ทองแดงใช้ในโลหะอัลลอยด์และสารประกอบที่หลากหลายและมีการแทรกซึมอย่างลึกซึ้งในทุกแง่มุมของการผลิตและชีวิตกลายเป็นโลหะที่ขาดไม่ได้สำหรับการพัฒนาอย่างรวดเร็วของมนุษยชาติในศตวรรษที่ 21
ความหมายของทองแดง
ทองแดงเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีสัญลักษณ์เคมี Cu และเลขอะตอม 29 มันเป็นโลหะทรานซิชัน การใช้งานที่พบบ่อยที่สุดของทองแดงคือการเดินสายไฟฟ้า การเดินสายไฟฟ้าในปัจจุบันมักทำจากทองแดงบริสุทธิ์เนื่องจากการนำไฟฟ้าและความร้อนเป็นอันดับสองรองจากเงิน แต่มันก็ถูกกว่ามาก
การจำแนกทั่วไป
หลายคนเชื่อว่ามีทองแดงประเภทเดียวเท่านั้น อย่างไรก็ตามมีทองแดงหลายประเภท ตัวอย่างเช่นโลหะผสมทองแดง; ทองเหลืองเป็นโลหะผสมทองแดงและสังกะสี ทองแดงสีขาวเป็นโลหะผสมของทองแดงและนิกเกิล บรอนซ์เป็นโลหะผสมของทองแดงที่มีองค์ประกอบอื่นนอกเหนือจากสังกะสีและนิกเกิลส่วนใหญ่เป็นสีบรอนซ์และสีบรอนซ์อลูมิเนียม; และทองแดงสีแดงเป็นทองแดงที่มีปริมาณทองแดงสูงมากโดยมีปริมาณเจือปนทั้งหมดต่ำกว่า 1% วัสดุทองแดงรวมถึงทองแดงซัลเฟต, ทองแดงคลอไรด์, แท่งทองแดง, แท่งทองแดง, แท่งทองแดง, แผ่นทองแดง, ลวดทองแดง, โลหะผสมทองแดง, ทองแดงดิบ, แถบทองแดง, ทองแดงออกไซด์, ฟอยล์ทองแดง, หลอดทองแดง
วัสดุทองแดงเป็นวัสดุใด ๆ ที่ทำจากทองแดงบริสุทธิ์หรือโลหะผสมทองแดงในรูปร่างต่าง ๆ รวมถึงแท่งลวดแผ่นแผ่นแถบแท่งท่อและฟอยล์ วัสดุทองแดงถูกประมวลผลโดยการกลิ้งการอัดรีดและการวาดภาพ แผ่นและแท่งมีทั้งม้วนร้อนหรือรีดเย็นในขณะที่แถบและฟอยล์เป็นรีดเย็น หลอดและแท่งจะถูกอัดหรือดึงออกมาและมีการวาดลวด
1. ทองแดงบริสุทธิ์
Pure Copper เป็นโลหะสีแดงกุหลาบที่กลายเป็นสีม่วงหลังจากฟิล์มออกไซด์ทองแดงบนพื้นผิวของมัน ดังนั้นทองแดงบริสุทธิ์อุตสาหกรรมมักเรียกว่าทองแดงสีแดงหรือทองแดงอิเล็กโทรไลต์ ด้วยความหนาแน่น 8-9 g/cm²และจุดหลอมเหลวของ 1,083 องศาทองแดงบริสุทธิ์มีค่าการนำไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมและใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตสายสายเคเบิลแปรงและวัสดุอื่น ๆ นอกจากนี้ยังมีการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยมและมักใช้ในการผลิตเครื่องมือแม่เหล็กและเมตรที่ต้องได้รับการป้องกันจากการรบกวนแม่เหล็กเช่นเข็มทิศและเครื่องมือการบิน ความเป็นพลาสติกที่ยอดเยี่ยมทำให้ง่ายต่อการกดร้อนและรูปแบบเย็นและสามารถทำเป็นหลอดแท่งสายไฟแถบแผ่นเพลตฟอยล์และวัสดุอื่น ๆ ผลิตภัณฑ์ทองแดงบริสุทธิ์มีทั้งรูปแบบการหลอมและการแปรรูป
วัสดุทองแดงแปรรูปจีนสามารถแบ่งออกเป็นสี่ประเภทตามองค์ประกอบของพวกเขา: ทองแดงธรรมดา (T1, T2, T3 และ T4), ทองแดงปราศจากออกซิเจน (TU1, TU2 และความบริสุทธิ์สูง, ทองแดงปลอดสุญญากาศ), ทองแดง deoxidized
การนำไฟฟ้าและความร้อนของ Copper บริสุทธิ์เป็นอันดับสองรองจากเงินทำให้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตวัสดุนำไฟฟ้าและความร้อน ทองแดงสีแดงแสดงความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในอากาศ, น้ำทะเล, กรดที่ไม่ใช่ออกซิไดซ์บางชนิด (กรดไฮโดรคลอริก, กรดซัลฟูริกเจือจาง), อัลคาลิส, สารละลายน้ำเกลือและกรดอินทรีย์ต่างๆ (กรดอะซิติก, กรดซิตริก) ทองแดงสีแดงยังแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการเชื่อมที่ยอดเยี่ยมและสามารถประมวลผลผ่านการประมวลผลพลาสติกเย็นและร้อนในผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปและสำเร็จรูปที่หลากหลาย ในปี 1970 การผลิตทองแดงสีแดงเกินกว่าผลผลิตทั้งหมดของโลหะผสมทองแดงอื่น ๆ ทั้งหมด
การติดตามสิ่งสกปรกในทองแดงบริสุทธิ์มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการนำไฟฟ้าและความร้อน ไทเทเนียมฟอสฟอรัสเหล็กและซิลิกอนลดการนำไฟฟ้าอย่างมีนัยสำคัญในขณะที่แคดเมียมและสังกะสีมีผลกระทบน้อยที่สุด ออกซิเจน, ซัลเฟอร์, ซีลีเนียม, และเทลลูเรียมมีความสามารถในการละลายของแข็งต่ำในทองแดงและสามารถสร้างสารประกอบที่เปราะบางด้วย สิ่งนี้มีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อการนำไฟฟ้า แต่สามารถลดการประมวลผลพลาสติกได้ เมื่อทองแดงสีแดงธรรมดาถูกทำให้ร้อนในชั้นบรรยากาศที่มีไฮโดรเจนหรือคาร์บอนมอนอกไซด์ไฮโดรเจนหรือคาร์บอนมอนอกไซด์จะทำปฏิกิริยากับ cuprous ออกไซด์ (Cu2O) ที่ขอบเขตของเม็ดสร้างไอน้ำแรงดันสูงหรือก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ปรากฏการณ์นี้มักถูกเรียกว่า "โรคไฮโดรเจน" ของทองแดง ออกซิเจนเป็นอันตรายต่อการเชื่อมทองแดง บิสมัทหรือตะกั่วก่อให้เกิดยูเทคติกจุดต่ำสุดที่มีทองแดงทำให้เกิดความร้อนแรง เมื่อบิสมัทที่เปราะบางสร้างฟิล์มบาง ๆ ที่ขอบเขตของเม็ดมันจะทำให้เกิดความเปราะบาง ฟอสฟอรัสช่วยลดการนำไฟฟ้าของทองแดงอย่างมีนัยสำคัญ แต่จะเพิ่มความไหลของทองแดงหลอมเหลวและช่วยเพิ่มความสามารถในการเชื่อม ปริมาณตะกั่วเทลลูเรียมและซัลเฟอร์ที่เหมาะสมสามารถปรับปรุงความสามารถในการใช้งานได้
2. ทองเหลือง
ทองเหลืองเป็นโลหะผสมทองแดงและสังกะสี ทองเหลืองที่ง่ายที่สุดคือโลหะผสมไบนารีของทองแดงและสังกะสีหรือที่รู้จักกันในชื่อทองเหลืองธรรมดาหรือทองเหลืองธรรมดา การเปลี่ยนแปลงเนื้อหาสังกะสีในทองเหลืองสามารถผลิตทองเหลืองที่มีคุณสมบัติเชิงกลที่แตกต่างกัน ปริมาณสังกะสีที่สูงขึ้นจะเพิ่มความแข็งแรงและลดความเหนียว ทองเหลืองที่ใช้ในอุตสาหกรรมควรมีสังกะสีไม่เกิน 45% เนื้อหาสังกะสีที่สูงขึ้นจะทำให้เกิดความเปราะบางและทำให้คุณสมบัติของโลหะผสมเสื่อมสภาพ ทองเหลืองสามารถจัดหมวดหมู่เป็นนักแสดงหรือกด
ทองเหลืองถูกจัดหมวดหมู่เพิ่มเติมดังนี้:
1) ทองเหลืองธรรมดา
มันเป็นโลหะผสมของทองแดงและสังกะสี เมื่อเนื้อหาสังกะสีน้อยกว่า 39%สังกะสีจะละลายในทองแดงเพื่อสร้างเฟสเดียวเรียกว่าทองเหลืองเฟสเดี่ยว สิ่งนี้มีความเป็นพลาสติกที่ยอดเยี่ยมและเหมาะสำหรับการทำงานกดร้อนและเย็น เมื่อเนื้อหาสังกะสีเกิน 39%ทองเหลืองจะมีทั้งทองเหลืองเฟสเดี่ยว (A) และโซลูชันของแข็งทองแดง (B) หรือที่รู้จักกันในชื่อ Duplex Brass เฟส (b) ลดความเป็นพลาสติก แต่เพิ่มความต้านทานแรงดึงทำให้เหมาะสำหรับการทำงานของเครื่องกดร้อนเท่านั้น
การกำหนดคือ "h + a number" โดยที่ h หมายถึงทองเหลืองและจำนวนแสดงถึงส่วนของส่วนผสมของทองแดง ตัวอย่างเช่น H68 แสดงถึงทองเหลืองที่มีเนื้อหาทองแดง 68% และเนื้อหาสังกะสี 32% Cast Brass มี "Z" ก่อนการกำหนดเช่น ZH62
H90 และ H80 เป็นทองเหลืองเฟสเดี่ยวที่มีสีทองดังนั้นชื่อสามัญ "Gold" พวกเขาใช้สำหรับการชุบการตกแต่งเหรียญและสิ่งที่คล้ายกัน H68 และ H59 เป็นทองเหลืองดูเพล็กซ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในส่วนประกอบไฟฟ้าเช่นสลักเกลียวน็อตน็อตเครื่องซักผ้าและสปริง โดยทั่วไปแล้วทองเหลืองเฟสเดี่ยวใช้สำหรับการเสียรูปเย็นในขณะที่ทองเหลืองดูเพล็กซ์ใช้สำหรับการเปลี่ยนรูปแบบร้อน
2) ทองเหลืองพิเศษ
โลหะผสมที่เกิดขึ้นจากการเพิ่มองค์ประกอบการผสมอื่น ๆ ลงในทองเหลืองธรรมดาเรียกว่าทองเหลือง องค์ประกอบที่เพิ่มเข้ามาโดยทั่วไป ได้แก่ ตะกั่วดีบุกและอลูมิเนียมส่งผลให้ชื่อที่สอดคล้องกันเช่นทองเหลืองตะกั่วทองเหลืองดีบุกและทองเหลืองอลูมิเนียม วัตถุประสงค์ของการเพิ่มองค์ประกอบการผสมคือการเพิ่มความต้านทานแรงดึงและปรับปรุงความสามารถในการประมวลผล
การกำหนดคือ "สัญลักษณ์ H + ขององค์ประกอบหลักที่เพิ่มเข้ามา (ไม่รวมสังกะสี) + สัดส่วนมวลของส่วนทองแดง + สัดส่วนมวลขององค์ประกอบหลักที่เพิ่มเข้ามา + สัดส่วนมวลขององค์ประกอบอื่น ๆ "
ตัวอย่างเช่น HPB59-1 หมายถึงทองเหลืองตะกั่วที่มีส่วนผสมของทองแดง 59%, 1% เป็นองค์ประกอบที่เพิ่มเข้ามาและยอดคงเหลือเป็นสังกะสี
3. บรอนซ์
บรอนซ์เป็นหนึ่งในโลหะผสมแรกสุดที่ใช้ในประวัติศาสตร์ เดิมทีอ้างถึงโลหะผสมทองแดง-ซินมันถูกเรียกว่าบรอนซ์เนื่องจากสีเทาอมเทา เพื่อปรับปรุงความสามารถในการประมวลผลของโลหะผสมและคุณสมบัติเชิงกลน้ำเงินส่วนใหญ่ยังมีองค์ประกอบการผสมอื่น ๆ เช่นตะกั่วสังกะสีและฟอสฟอรัส เนื่องจากดีบุกเป็นองค์ประกอบที่หายากจึงมีการใช้ bronzes ที่ปราศจากดีบุกจำนวนมากในอุตสาหกรรม สิ่งเหล่านี้ไม่เพียง แต่ราคาไม่แพง แต่ยังมีคุณสมบัติพิเศษที่ต้องการ บรอนซ์แบ่งออกเป็นสองประเภท: ผลิตภัณฑ์กดและเครื่องหล่อ
รหัส: การกำหนดประกอบด้วย "Q + สัญลักษณ์และสัดส่วนมวลขององค์ประกอบหลัก + เศษส่วนมวลขององค์ประกอบอื่น ๆ " ผลิตภัณฑ์หล่อถูกนำหน้าด้วย "Z. " ตัวอย่างเช่น QAL7 แสดงถึงอลูมิเนียมบรอนซ์ที่มีอลูมิเนียม 5% และทองแดงสมดุล ZQSN10-1 หมายถึงบรอนซ์ดีบุกที่มีดีบุก 10%, องค์ประกอบการผสมอีก 1% และทองแดงสมดุล บรอนซ์แบ่งออกเป็นทองสัมฤทธิ์ดีบุกและบรอนซ์พิเศษ (หรือที่รู้จักกันในชื่อบรอนซ์ฟรีดีบุก) (1) โลหะผสมทองแดงที่มีดีบุกเป็นองค์ประกอบหลักหรือที่รู้จักกันในชื่อดีบุกบรอนซ์ เมื่อปริมาณดีบุกน้อยกว่า 5-6%ดีบุกละลายในทองแดงเพื่อสร้างสารละลายที่เป็นของแข็งและความเป็นพลาสติกจะเพิ่มขึ้น เมื่อเนื้อหาดีบุกมากกว่า 5-6%เนื่องจากการปรากฏตัวของสารละลายที่เป็นของแข็งขึ้นอยู่กับ CU31SB8 ความต้านทานแรงดึงจะลดลง ดังนั้นเนื้อหาดีบุกของดีบุกบรอนซ์ส่วนใหญ่อยู่ระหว่าง 3-14% เมื่อเนื้อหาดีบุกน้อยกว่า 5%เหมาะสำหรับการประมวลผลการเสียรูปเย็น เมื่อเนื้อหาดีบุกเป็น 5-7%เหมาะสำหรับการประมวลผลการเสียรูปร้อน เมื่อเนื้อหาดีบุกมากกว่า 10%ก็เหมาะสำหรับการคัดเลือกนักแสดง เนื่องจาก A อยู่ใกล้กับศักยภาพของอิเล็กโทรดและดีบุกในองค์ประกอบจะก่อให้เกิดฟิล์มดีบุกไดออกไซด์หนาแน่นหลังจากไนไตรด์ความต้านทานการกัดกร่อนต่อบรรยากาศและน้ำทะเลเพิ่มขึ้น แต่ความต้านทานของกรดไม่ดี เนื่องจากดีบุกบรอนซ์มีช่วงอุณหภูมิการตกผลึกที่กว้างและการไหลที่ไม่ดีจึงมีโอกาสน้อยที่จะก่อให้เกิดการหดตัวของโพรงที่เข้มข้น แต่มีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดการแยก dendritic และการกระจายตัวของฟันผุ การหดตัวของการหล่อต่ำช่วยให้การหล่อที่มีขนาดใกล้เคียงกับแม่พิมพ์ ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับการหล่อรูปร่างที่ซับซ้อนและผนังที่หนาขึ้น แต่ไม่ใช่สำหรับการหล่อที่ต้องใช้ความหนาแน่นและความหนาแน่นสูง ดีบุกบรอนซ์แสดงคุณสมบัติการต่อต้านแรงเสียดทานที่ยอดเยี่ยมคุณสมบัติต่อต้านแม่เหล็กและความเหนียวอุณหภูมิต่ำ ขึ้นอยู่กับวิธีการผลิตดีบุกบรอนซ์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: บรอนซ์ดีบุกที่มีรูปแบบกดและบรอนซ์ดีบุกหล่อ
A. บรอนซ์ดีบุก
โดยทั่วไปเนื้อหาดีบุกจะน้อยกว่า 8% มันเหมาะสำหรับการกดร้อนหรือเย็นที่ก่อตัวเป็นโปรไฟล์เช่นจานแถบแท่งและท่อ หลังจากทำงานให้แข็งตัวความแข็งแรงแรงดึงและความแข็งเพิ่มขึ้นในขณะที่ความเหนียวลดลง การหลอมสามารถปรับปรุงความเหนียวในขณะที่รักษาความแข็งแรงของแรงดึงสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งบรรลุขีด จำกัด ที่ยืดหยุ่นสูง เกรดที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ QSN4-3 และ QSN6.5-0.1 สำหรับการกัดกร่อน-และเครื่องมือที่ทนต่อการสึกหรอส่วนประกอบที่ยืดหยุ่นส่วนประกอบต่อต้านแม่เหล็กและตลับลูกปืนเลื่อนและบูชในเครื่องจักร B. บรอนซ์ดีบุก
จัดหาให้เป็นแท่งเข้าไปในการหล่อในโรงหล่อ เหมาะสำหรับการหล่อที่มีรูปร่างที่ซับซ้อน แต่ความต้องการความหนาแน่นต่ำเช่นตลับลูกปืนแบบเลื่อนและเกียร์ เกรดที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ZQSN10-1 และ ZQSN6-6-3
2) บรอนซ์พิเศษ
องค์ประกอบอื่น ๆ จะถูกเพิ่มเข้ามาเพื่อแทนที่ดีบุกหรือมีการใช้บรอนซ์ที่ปราศจากดีบุก ทองแดงพิเศษส่วนใหญ่มีคุณสมบัติเชิงกลที่สูงขึ้นความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานการกัดกร่อนมากกว่าทองเหลืองดีบุก เกรดที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ อลูมิเนียมบรอนซ์ (QAL7 และ QAL5) และตะกั่วบรอนซ์ (ZQPB30)
โลหะผสมทองแดงที่มีนิกเกิลเป็นสารเติมแต่งหลักคือสีเงินสีขาวและเรียกว่าทองแดงสีขาว โดยทั่วไปแล้วเนื้อหานิกเกิลจะเป็น 10%, 15%หรือ 20%โดยมีเนื้อหาที่สูงขึ้นสีขาว โลหะผสมไบนารีทองแดง-นิกเกิลเรียกว่าทองแดงสีขาวธรรมดาในขณะที่โลหะผสมทองแดงนิกเกิลที่มีองค์ประกอบเพิ่มเติมเช่นแมงกานีสเหล็กสังกะสีและอลูมิเนียมเรียกว่าทองแดงสีขาวที่ซับซ้อน การเพิ่มนิกเกิลลงในทองแดงบริสุทธิ์ช่วยเพิ่มความแข็งแรงความต้านทานการกัดกร่อนความต้านทานไฟฟ้าและคุณสมบัติเทอร์โมอิเล็กทริก อุตสาหกรรม cupronickel แบ่งออกเป็นโครงสร้าง cupronickel และ cupronickel ไฟฟ้าตามลักษณะการทำงานและการใช้งานซึ่งตามลำดับพบกับความต้านทานการกัดกร่อนที่หลากหลายและคุณสมบัติทางไฟฟ้าและความร้อนพิเศษ
4. โลหะผสมทองแดงที่มีนิกเกิลเป็นสารเติมแต่งหลักคือสีเงินสีขาวและเรียกว่าทองแดงสีขาว โลหะผสมไบนารีทองแดง-นิกเกิลเรียกว่าทองแดงสีขาวธรรมดาในขณะที่โลหะผสมทองแดงนิกเกิลที่มีองค์ประกอบเพิ่มเติมเช่นแมงกานีสเหล็กสังกะสีและอลูมิเนียมเรียกว่าทองแดงสีขาวที่ซับซ้อน การเพิ่มนิกเกิลลงในทองแดงบริสุทธิ์ช่วยเพิ่มความแข็งแรงความต้านทานการกัดกร่อนความต้านทานไฟฟ้าและคุณสมบัติเทอร์โมอิเล็กทริก ทองแดงสีขาวอุตสาหกรรมแบ่งออกเป็นทองแดงสีขาวโครงสร้างและทองแดงสีขาวไฟฟ้าขึ้นอยู่กับลักษณะการทำงานและการใช้งานการตอบสนองความต้องการความต้านทานการกัดกร่อนที่หลากหลายและคุณสมบัติทางไฟฟ้าและความร้อนที่เฉพาะเจาะจง
บริษัท มีกลุ่มของสายการผลิตทองแดงชั้นนำในประเทศจีนรวมถึง:
สายการผลิตท่อทองแดงที่มีความแม่นยำในเยอรมัน (ผลผลิตต่อปี 30,000 ตัน)
เทคโนโลยีการหมุนฟอยล์ทองแดงของญี่ปุ่น (บางที่สุดถึง6μm)
แถบทองแดงอัตโนมัติอย่างต่อเนื่อง
แผ่นทองแดงอัจฉริยะและชุดโรงงานตกแต่ง
การควบคุมและการจัดการแบบดิจิทัลของกระบวนการผลิตทั้งหมดนั้นเกิดขึ้นได้ผ่านระบบ MES และความแม่นยำในมิติของผลิตภัณฑ์สามารถถึง± 0.01 มม.
อีเมล
