klassificeras ren koppar som: vanlig koppar (T1–T4), syre-fri koppar (TU1, TU2 och hög-vakuumkvaliteter), deoxiderad koppar (TUP, TUMn) och specialkoppar med små legeringstillsatser (arsenikkoppar, tellurkoppar, silverkoppar).

Metallurgiska anteckningar:spårföroreningar påverkar starkt konduktiviteten - titan, fosfor, järn och kisel minskar den markant, medan kadmium och zink har liten effekt. Syre, svavel, selen och tellur har låg löslighet i koppar och bildar spröda föreningar som minskar bearbetningsplasticiteten. När vanlig koppar värms upp i en reducerande atmosfär som innehåller väte eller kolmonoxid, reagerar gasen med korn-gränskopparoxid (Cu₂O) för att bilda vattenånga eller CO₂ under högt tryck, vilket kan knäcka kopparn - den välkända "vätesjukdomen". Det är därför syrefri-koppar föredras för lödning i reducerande atmosfärer. Vismut eller bly bildar lågsmältande eutektika som orsakar het sprödhet, och spröda vismutfilmer vid korngränserna orsakar också kall sprödhet. Fosfor minskar kraftigt konduktiviteten men förbättrar fluiditeten och lödbarheten; måttliga tillsatser av bly, tellur eller svavel förbättrar bearbetbarheten.

Mässing är en legering av koppar och zink. I enkel (binär) mässing höjer ökande zink styrkan men sänker plasticiteten; industriell mässing innehåller i allmänhet inte mer än cirka 45 % zink, över vilken sprödhet försämrar prestanda. Mässing tillverkas som gjutna produkter och smidesprodukter.

Enfas- ( ) mässing:under ca 39 % zink löses zink i koppar för att bilda enfas - god plasticitet, lämplig för både kall- och varmbearbetning (t.ex. H68).

Två-fas ( + ) mässing:över ca 39% zink, en fas verkar - reducerad plasticitet men högre draghållfasthet, huvudsakligen varm-bearbetad (t.ex. H59).

Kinesisk beteckning: "H + tal", där talet är kopparmassfraktionen (H68=68% Cu); gjuten mässing har prefixet "Z" (t.ex. ZH62). H90 och H80 är enfas- och gyllene-gula, används för plätering, dekoration och medaljer; H68 och H59 används ofta för konstruktionsdelar som bultar, muttrar, brickor och fjädrar. Specialmässing tillsätter bly, tenn eller aluminium (t.ex. HPb59-1=59% Cu, 1% Pb, resten zink).

Brons var ursprungligen namnet på koppar-tennlegeringar, uppkallade efter sin grönaktiga-grå färg. Modern brons inkluderar tennbrons och speciella (tenn-fria) bronser - aluminiumbrons, kiselbrons, berylliumbrons och blybrons - som är billigare än tennbrons och erbjuder specifika egenskaper. Kinesisk beteckning: "Q + huvudelementsymbol och massfraktion" (t.ex. QAl7 aluminiumbrons; gjutna produkter med prefixet "Z", t.ex. ZCuSn10P1 tennbrons med ca 10 % Sn och 1 % P).

Koppar-nickellegeringar ser silver-vita ut och kallas vit koppar (cupronickel). Enkel cupronickel är en binär koppar-nickellegering; komplex cupronickel tillsätter mangan, järn, zink eller aluminium. Nickel förbättrar avsevärt styrka, korrosionsbeständighet och elektriska (termoelektriska) egenskaper. Industriell cupronickel är uppdelad i strukturella kvaliteter och elektrokemiska (elektriska) kvaliteter; den klassiska marinkvaliteten är 90-10 (BFe10-1-1) och 70-30 (BFe30-1-1) koppar-nickel.

Koppar och kopparlegeringar levereras som stänger, trådar, plattor, remsor, rör, folier och profiler. Formningsmetoder: valsning (varm och kall för plåt och band; band och folie är kallvalsade-), extrudering och dragning (rör och stänger är extruderade eller dragna produkter; tråd är dragen).

Kopparmaterial klassificeras i ren koppar, mässing, brons och cupronickel, var och en med sin egen sammansättning, egenskaper och beteckningssystem. Det metallurgiska beteendet hos föroreningar (konduktivitetsminskning, vätesjukdom, varm/kall sprödhet) avgör vilken kvalitet som passar vilken applikation. Bekräfta beteckningen mot tillämplig standard (GB, ASTM, EN eller JIS) innan du beställer.