Đồng là một hợp kim dựa trên đồng. Kim loại phụ trợ có thể là niken, kẽm, thiếc, nhôm và các loại khác. Trong bài này, chúng tôi sẽ xem xét các loại, tính năng công nghệ, hóa chất. thành phần của đồng, cũng như các phương pháp sản xuất nó.
Phân loại
1. Theo thành phần hóa học, kim loại này thường được chia thành hai nhóm. Đầu tiên là đồ đồng bằng thiếc. Trong đó, thiếc là nguyên tố tạo hợp kim chính. Thứ hai là không thiếc. Chúng tôi sẽ nói chi tiết hơn về vấn đề này bên dưới.
2. Theo tính năng công nghệ của đồ đồng, người ta thường chia nó thành đồ đồng biến dạng và đồ đúc. Trước đây được xử lý tốt dưới áp lực. Cái sau được sử dụng để đúc định hình.
Kim loại này, so với đồng thau, có tính chất chống ma sát, cơ học cũng như chống ăn mòn tốt hơn nhiều. Trên thực tế, đồng là hợp kim của đồng và thiếc (là nguyên tố phụ chính). Niken và kẽm không phải là các nguyên tố hợp kim chính ở đây; đối với điều này, các thành phần như nhôm, thiếc, mangan, silic, chì, sắt, berili, crom, phốt pho, magiê, zirconium và các thành phần khác được sử dụng.
Thiếc Đồng: Xưởng đúc
Hãy tìm ra kim loại như vậy là gì. Đồng thiếc (ảnh bên dưới cho thấy các bộ phận đúc) là hợp kim có tính lưu động thấp hơn các loại khác. Tuy nhiên, nó có độ co ngót theo thể tích không đáng kể nên có thể thu được các vật đúc bằng đồng định hình. Những đặc tính này quyết định việc sử dụng tích cực của đồng trong việc đúc các bộ phận chống ma sát. Ngoài ra, hợp kim được xem xét được sử dụng để sản xuất các phụ kiện dành cho hoạt động trong môi trường nước (kể cả nước biển) hoặc trong hơi nước, trong dầu và dưới áp suất cao. Ngoài ra còn có cái gọi là đồng đúc phi tiêu chuẩn cho các mục đích có trách nhiệm. Chúng được sử dụng trong sản xuất vòng bi, bánh răng, ống lót, bộ phận máy bơm, vòng đệm. Các bộ phận này được thiết kế để hoạt động dưới áp suất cao, tốc độ cao và tải trọng thấp.
Chì đồng
Phân loài hợp kim thiếc đúc này được sử dụng trong sản xuất vòng bi, con dấu và vật đúc định hình. Các đồng như vậy có đặc điểm cơ tính thấp, do đó, trong quá trình sản xuất ổ trục và ống lót, chúng chỉ đơn giản được áp dụng cho nền thép ở dạng một lớp rất mỏng. Hợp kim có hàm lượng thiếc cao có cơ tính cao hơn. Do đó, chúng có thể được sử dụng mà không cần đến sự hỗ trợ bằng thép.
Đồng đồng thiếc: Có thể biến dạng
Hợp kim được xử lý bằng áp suất thường được chia thành các nhóm sau:thiếc-phốt pho, thiếc-kẽm và thiếc-kẽm-chì. Họ đã tìm thấy ứng dụng của chúng trong ngành công nghiệp giấy và bột giấy (lưới được làm từ chúng) và kỹ thuật cơ khí (sản xuất lò xo, ổ trục và các bộ phận máy móc). Ngoài ra, các vật liệu này được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm lưỡng kim, thanh, băng, dải, bánh răng, bánh răng, ống lót và vòng đệm cho các máy có tải trọng cao, ống cho thiết bị đo đạc, lò xo áp suất. Trong kỹ thuật điện, đồng (rèn) được sử dụng rộng rãi là do đặc tính cơ học tuyệt vời của nó (cùng với đặc tính điện cao). Nó được sử dụng trong sản xuất lò xo mang dòng điện, đầu nối phích cắm, tiếp điểm. Trong ngành công nghiệp hóa chất, đồng thiếc được sử dụng để sản xuất dây lò xo, trong cơ khí chính xác - phụ kiện, trong ngành giấy - máy nạo, trong ngành công nghiệp ô tô và máy kéo - ống lót và vòng bi.
Những hợp kim này có thể được cung cấp ở các trạng thái cực kỳ cứng, cứng, nửa cứng và mềm (ủ). Đồng thiếc thường được gia công nguội (cán hoặc kéo). Kim loại nóng chỉ được ép. Dưới áp lực, đồ đồng được gia công hoàn hảo cả lạnh và nóng.
Đồng berili
Đây là hợp kim thuộc nhóm kim loại tạo kết tủa. Nó có tính chất cơ học, vật lý và tính đàn hồi cao. Đồng berili có mức độ chịu nhiệt cao, chống ăn mòn và độ bền theo chu kỳ. Nó có khả năng chống lại thấpnhiệt độ, không nhiễm từ và không sinh ra tia lửa điện khi va chạm. Làm cứng đồng berili được thực hiện ở nhiệt độ 750-790 độ C. Việc bổ sung coban, sắt và niken góp phần làm chậm tốc độ chuyển pha trong quá trình xử lý nhiệt, điều này tạo thuận lợi lớn cho công nghệ hóa già và hóa cứng. Ngoài ra, việc bổ sung niken góp phần làm tăng nhiệt độ kết tinh lại và mangan có thể thay thế, mặc dù không hoàn toàn, berili đắt tiền. Các đặc tính trên của đồng khiến người ta có thể sử dụng hợp kim này để sản xuất lò xo, các bộ phận lò xo và màng trong ngành công nghiệp đồng hồ.
Hợp kim của đồng và mangan
Đồng này có tính chất cơ học cao đặc biệt. Nó được xử lý bằng áp suất, cả lạnh và nóng. Kim loại này được đặc trưng bởi khả năng chịu nhiệt cao, cũng như chống ăn mòn. Một hợp kim của đồng với việc bổ sung mangan đã được ứng dụng rộng rãi trong các phụ kiện lò.
Đồng silicon
Đây là hợp kim có chứa niken, ít thường là mangan. Một kim loại như vậy được đặc trưng bởi các đặc tính cơ học, chống ma sát và đàn hồi cực cao. Đồng thời, đồ đồng silicon không bị mất tính dẻo ở nhiệt độ thấp. Hợp kim được hàn tốt, xử lý bằng áp suất ở cả nhiệt độ cao và thấp. Kim loại được đề cập không nhiễm từ, không phát ra tia lửa điện khi va chạm. Điều này giải thích việc sử dụng rộng rãi đồng (silicon) trong đóng tàu biển để sản xuất các bộ phận chống ma sát, ổ trục, lò xo,lưới, thiết bị bay hơi, lưới và ống lót dẫn hướng.
Đúc Hợp kim không gỉ
Loại đồng này có đặc điểm là ăn mòn tốt, chống ma sát, cũng như độ bền cao. Chúng được sử dụng để sản xuất các bộ phận hoạt động trong điều kiện đặc biệt khó khăn. Chúng bao gồm bánh răng, van, ống lót, bánh răng cho tuabin và cần trục mạnh mẽ, con sâu hoạt động song song với các bộ phận bằng thép cứng, vòng bi hoạt động dưới áp suất cao và tải trọng xung kích.
Cách làm đồ đồng?
Việc sản xuất kim loại này phải được thực hiện trong các lò nung đặc biệt dùng để nấu chảy hợp kim đồng. Điện tích đồng có thể được làm từ kim loại mới hoặc bổ sung chất thải thứ cấp. Quá trình nấu chảy thường được thực hiện dưới một lớp chất trợ dung hoặc than.
Quá trình sử dụng điện tích của kim loại mới xảy ra theo một trình tự nhất định. Đầu tiên, lượng chất trợ dung hoặc than củi cần thiết được nạp vào một lò nung có nhiệt độ cao. Sau đó, đồng được đặt ở đó. Sau khi đợi nó tan chảy, tăng nhiệt độ sưởi lên 1170 độ. Sau đó, chất nóng chảy phải được khử oxy, trong đó đồng phốt pho được thêm vào. Quá trình này có thể được thực hiện trong hai giai đoạn: trực tiếp trong lò, và sau đó trong gáo. Trong trường hợp này, phụ gia được đưa vào với tỷ lệ bằng nhau. Tiếp theo, các nguyên tố hợp kim cần thiết được làm nóng đến 120 độ được thêm vào nấu chảy. Các thành phần chịu lửa nên được giới thiệu dưới dạng các chữ ghép. Đồng nóng chảy hơn nữa (ảnh,dưới đây, minh họa quá trình nấu chảy) được khuấy cho đến khi tất cả các chất thêm vào được hòa tan hoàn toàn và đun nóng đến nhiệt độ mong muốn. Khi cấp hợp kim thu được từ lò, trước khi rót, nó phải được khử oxy cuối cùng với phần còn lại (50%) của đồng phốt pho. Điều này được thực hiện để giải phóng đồng khỏi oxit và tăng tính lưu động của quá trình nung chảy.
Luyện từ vật liệu tái chế
Để làm đồ đồng bằng kim loại tái chế và chất thải, việc nấu chảy phải được thực hiện theo trình tự sau. Đầu tiên, đồng được nấu chảy và khử oxy bằng phụ gia phốt pho. Sau đó, các vật liệu tuần hoàn được thêm vào nấu chảy. Sau đó, các kim loại được nấu chảy hoàn toàn và các nguyên tố hợp kim được đưa vào trong dãy thích hợp. Trong trường hợp điện tích bao gồm một lượng nhỏ đồng nguyên chất, trước tiên cần phải nấu chảy các kim loại tuần hoàn, sau đó thêm đồng và các nguyên tố hợp kim. Quá trình nấu chảy được thực hiện dưới một lớp chất trợ dung hoặc than.
Sau khi nấu chảy hỗn hợp và nung đến nhiệt độ cần thiết, quá trình khử oxy cuối cùng của hỗn hợp bằng đồng phốt pho được thực hiện. Tiếp theo, phần nóng chảy được phủ lên trên bằng than nung hoặc chất trợ dung khô. Mức tiêu thụ sau này là 2-3 phần trăm trọng lượng của kim loại. Đun nóng chảy được giữ trong 20-30 phút, khuấy định kỳ, và sau đó xỉ đã tách được loại bỏ khỏi bề mặt của nó. Tất cả mọi thứ, đồ đồng đã sẵn sàng để đúc. Để loại bỏ xỉ tốt hơn, có thể thêm cát thạch anh vào muôi để làm đặc. Để xác định xem đồ đồng đã sẵn sàng để đúc thành khuôn hay chưa, một thiết bị đặc biệtthử nghiệm công nghệ. Vết đứt gãy của mẫu như vậy phải đồng đều và sạch sẽ.
Đồng nhôm
Nó là hợp kim của đồng và nhôm như một nguyên tố hợp kim. Quá trình nóng chảy của kim loại này khác đáng kể so với trên, điều này được giải thích bởi các đặc điểm hóa học của thành phần phụ. Xem xét cách chế tạo đồ đồng bằng cách sử dụng các thành phần hợp kim nhôm. Trong quá trình sản xuất loại hợp kim này bằng cách sử dụng vật liệu tái chế, hoạt động khử oxy với các thành phần phốt pho không được sử dụng. Điều này là do thực tế rằng phốt pho được đặc trưng bởi ái lực với các phân tử oxy thấp hơn so với nhôm. Bạn cũng cần lưu ý rằng loại đồ đồng này rất nhạy cảm với quá nhiệt, vì vậy nhiệt độ không được quá 1200 độ. Ở trạng thái quá nhiệt, nhôm bị oxi hóa, và hợp kim đồng bão hòa với khí. Ngoài ra, oxit được hình thành trong quá trình nấu chảy của loại đồng này không bị khử khi thêm chất khử oxy, và rất khó loại bỏ nó khỏi quá trình nấu chảy. Màng oxit có nhiệt độ nóng chảy rất cao, làm giảm đáng kể tính lưu động của đồng và gây ra hiện tượng đào thải. Quá trình nóng chảy được thực hiện rất nghiêm ngặt, ở giới hạn trên của nhiệt độ nung nóng. Ngoài ra, phần nấu chảy đã hoàn thành không được giữ lại trong lò. Khi nấu chảy đồng nhôm, nên sử dụng chất trợ dung là 50% tro soda và 50% criolit làm lớp phủ.
Phần nấu chảy hoàn chỉnh được tinh chế trước khi đổ vào khuôn bằng cách đưa clorua mangan vào đó, hoặckẽm clorua (0,2-0,4% tổng khối lượng điện tích). Sau quy trình này, hợp kim phải được giữ trong năm phút cho đến khi ngừng hoàn toàn quá trình tiến hóa khí. Sau đó, hỗn hợp được đưa đến nhiệt độ cần thiết và đổ vào khuôn.
Để ngăn ngừa sự phân tách trong đồng nấu chảy có hàm lượng chì tạp chất cao (50-60%), nên thêm 2-2,3% niken ở dạng liên kết đồng-niken. Hoặc, làm chất trợ dung, cần sử dụng muối sunfat của các kim loại kiềm. Niken, bạc, mangan, nếu chúng là một phần của đồng, nên được đưa vào nấu chảy trước khi quy trình thêm thiếc. Ngoài ra, để cải thiện chất lượng của hợp kim tạo thành, đôi khi nó được sửa đổi bằng các chất phụ gia nhỏ dựa trên kim loại chịu lửa.
