Применение бронзы в электротехнике

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

Бронзы и латуни в электротехнике

Из сплавов на базе меди наибольшее применение в электротехнике получили бронзы и латуни. Бронзы — это сплавы меди с оловом, алюминием и другими металлами, специально вводимыми с целью получения определенных параметров сплава. Ранее всех начали применяться оловянистые бронзы, в каких содержание олова составляет 8 — 20%.

Оловянистые бронзы являются дорогостоящими сплавами, потому что содержат дефицитное олово. Потому оловянистые бронзы стараются подменять другими бронзами, содержащими алюминий, кадмий, фосфор и другие вещества (легирующие элементы).

Соответствующей особенностью бронз является их малая большая усадка при литье (0,6 — 0,8%) по сопоставлению с чугуном и сталями, у каких усадка добивается 1,5 — 2,5%. Потому более сложные по форме детали отливают из бронзы. Другие соответствующие характеристики бронз — завышенная твердость, упругость (по сопоставлению с медью), огромное сопротивление истиранию и стойкость к коррозии. Благодаря этим ценным свойствам бронзы обширно используют в машиностроении для производства втулок, шестерен, пружин (бронзовая лента) и других деталей.

Рис. 1. Бронзы в электротехнике

Марки бронз обозначаются знаками Бр (бронза), за которыми следуют буковкы и числа, показывающие, какие легирующие элементы и в каком количестве содержатся в данной бронзе . К примеру, марка БрОЦС-5-5-5 обозначает, что в бронзе содержится 5% олова, 5% цинка, 5% свинца, остальное медь.

Бронзы бывают литейные, из которых детали получают способом литья, и бронзы, обрабатываемые давлением. Плотность бронз находится в границах: 8,2 — 8,9 г/см3. В электротехнике стараются использовать бронзы, проводимость которых близка к проводимости меди. Такими бронзами являются кадмиевая и кадмиево-оловянистая. Другие бронзы отыскали применение в электротехнике благодаря последующим свойствам: упругости, сопротивлению истиранию и высочайшей механической прочности.

Из бронз изготовляют провода с завышенной механической прочностью, также щеткодержатели, пружины и контактные детали для электронных аппаратов и устройств.

Большей пластичностью владеют дюралевые бронзы. Бериллиевые бронзы отличаются очень высочайшей механической прочностью, сопротивлением к истиранию и к окислению на воздухе.

Не считая бронз, в электротехнике отыскали обширное применение сплавы меди с цинком — латуни , в каких содержание цинка может доходить до 43%. При всем этом содержании цинка латуни владеют большей механической прочностью. Латуни, содержащие 30 — 32% цинка, владеют большей пластичностью, потому из их изготовляют изделия жаркой либо прохладной прокаткой и волочением: листы, ленты, проволоку и др.

Рис. 2. Латуни в электротехнике

Без нагрева из листовой латуни можно изготовлять глубочайшей вытяжкой и штамповкой сложные детали: кожухи, колпачки, фасонные шайбы и др. В итоге прохладной обработки давлением у латуни возрастает твердость и механическая крепкость, но приметно понижается пластичность. Для восстановления пластичности латунь отжигают при температуре 500 — 600° С и медлительно охлаждают до комнатной температуры.

Латуни отлично обрабатываются резанием. Изделия из латуни устойчивы к атмосферной коррозии, но деформированная (вытяжкой) латунь подвержена коррозии во увлажненной атмосфере р большей степени, чем медь.

Для увеличения коррозионной стойкости латуней в их вводят, легирующие элементы: алюминий, никель, олово и др. Такие латуни именуют особыми, к примеру морская латунь стойка к коррозии даже в морской воде. Марки латуней начинаются с буковкы Л (латунь), за которой следуют буковкы, указывающие на другие элементы (не считая меди), которые входят в состав латуней. Стоящие в конце марки числа означают содержание (в процентах) меди и других компонент. К примеру, марка латуни Л62 обозначает, что в ней содержится около 62% меди.

Рис. 3. Осветительный прибор из латуни

Плотность латуней находится в границах: 8,2 — 8,85 г/см3. Токоведущие детали из латуни можно получать литьем либо давлением. Латунные детали, приобретенные штамповкой либо давлением при комнатной температуре, получают твердость (наклеп) и склонны к растрескиванию. Для снятия внутренних напряжений и предупреждения растрескивания наклепанные латунные детали подвергают отжигу. Латунь отлично механически обрабатывается, сваривается и паяется.

Применение различных сплавов бронзы в быту и народном хозяйстве

Сплавы меди известны с самых древних времен и широко распространены и сейчас. За исключением составов, включающих цинк или никель, все остальные виды относят к бронзам. Существует их весьма внушительное количество, свойствами они обладают самыми разными, так что сфера их применения огромна. И данная статья расскажет вам о применении бронзы в машиностроении (автомобилестроении), промышленности, в строительстве, быту и иных областях.

Области применения бронзы

В древности значение меди сложно было переоценить. Этот сплав обладал прочностью, антикоррозийной стойкостью, долговечностью и прекрасной ковкостью, что делало его незаменимым при изготовлении посуды, утвари, оружия, произведений искусства, украшений и даже денег.

С появлением железа значение бронзы как стратегического вещества заметно уменьшилось, однако далеко не исчезло. А вот в сфере искусства ей по-прежнему нет равных.

Про литье из бронзы расскажет данное видео:

Декоративные сферы

  • Сейчас бронза, в первую очередь, воспринимается как материал искусства. Крошечные статуэтки и огромные скульптуры, пережившие не века – тысячелетия, вот что такое бронза. Да и сейчас материал охотно используется его. Его ковкость, пластичность, превосходная цветовая гамма, стойкость к внешним факторам великолепны.
  • Не менее популярны украшения, которые к предметам искусства как бы и не относятся, но составляют собой самую изысканную часть интерьера: кованые и литые бронзовые украшения перил, лестниц, карнизов и так далее, поразительны.
  • Предметы обихода – подсвечники и светильники, письменные приборы и вешалки, рамы для зеркал и картин и подставки для обуви, в конец концов, даже бронзовая мебель, вернее говоря, декоративная часть такой мебели – все это, без сомнений, придает интерьеру изысканность и благородную роскошь.

Промышленные сферы

Не менее обширны области использования материала, не связанные с его декоративными качествами.

  • Литейная оловянная бронза подлежит широкому применению при получении фасонных отливок самой сложной формы: бронза дает минимальную усадку, так что бронзовые детали – подшипники, шестерни, втулки, уплотнительные кольца и так далее, со временем не изменяются. А, так как бронза устойчива к действию соленой воды, из нее получают множество деталей механизмов, предназначенных для работ под водой.
  • Деформируемые бронзы, то есть, пластичные при низкой температуре, используют для получения шестеренок, втулок и прокладок машин, работающих под высоким давлением. А высокая упругость сплава обуславливает применение в изготовлении пружин, частей контрольно-измерительной аппаратуры, токоведущих пружин и так далее.
  • Бериллиевую бронзу отличает высокая упругость, повышенная стойкость к коррозии и электро- и теплопроводность, сравнимая с медью. Основная область применения – электротехника. Бериллиевая бронза находит свое применение при изготовлении интегральных схем, при производстве оптоволоконного оборудования, в разнообразных пружинных контактах и так далее. Сплав меди с бериллием позволяют получить детали самых миниатюрных размеров, так что без них не обходится ни один планшет, коммуникатор, мобильный телефон и так далее.
  • Алюминиевая бронза известна своей стойкостью к коррозии и заметно меньшей стоимостью по сравнению с оловянной: алюминий намного дешевле в производстве, чем олово. Используют сплав так же, как оловянный: для разнообразного водоснабжающего оборудования, для машин, работающих во взрывоопасных условиях, для аппаратуры, эксплуатирующейся в коррозийных средах – морская вода, химическая лаборатория, и так далее. Кроме того, алюминиевая бронза имеет красивый золотистый цвет, поэтому подлежит применению при изготовлении элементов декора, а также бижутерии и даже монет.
  • Кремниевые бронзы включают также никель и марганец. Их отличительная особенность – упругость, антифрикционные свойства, способность сохранять пластичность при низких температурах. Применение, по сути, тоже – подшипник, изготовление втулок из бронзы, измерительная аппаратура, но с учетом предназначения – для работы в северных широтах.

Про использование бронзы в строительстве читайте ниже.

Использование металла в строительстве

Бронза – неплохой конструкционный материал, хотя как раз в таком качестве в строительстве она не используется: слишком дорого стоит. Однако находит свое применение в тех деталях и предметах, где ее коррозийная стойкость и долговечность оказываются незаменимыми.

Сантехника

Сплав, используемый в таком виде – признак роскоши и богатства. И с утилитарной, и с декоративной точки зрения бронза, безусловно, хороша в этой сфере, но и стоимость такие предметы имеют внушительную.

  • Гигиеничность – сплавы не имеют пор, а, значит, не накапливают грязь и не позволяют размножаться бактериям. А для умывальника или унитаза это весьма ценное качество.
  • Коррозийная стойкость – на бронзу никакого влияния не оказывает ни горячая, ни холодная вода, ни сырость, ни бытовая химия. Ванные и умывальники можно подвергать любым дезинфицирующим процедурам.
  • Теплопроводность – как правило, низкая тепло- и электропроводность металлического сплава является недостатком, но не в данном случае. Бронза проводит тепло намного хуже меди, а, значит, дольше ее удерживает. Это прекрасное качество для ванной.
  • Долговечность – «брошенный» на произвол судьбы предмет из бронзы со временем покрывается патиной, которая предупреждает дальнейшую коррозию сплава. Так что бронзовая сантехника – это выбор на многие десятилетия.
  • Декоративность – разные бронзовые сплавы имеют различные оттенки, как правило, желтые и красные. Цвет очень богатый, включает массу оттенков, а малейшая рельефность эту игру цвета только подчеркивает. Полированная бронза блистает как золото.
Читайте также:  Монтаж промышленного оборудования

Не меньшей популярностью пользуется сантехника и фурнитура «под бронзу», покрытая тонким слоем сплава. Пользовательские характеристики ее ниже, однако декоративность вполне приличная.

Фитинги

Если бы не стоимость, из бронзы изготавливали бы все возможные узлы и разводки в системах горячего, да и холодного водоснабжения. На практике и бронза, и латунь используют только на самых ответственных участках. Причем они одинаково практичны и для систем отопления, и для питьевого водоснабжения.

А вот бронзовые фитинги самого разнообразного вида и резьбовые, и для капиллярной пайки, применяются очень широко.

  • Особенно эффективны бронзовые детали при необходимости собрать в одну систему трубы из разных материалов. Бронза способна создавать на внутренней стороны трубы защиты катодный слой, тем самым не допуская появления электрохимической коррозии.
  • Бронзовые фитинги отличаются чрезвычайной механической прочностью.
  • Они очень устойчивы к перепадам температур и давления.
  • Безразличны к действию хлора и озона, растворенного в воде.
  • Подавляют активность бактерий, что очень ценно при подаче питьевой воды.

Про изготовление памятников, скульптур, бюстов, статуэток, мемориальных досок и иных фигур из бронзы читайте ниже.

Скульптуры и памятники

Бронза относит к твердым скульптурным материалам и к наиболее долговечным. Бронза по прочности и надежности не уступает камню, а чем-то даже превосходит, поскольку менее чувствительна к перепадам температур. Кроме того, материал обладает прекрасной коррозийной стойкостью и дает минимальную усадку, что позволяет воспроизвести в металле самое сложное изображение.

Из сплава изготавливают и самые крупные памятники и крошечные статуэтки, используемые для декорирования помещения. Обусловлено это техникой изготовления статуй – литьем.

  • Первоначально заготовку готовку для скульптуры лепят из воска. Этот материал очень пластичен при нормальной температуре и позволяет воспроизвести самый микроскопический рельеф, вплоть до незаметных глазу шероховатостей кожи. Затем на заготовку наносят слой глины и вытапливают воск, получая таким образом готовую форму для литья. Ну а затем приходит черед бронзы.
  • Для увеличения эффекта готовую скульптуру можно отполировать, увеличивая блеск и игру оттенков.

Из бронзы изготавливаются также памятные доски, эмблемы, барельефы, гербы и так далее. Это любимый материал садовой архитектуры: фонтаны, детали скамеек, беседок, ротонд, садовая скульптура и прочее из бронзы всегда прекрасны.

Об изготовлении трафаретов и иных изделий из бронзы как предметов быта читайте ниже.

Уникальные скульптуры из бронзы представлены в данном видео:

Предметы быта

Мало что так сочетается с классическими интерьерами как бронза. Матовая или блестящая, патинированная или позолоченная, она одинаково эффектна, благородна и изысканна. Даже в самом модном урбанистическом интерьере – хай-тек, лофт, техно, ей находится место.

  • Фурнитура – накладные петли, декоративные замки, ручки самых невероятных форм. Фурнитура из бронзы красива и практична, поскольку эта красота совершенно точно не пострадает ни от сырости, ни от разлитого кофе, ни от пытливого интереса ребенка.
  • Фурнитура в ванной – держатели для полотенец, краны, душевые лейки, штанги дли ширмы и многое другое. Если нет возможности установить бронзовую ванную на львиных ножках, элегантность помещению придадут бронзовые смесители.
  • Предметы декора – изготовлению из бронзы подлежат пепельницы, конфетчицы, подставки любого вида и рода, светильники-торшеры и, конечно же, подсвечники – непременный аксессуар романтического вечера. Бронза с ее богатым цветом и текстурой, как никакой другой материал подчеркивает индивидуальность интерьера.

Использование бронзы требуется и при изготовлении более крупных предметов – картинной рамы, решетки для камина, напольной вешалки, подставки для ног и прочих необязательных, но изысканных вещиц, составляющих настоящее украшение комнаты.

  • Бронзовая посуда используется сейчас намного реже. Однако бронзовый кубок, блюдо или ваза и сейчас могут стать изюминкой праздничного стола.
  • Бронзовые украшения сегодня – признак очень нестандартного вкуса. Их редко можно встретить в обычной жизни, а жаль: их красота и изящество вполне сравнимы с ювелирными украшениями.
  • Популярно и изготовление сувениров из алюминия, латуни и бронзы.

Бронзы – целая группа разнообразных и по большей части очень красивых сплавов. А потому применение их обусловлено не только техническими характеристиками, но и привлекательностью сплава.

Об использовании архитектурной бронзы поведает видео ниже:


Бронзы и латуни в электротехнике

Из сплавов на основе меди наибольшее применение в электротехнике получили бронзы и латуни.

Бронза — сплав на основе меди, в котором главными добавками являются олово, алюминий, бериллий, кремний, свинец, хром или др. элементы, за исключением цинка и никеля. Бронза называется соответственно оловянистой, алюминиевой, бериллиевой и т. д. Сплав меди с цинком называют латунью, а с никелем — медноникелевым сплавом. Разнообразные бронз, имеющие высокую прочность, пластичность, стойкость к коррозии, антифрикционные свойства и др. ценные качества, применяют в разных отраслях техники и для отливки художественных изделий.

Итак, бронзы – это сплавы меди с оловом, алюминием и другими металлами, специально вводимыми с целью получения определенных свойств сплава. Раньше всех начали применяться оловянистые бронзы, в которых содержание олова составляет 8 – 20%.

Оловянистые бронзы являются дорогостоящими сплавами, так как содержат дефицитное олово. Поэтому оловянистые бронзы стараются заменять другими бронзами, содержащими алюминий, кадмий, фосфор и другие вещества (легирующие элементы).

Характерной особенностью бронз является их малая объемная усадка при литье (0,6 – 0,8%) по сравнению с чугуном и сталями, у которых усадка достигает 1,5 – 2,5%. Поэтому наиболее сложные по форме детали отливают из бронзы. Другие характерные свойства бронз – повышенная твердость, упругость (по сравнению с медью), большое сопротивление истиранию и стойкость к коррозии. Благодаря этим ценным свойствам бронзы широко применяют в машиностроении для изготовления втулок, шестерен, пружин (бронзовая лента) и других деталей.

Рис. 1. Бронзы в электротехнике

Марки бронз обозначаются буквами Бр (бронза), за которыми следуют буквы и цифры, показывающие, какие легирующие элементы и в каком количестве содержатся в данной бронзе . Например, марка БрОЦС-5-5-5 обозначает, что в бронзе содержится 5% олова, 5% цинка, 5% свинца, остальное медь.

Бронзы бывают литейные, из которых детали получают методом литья, и бронзы, обрабатываемые давлением. Плотность бронз находится в пределах: 8,2 – 8,9 г/см3. В электротехнике стараются применять бронзы, проводимость которых близка к проводимости меди. Такими бронзами являются кадмиевая и кадмиево-оловянистая. Остальные бронзы нашли применение в электротехнике благодаря следующим свойствам: упругости, сопротивлению истиранию и высокой механической прочности.

Из бронз изготовляют провода с повышенной механической прочностью, а также щеткодержатели, пружины и контактные детали для электрических аппаратов и приборов.

Наибольшей пластичностью обладают алюминиевые бронзы. Бериллиевые бронзы отличаются очень высокой механической прочностью, сопротивлением к истиранию и к окислению на воздухе.

Кроме бронз, в электротехнике нашли широкое применение сплавы меди с цинком – латуни , в которых содержание цинка может доходить до 43%. При этом содержании цинка латуни обладают наибольшей механической прочностью. Латуни, содержащие 30 – 32% цинка, обладают наибольшей пластичностью, поэтому из них изготовляют изделия горячей или холодной прокаткой и волочением: листы, ленты, проволоку и др.

Рис. 2. Латуни в электротехнике

Без нагрева из листовой латуни можно изготовлять глубокой вытяжкой и штамповкой сложные детали: кожухи, колпачки, фасонные шайбы и др. В результате холодной обработки давлением у латуни увеличивается твердость и механическая прочность, но заметно снижается пластичность. Для восстановления пластичности латунь отжигают при температуре 500 – 600° С и медленно охлаждают до комнатной температуры.

Читайте также:  Качественная керамическая плитка для пола в отделке квартиры

Латуни хорошо обрабатываются резанием. Изделия из латуни устойчивы к атмосферной коррозии, но деформированная (вытяжкой) латунь подвержена коррозии во влажной атмосфере р большей степени, чем медь.

Для повышения коррозионной стойкости латуней в них вводят, легирующие элементы: алюминий, никель, олово и др. Такие латуни называют специальными, например морская латунь стойка к коррозии даже в морской воде. Марки латуней начинаются с буквы Л (латунь), за которой следуют буквы, указывающие на другие элементы (кроме меди), которые входят в состав латуней. Стоящие в конце марки цифры означают содержание (в процентах) меди и других компонентов. Например, марка латуни Л62 обозначает, что в ней содержится около 62% меди.

Рис. 3. Светильник из латуни

Плотность латуней находится в пределах: 8,2 – 8,85 г/см3. Токоведущие детали из латуни можно получать литьем или давлением. Латунные детали, полученные штамповкой или давлением при комнатной температуре, приобретают жесткость (наклеп) и склонны к растрескиванию. Для снятия внутренних напряжений и предупреждения растрескивания наклепанные латунные детали подвергают отжигу. Латунь хорошо механически обрабатывается, сваривается и паяется.

Бронза — состав, свойства, применение

Состав бронзы

Бронза – это двойной или многокомпонентный сплав, состоящий из меди и других элементов, улучшающих основные свойства металла, кроме цинка. Такие элементы называются легирующими. В составе бронзы их более 2,5% по массе. В качестве легирующих компонентов применяются марганец, олово, бериллий, свинец, кремний, хром, фосфор, железо, алюминий и другие элементы. Маркируют сплавы сочетанием «Бр», буквами, которые обозначают основные легирующие компоненты и цифрами, указывающими их содержание. Например: БрО5 – оловянная бронза, БрА5 – алюминиевая бронза. Химический состав бронзовых сплавов и их марки определены соответствующими ГОСТ. Купить бронзу вы можете на нашем сайте.

Бронза на основе меди и олова – это один из наидревнейших сплавов, полученных человеком. В III тысячелетии до нашей эры в Месопотамии и Южном Иране появились изделия из бронзы. Все, необходимое для быта человека, в древности изготавливалось из этого сплава. Археологи обнаружили оружие (кинжалы, топоры, наконечники стрел, мечи), мебель и предметы интерьера (зеркала), а также посуду (кувшины, вазы, тарелки). Кроме того, из бронзы изготавливали монеты и всевозможные украшения. Около V-IV веков до нашей эры античные скульпторы Греции научились отливать крупные бронзовые статуи, кстати, эта технология актуальна и сегодня. В средние века бронза использовалась для производства пушек и артиллерийских снарядов. Издавна из этого сплава отливали колокола. Изменяя состав и размер отливки, мастера создавали колокола с удивительным звучанием.

Видео — изготовление бронзового колокола

Классификация бронзы

По химическому составу различают:

Оловянные бронзы – это сплавы с основным легирующим компонентом оловом. Кроме олова, в качестве дополнительных компонентов могут присутствовать свинец, фосфор и цинк. С добавкой олова медь приобретает большую легкоплавкость, упругость, твёрдость. Следовательно, сплав лучше поддаётся полировке. Дополнительные компоненты улучшают механические, литейные, а также антифрикционные свойства.

Безоловянные (специальные) бронзы – это сплавы, не содержащие, в качестве легирующего элемента, олова. Они не уступают по свойствам оловянным бронзам, а по некоторым даже превосходят их.

По технологическому признаку бронзы делятся на:

  • Деформируемые – хорошо поддающиеся механической обработке: штамповке, рифлению, ковке. Содержание олова в них не более 6%, что обеспечивает необходимую пластичность. Из деформируемых оловянных бронз изготавливают листы, бронзовую проволоку, бронзовый пруток, бронзовую ленту.
  • Литейные – предназначенные для фасонных отливок. Из литейных оловянных бронз делают различные детали для машин, работающих в соленой морской воде, вкладыши подшипников, шестерёнки.

Свойства бронзы

Если провести сравнение с латунью, то бронза характеризуется более высокой коррозионной стойкостью, прочностью и антифрикционными свойствами. Она довольно стойкая на воздухе, в соленой воде, углекислых растворах и растворах многих органических кислот. Большинство видов бронзы поддаётся сварке и пайке твёрдыми и мягкими припоями.

В зависимости от количества добавок цвет бронзы может быть от красного до белого. Рассмотрим, как легирующие элементы влияют на свойства бронзы. Олово, никель, кремний и алюминий увеличивают прочность, стойкость к коррозии, а также упругие свойства бронз. В сочетании со свинцом, цинком и фосфором повышаются и антифрикционные свойства. Никель и железо значительно измельчают зерно и увеличивают температуру рекристаллизации. Кремний и марганец увеличивают жаростойкость. Хром, цирконий и бериллий повышают жаропрочность сплавов и немного снижают электропроводность.

Давайте вкратце ознакомимся с наиболее часто используемыми видами бронзы.

  • Бериллиевая бронза является лидером по показателю твёрдости среди других сплавов меди. В закалённом состоянии обладает хорошей пластичностью, технологичностью, а в состаренном состоянии – высокими механическими свойствами. Дополнительно повысить уровень механических свойств можно при помощи пластической деформации перед старением. Из бериллиевой бронзы изготавливают пружины, мембраны и инструменты.
  • Алюминиевая бронза характеризуется высокой плотностью, устойчивостью к агрессивным факторам окружающей среды и химическим элементам, хорошей стойкостью к морской воде. Такой вид бронзы поддаётся обработке режущими инструментами. Из неё изготавливают ленты и полосы труб.
  • Кремнецинковая бронза позволяет изготавливать изделия сложных форм, за счёт повышенной текучести в расплавленном состоянии. Такая бронза обладает высокой степенью сопротивления сжатия и не искрит при механических воздействиях.
  • Свинцовистая бронза обладает отличными антифрикционными свойствами, хорошо противостоит ударным нагрузкам, а также отличается высокой прочностью и тугоплавкостью. Применяется она для сильно нагруженных подшипников.
  • Оловянная бронза обладает всеми указанными выше свойствами и является наиболее широко применяемой в современной промышленности.

Получение

Бронзу получают путём сплавления меди и легирующих компонентов. Процесс происходит в электрических индукционных печах или в тигельных горнах. Шихта для плавки может состоять из свежих металлов, а также из отходов производства и вторичных металлов. Плавка проводится под слоем флюса или древесного угля.

В разогретую печь помещают необходимое количество угля или флюса, а затем загружают медь. После расплавления и нагрева меди до соответствующей температуры, расплав раскисляют фосфористой медью. Далее в расплав вводят подогретые легирующие элементы. В виде лигатур вводятся тугоплавкие легирующие элементы. Расплав перемешивают до растворения компонентов и нагревают до необходимой температуры. Перед разливкой расплав снова раскисляют фосфористой медью для устранения её окислов.

Бронза хорошо плавится и равномерно заполняет формы для слитков. Сплавы выпускают в виде слитков плоской и круглой формы. Слитки обрабатывают прокаткой или прессованием.

В результате получается широкий ассортимент металлопроката:

Применение бронзы

Бронза используется в современном машиностроении, ракетной технике, авиации, судостроении и других отраслях промышленности. Благодаря устойчивости к механическому истиранию и высокой коррозионной стойкости бронзовая продукция применяется для изготовления деталей машин и приборов, участвующих в подвижных узлах в процессе трения. Детали из бронзы требуют периодической замены, то есть являются расходными. Из безоловянных бронзовых сплавов изготавливают прокат для составляющих химических приборов, регулирующей арматуры отопительных систем и трубопроводов другого назначения.

Бронзу используют для литья скульптур и памятников, так как материал долговечен, не подвергается атмосферным влияниям и устойчив против механических повреждений. Изделия высокохудожественных форм в театрах, дворцах, залах (люстры, торшеры, канделябры) также изготавливаются из бронзы.

Видео — как делают бронзовые статуэтки

Применение бронзы в электротехнике

температурный коэффициент удельного электрического сопротивления, 1/ o C

Бронзы — это сплавы меди с небольшим содержанием одного или нескольких химических элементов ( Sn , Si , P , Be , Cr , Mg , Cd и др.), которые дают название бронзам. Маркируют бронзы буквами Бр, после которых идут буквы, указывающие легирующие элементы, и цифры, показывающие количество этих элементов в целых процентах. Например, бронза марки БрБ 2 — бериллиевая бронза (содержит Ве

2%, остальное С u ), марки БрОЦС6-6-3 — оловянно-цинково-свинцовая бронза (содержит Sn 6%, Zn 6%, Pb 3%, остальное Cu ).

По электропроводности уступают меди, но превосходят ее по механической прочности, упругости, сопротивлению истиранию и коррозионной стойкости. Бронзы применяют для изготовления токопроводящих пружинящих контактов и других деталей коммутирующих узлов, выключателей, электрических машин. Бронзовые детали для упрочнения подвергаются термической обработке — закалке и отпуску при повышенных температурах. У твердотянутых бронз механическая прочность и ρ v выше, чем у мягких отожженных бронз

Латуни — это сплавы системы С u — Zn с максимальным содержанием Zn 45 %. Увеличение концентрации Zn до 45% приводит к повышению механической прочности. Максимальная пластичность наблюдается при содержании Zn около 37%. Маркируют латуни буквой Л и цифрой, указывающей % содержание меди. Например, латунь марки Л63 содержит меди 63%, остальное — Zn . У сложных латуней в маркировке указывается легирующий элемент. Например, латунь марки ЛС59-1 — это свинцовая латунь, содержащая С u 59%, Pb 1%, остальное Zn . Главная отличительная особенность латуни от чистой меди — повышенная механическая прочность при достаточно высоком удлинении перед разрывом Латуни лучше, чем бронзы, обрабатываются штамповкой, глубокой вытяжкой и т.п. Они широко используются для изготовления токопроводящих винтов, гаек, шайб, шпилек, штырей, гнезд, упругих элементов и для коммутирующих узлов и штепсельных разъемов.

Читайте также:  Чем отмыть плитку?

Алюминий — в 3.3 раза легче меди, имеет сравнительно меньшую проводимость (для АМ r =0.028 мкОм . м) и большую стойкость к атмосферной коррозии за счет защитной пленки оксида Al2O3 . Алюминий мягкий имеет прочность на разрыв 80, твердый 160 – 170 МПа. По сравнению с медью имеет больший температурный коэффициент линейного расширения (26 . 10 -6 1/ о С ) , что является недостатком. В местах контакта алюминиевого провода с проводами из других металлов во влажной среде возникает гальваническая пара, поэтому незащищенная лаками или другими способами алюминиевая проволока разрушается коррозией. Из алюминия особой чистоты с содержанием примесей не более 0.005% изготовляют электроды алюминиевых конденсаторов и алюминиевую фольгу. Из алюминия, содержащего примесей не более 0.3 – 0.5% (марки А7Е и А5Е), изготовляют проволоку и шины. Для жил кабелей может использоваться алюминий с уменьшенным содержанием примесей — марки А75К, А8К, А8КУ. Алюминиевые провода можно соединять друг с другом холодной или горячей сваркой, а также пайкой с применением специальных флюсов и припоев.

Алюминиевые сплавы обладают повышенной механической прочностью. Примером такого сплава является альдрей, содержащий 0.3–0.5 % Mg , 0.4–0.7 % Si и 0.2–0.3 % Fe (остальное – Al ) обладающий высокими механическими свойствами при небольшом удельном сопротивлении Высокие механические свойства альдрей приобретает в результате специальной обработки по схеме: деформация волочением — закалка в воде при температуре 510–550°С — повторная деформация волочением —в ыдержка при температуре 140–150°С. Выделяющееся при этой обработке из твердого раствора химическое соединение Mg 2 Si в мелкодисперсном состоянии обеспечивает ему высокие механическую прочность и нагревостойкость. По механическим свойствам альдрей приближается к твердой меди (МТ), по плотности и удельной электропроводности — к твердому алюминию ( AT ).

В линиях электропередачи широко применяют сталеалюминиевый провод — стальные жилы, обвитые алюминиевой проволокой. Для сталеалюминиевого провода воздушных линий используется особо прочная стальная проволока с s р =1200 – 1500 МПа, покрытая цинком для защиты от коррозии в условиях повышенной влажности.

Сталь (железо с содержанием углерода 0.1 – 0.15%) как проводниковый материал используется в виде шин, рельсов трамваев, электрических железных дорог и пр. Удельная проводимость стали в 6 – 7 раз меньше, чем у меди, s р = 700 – 750 МПа, относительное удлинение перед разрывом 5 – 8%. На переменном токе в стали проявляется поверхностный эффект и появляются потери мощности на гистерезис. Такая сталь может использоваться для проводов воздушных линий электропередач, если передаются небольшие мощности и основную роль играет не удельное сопротивление провода, а его механическая прочность.

Применение цветных металлов в электротехнической отрасли: основные свойства и преимущества алюминия, бронзы, латуни и меди :: Анонсы электротехнических компаний

Применение цветных металлов в электротехнической отрасли: основные свойства и преимущества алюминия, бронзы, латуни и меди

Электротехническая отрасль не зря считается одной из самых сложных: сегодня ни одно строительство или производство не обходится без составляющих при изготовлении которых участвуют цветные металлы (кабельно проводниковая продукция, осветительные приборы, трансформаторное оборудование и пр. ). Цветные металлы в данной продукции являются основными компонентами, без которых электротехника не могла бы существовать. Алюминий, латунь, бронзы и медь – вот 4 «кита», на которых опирается вся отрасль. И любое электротехническое производство будет тем успешнее, чем более надежные партнеры будут у организации-производителя продукции. Нельзя полагаться на случайных «попутчиков», которые непонятно почему, но предлагают цветные металлы по заниженным ценам. Лучше всего взаимовыгодно сотрудничать с такими компаниями, как, например, «МетПромСтар» тел: 8 800 555-87-32, http://www.mpstar.ru/) , для которой работа на рынке продолжается уже 11 лет, и компания все наращивает обороты. Ее клиентами стали такие «гиганты» отрасли, как ОАО «ВНИИтрансмаш», ОАО «СтанкоМашКомплекс», ОАО «Дормост» и ОАО «Асдор». Условия работы с каждым клиентом у «МетПромСтар» индивидуальные, поскольку компания учитывает специфику работы каждого своего партнера, стараясь предлагать оптимальные именно для него параметры взаимодействия.

Алюминий и медь: в каких случаях что лучше

Еще несколько десятилетий назад медь считалась тем единственным материалом, работать с которым было легко и доступно. Но сегодня ситуация кардинально изменилась, и в лидеры вышел алюминий. Именно он обладает тем спектром электрических характеристик, что дает возможность использовать его в максимально широком диапазоне продукции. Цены на цветные металлы неуклонно растут, но при этом стоимость алюминия продолжает оставаться одной из самых низких. Это сразу становится заметно, как только выполнено сравнение цен на медь, алюминий и сталь. А если еще и сравнить их характеристики, то любому электронщику становится понятно, что вариантов замены дорогостоящего сырья на более дешевое, должно быть намного больше.

Медь имеет электрическую проводимость равную 100% IACS, а алюминий 61%. Но при этом достичь более высокого показателя достаточно просто: нужно всего лишь увеличить его поперечное сечение. Но при этом, сравнивая удельный вес меди и алюминия, победа будет однозначно за алюминием, поскольку даже увеличенный в сечении алюминиевый проводник все равно будет почти в 2 раза легче аналогичного медного. Поэтому вывод окажется следующим: одна единица алюминия обеспечивает ту же проводимость, что две единицы меди. Это особенно важно, когда при выполнении технических задач нет жестких условий по размерам проводников, и провод изготавливается из алюминия, что значительно сокращает общую стоимость изделия.

Что касается прочности алюминия, то он однозначно уступает меди. Но это если брать в расчет проводники с одинаковым сечением. А вот в случае когда проведена процедура легирования алюминия, увеличена его толщина или использован метод термомеханической обработки, параметры прочности меди и алюминия становятся практически одинаковыми.

Неоспоримым преимуществом алюминия в электротехнике является то, что из него можно изготавливать поперечные сечения любой, даже самой сложной, формы. Ни медь, ни сталь не могут этим похвастаться, поэтому алюминий чаще всего используют там, где нужно создать конструктивно более эффективные элементы.

Алюминиевые поверхности не нуждаются в покраске и дополнительном покрытии, поэтому слой оксида алюминия идеально охраняет металл от любого контакта с воздухом, не давая последнему ни малейшей возможности окислиться.

Латуни и бронзы в электротехнике

Эти две группы сплавов на основе меди получили наибольшее распространение в электротехнике. Это стало возможным из-за получения материалов с определенными свойствами. Самыми первыми в электротехнике появились оловянистые бронзы. Но их стоимость не позволила им стать лидерами в промышленной отрасли, после чего олово в них стали заменять на легирующие фосфор, алюминий и кадмий.

Преимуществами бронз можно считать их незначительную усадку в объемах при литье, чего никак нельзя сказать о сталях и чугуне. И это дает возможность выливать самые сложные по форме изделия, абсолютно не утрачивая в больших количествах сырье. Еще одним из лидирующих свойств бронзы можно назвать повышенную упругость, высокую твердость, а также отличную сопротивляемость к механическому стиранию (что немаловажно как раз для электротехнической отрасли). Бронзы не боятся коррозии, хорошо защищая детали от внешнего агрессивного воздействия. Провода из бронзы имеют повышенную механическую прочность, но если нужна максимальная пластичность, то используют алюминиевые бронзы.

Сплавы с цинком получили название латуни. И именно цинк придает этому материалу очень высокую прочность. Латуни легко режутся, что не требует очень дорогого оборудования для формирования электротехнических изделий. И при этом они совершенно невосприимчивы к атмосферной коррозии. Если же нужно добиться еще большей стойкости, то в состав латуни вводят алюминий, олово или никель получая таким образом специальные (морские) латуни, которые будут защищать даже от воздействия морской воды.

Ссылка на основную публикацию