Přehled mědi
Stupně mědi
Měď je známý kov, který je uznáván pro svou vodivost a všestrannost a je k dostání v různých jakostních třídách. Tyto řady mědi se běžně vybírají na základě jejich vhodnosti pro různé technické potřeby, které mohou sahat od jednoduchých součástí až po složité systémy. Zde jsou uvedeny některé slitiny mědi, které se nejčastěji používají:
- Slitina 101: Bezkyslíkatá vlastnost této třídy zvyšuje její elektrickou vodivost a pružnost, takže je vhodná pro aplikace vyžadující tyto vlastnosti, jako je pokročilá elektronika a přesné strojírenské práce.
- Slitina 110 (elektrolytická měď): Má nejvyšší elektrickou a tepelnou vodivost mezi mědí a působivou tvařitelnost a tažnost. Často se používá v elektrických systémech, kde je třeba zachovat účinnost.
- Slitina 122: Tato slitina má mnoho společného se slitinou 110, liší se však zvýšenou obrobitelností, svařitelností a kujností. Díky těmto vlastnostem je ideální pro instalatérské tvarovky a průmyslové aplikace, kde je nezbytná snadná výroba.
- Slitina 145 (telluriová měď): Tato slitina mědi s obsahem teluru přibližně 0,7 % je známá svou vynikající obrobitelností a lepší tepelnou a elektrickou vodivostí v případech vyžadujících vysokou vodivost, ale složité obráběcí operace.
Použití mědi
Díky svým výjimečným mechanickým vlastnostem nachází měď uplatnění v mnoha různých odvětvích, která vyžadují trvanlivost, odolnost proti korozi nebo vodivost. Mezi klíčové oblasti, kde se tento kov využívá, patří;
- Chladiče a výměníky tepla: Měď je díky své vynikající tepelné vodivosti oblíbenou volbou pro chladiče nebo výměníky tepla. Nezbytné součásti v počítačových centrálních procesorech (CPU) až po velká zařízení, která vyžadují chladicí nebo topné systémy, zvyšují účinnost tím, že zabraňují přehřátí.
- Architektonické komponenty: Pro stavitele i architekty je měď okouzlující svým přirozeným vzhledem a dlouhou životností. Je hojně využívána ve střešních krytinách, fasádách a dekorativních prvcích, kterým dodává další estetiku a strukturální integritu.
- Elektromotory: Měď je při výrobě elektromotorů vhodnější než jiné kovy díky své vysoké elektrické vodivosti. To znamená, že motory pracují efektivně s minimálními energetickými ztrátami.
- Telekomunikační komponenty: V telekomunikačním průmyslu se z mědi vyrábějí kabely, vodiče a další důležité komponenty, které spolehlivě přenášejí signály.
- Součásti proti biologickému znečištění v ponorkách: Měď má antibakteriální vlastnosti, které ji činí ideální pro součásti ponorek, kde dochází k biologickému znečištění. Pomáhá zachovat funkčnost a provozuschopnost těchto součástí, i když jsou vystaveny drsným mořským podmínkám.
Přehled bronzu
Třídy bronzu
Různá složení vedou ke klasifikaci bronzových slitin do tříd s různou univerzálností a pevností. Dvě běžně používané třídy bronzu zahrnují;
- Slitina 932: Tento vysoce legovaný cínový bronz se používá především k výrobě pouzder a podložek. Její složení je navrženo tak, aby usnadňovalo obrábění a zvyšovalo trvanlivost.
- Slitina 954: Tato slitina se nazývá hliníkový bronz a obsahuje hliník, který jí dodává silnou houževnatost. Díky své pevnosti se běžně používá při požadavcích na robustní podpěry, jako jsou průmyslové stroje a zařízení.
Žádosti o bronz
Vlastnosti, které slitiny provázejí, umožňují použití bronzu v různých oborech. Zde jsou některé typické aplikace bronzu:
- Ložiska a pouzdra: Patří mezi nejrozšířenější použití bronzu. Díky své vynikající odolnosti proti opotřebení a korozi se bronz často používá k výrobě ložisek a pouzder v automobilech a průmyslových strojích.
- Námořní vybavení: Díky svým nekorodujícím vlastnostem je bronz vhodný pro výrobu námořního vybavení, jako jsou lodní armatury, lodní šrouby, plošiny na moři apod.
- Sochařské umění: Umělci používají bronz častěji při tvorbě soch, protože se dá snadno tvarovat a není snadné ho rozbít. Některé slavné historické sochy byly vytvořeny z bronzu.
- Petrochemická zařízení: V ropném a chemickém průmyslu vyžadují různá zařízení, jako jsou ventily, čerpadla nebo potrubní systémy, dobré mechanické vlastnosti a hliníkem/ocelí potažené měděné pásky nebo dráty opletené z pocínovaných fosforových bronzů apod., které používají výrobci konektorů/pružin, vyšší odolnost proti korozi, kterou mohou poskytnout vysokopevnostní bronzy.
- Elektrické konektory: Mezi elektricky vodivé materiály patří titanem/cínem/stříbrem potažené měděné berylium, hliníkem/ocelí plátované měděné pásky nebo dráty opletené z pocínovaných fosforových bronzů atd., které používají výrobci konektorů/pružin, zejména těch, které potřebují odolnost vůči oxidaci.
- Součásti dopravních prostředků“: Ložiska pro převodovky byla vyrobena z tepelně odolných/protikorozních/vysoce trvanlivých bronzů, stejně jako mnoho dalších důležitých součástí letadel a automobilů.
Přehled mosazi
Stupně mosazi
Mosaz, slitina kovů složená převážně z mědi a zinku, je známá svou univerzálností a dělí se na různé typy podle procentuálního složení jednotlivých prvků. Tyto různé druhy upravují vlastnosti této slitiny tak, aby vyhovovaly konkrétním účelům, zejména v přesném strojírenství, stavebnictví a námořnictví.
- 260 Alloy (Cartridge Brass): Slitina 260 má vynikající vlastnosti při zpracování za studena a kromě toho se hojně využívá při výrobě automobilových součástek, spojovacího materiálu a střeliva. Nabízí odolnost v oblasti CNC obrábění prototypů a výroby dílů.
- 272 Slitina (žlutá mosaz): S přibližně 33% obsahem zinku podporuje slitina 272 svařitelnost, takže je velmi cenná v průmyslové výrobě, kde jsou důležité silné a spolehlivé svary.
- 330 Slitina: Proto je snadno obrobitelná a nejvhodnější pro obrábění za studena. Díky své přizpůsobivosti a odolnosti proti korozi se používá především jako materiál pro instalatérské nebo potrubářské práce.
- 360 Alloy (volně řezaná mosaz): Slitina 360 Alloy je nejpoužívanější slitinou mosazi, která má vynikající kujnost a obrobitelnost, takže je vhodná pro jemnou práci při pájení nebo tvrdém pájení. Běžně se používá při výrobě malých složitých dílů, jako jsou armatury, spojovací prvky a ventily.
- Slitina 385 (architektonická mosaz): Díky vysokému poměru pevnosti a hmotnosti je vhodná pro konstrukční prvky v rámci architektonických staveb, kde je rozhodující krása a dlouhá životnost.
- 464 Slitina (námořní mosaz): Tato mosazná slitina, která je určena především pro drsné podmínky námořního prostředí, je ceněná, protože odolává teplotním změnám a je kompatibilní s různými metodami, jako je svařování, pájení nebo ohýbání při práci s kovem. Její použití je proto nezbytné pro výrobu námořního vybavení, například pro stavbu lodí.
- 353 Slitina (hodinová mosaz): Je známá jako výborně obrobitelný materiál a obvykle se používá v hodinářském průmyslu při výrobě hodinových prvků, které musí být přesné a spolehlivé.
Aplikace pro mosaz
Mosaz je vysoce univerzální kovová slitina, která je ceněná pro své estetické vlastnosti a funkční vlastnosti, díky nimž je vhodná pro různé zakázkové aplikace. Jedinečný zlatý odstín tohoto materiálu, který připomíná zlato, zvyšuje jeho atraktivitu pro dekorativní účely. Naopak se dá snadno opracovávat a obrábět, takže je ideální pro úkoly náročné na přesnost. Níže jsou uvedeny některé významné oblasti, kde mosaz nachází uplatnění:
- Hudební nástroje: V případě hudebních nástrojů se dává přednost mosazi, protože její zvukové vlastnosti poskytují bohaté a rezonující tóny.
- Šperky: Vypadá jako zlato, proto se s oblibou používá k výrobě různých druhů levnějších šperků, které přesto vypadají dobře.
- Instalatérské armatury: Pevnost a odolnost proti korozi mosazi jsou ideálními vlastnostmi pro instalatérské armatury, které přinášejí trvanlivost a spolehlivost vodovodním systémům.
- Elektronika a elektrické svorky: Například v elektronickém průmyslu, kde je nutná vysoká vodivost, se mosaz běžně používá v elektrických svorkách a konektorech.
- Dveřní lišty – Pro architektonické aplikace, jako jsou dveřní lišty nebo jiná zařízení vyžadující odolnost a estetiku, se hodí mosaz.
Mosaz vs. bronz vs. měď: srovnání a analýza materiálů
Složení prvků
Z těchto tří kovů je měď jediným přírodním kovem. Je to prvek, který se v přírodě vyskytuje jako (neželezný) kov a lze jej přímo použít v mnoha použitelných výrobních technikách. Naopak mosaz a bronz jsou slitiny, nikoli čisté kovy.
Mosaz je slitina mědi a zinku, zatímco bronz se skládá z mědi a cínu, což podtrhuje jejich odlišné složení. Pro specifické průmyslové aplikace lze mosaz obohatit přidáním složení, jako je olovo, mangan, železo, křemík a hliník . U bronzu se skládá,aby se přidala pevnost nebo trvanlivost, může mít také různé složky, včetně fosforu, hliníku niklu nebo zinku.
Elementární složení těchto kovů podtrhuje jejich jedinečné využití a vlastnosti, a proto jsou pro svou povahu užitečné různými způsoby. Jinými slovy, zatímco měď je přímo použitelná v různých formách, protože se vyskytuje v přírodě, slitiny mosazi a bronzu jim mohou dát na míru vlastnosti potřebné pro různé aplikace v různých průmyslových odvětvích.
Odolnost proti korozi
Mosaz má lepší odolnost proti korozi než měď i bronz. Díky tomu je ideální pro mořské prostředí s vysokou mírou koroze slané vody. Na dalším místě je měď, která má díky svým ochranným povlakům dobrou odolnost proti korozi, zatímco bronz bývá v náročných mořských podmínkách méně účinný.
Mosaz má nižší odolnost proti korozi než bronz nebo měď, pokud je vystavena slanému nebo vlhkému prostředí.
Souhrnně lze říci, že nejvyšší odolnost proti korozi má bronz, následuje měď a nejnižší mosaz.
Hmotnost
Rozdíl v hmotnosti mezi mosazí, bronzem a mědí do značné míry určuje vhodnost. Srovnání hmotnosti bronzu a mosazi ukazuje, že tyto dva kovy váží zhruba stejně, i když v některých případech mohou lidé dát přednost jednomu před druhým, protože váží méně.
Jejich hustota 8720 kg/cm3 mosazi je lehčí než ostatní kovy této skupiny. Hustota bronzu se pohybuje v rozmezí 7400-8900 kg/kub.m, zatímco měď je naopak těžká 8930 kg/kub.m.
Hierarchie hmotnosti: Měď> Bronz> Mosaz je významná pro výběr materiálů na základě konstrukčních požadavků a cenové efektivity.
Tvrdost
Tvrdost mosazi se pohybuje v rozmezí od 55 do 73 stupňů podle Brinella; díky svým zvukovým vlastnostem je vhodná pro mechanické aplikace, včetně hudebních nástrojů. To je jiný způsob, jak říci, že mosaz může vykazovat různá složení, která se liší tvrdostí.
Tvrdost mědi je přibližně 35 na spodní hranici a tato měkkost je výhodná v elektrotechnice a instalatérství, kde je vyžadována kujnost a vodivost. Je důležité si uvědomit, že měď má na spodní straně tvrdost přibližně 35, takže je dostatečně měkká pro elektrické spoje nebo potrubí.
Z těchto kovů lze bronz považovat za nejsložitější materiál, jehož tvrdost se pohybuje v rozmezí 40-420 stupňů Brinellovy stupnice. Je křehký a odolný, proto je ideální jako konstrukční materiál, ale přesto podléhá lámání.
Obrobitelnost
Obrobitelnost bronzu a mědi bývá na jiné úrovni než u mosazi. Obráběcí operace prováděné na mědi vykazují lepší obrobitelnost, a tudíž větší flexibilitu, což umožňuje hladký průběh běžných výrobních operací. Pro mnoho rozmanitých průmyslových procesů je zde přizpůsobivost velmi podstatná.
Bronz je naopak tužší, což snižuje jeho vhodnost pro různé obráběcí operace. Ačkoli je houževnatý, dochází k určitým komplikacím při obrábění, což vede k opotřebení nástrojů a neefektivitě provozu. Obrábění mosazi je však ve srovnání s bronzem nebo mědí složité, takže je nejméně obrobitelná. Protože mosaz není dostatečně pružná nebo se pod napětím neohýbá, potřebuje speciální techniky nebo nástroje, aby ji bylo možné při obrábění efektivně zvládnout.
Svařitelnost
Mezi mědí, bronzem a mosazí existují rozdíly, pokud jde o jejich svařitelnost. Bezkyslíkatá nebo odkysličená měď vykazuje vynikající svařitelnost metodami TIG-MIG.
Měkčí slitiny mosazi s nízkým obsahem zinku jsou lépe svařitelné. Patří sem techniky MIG, TIG a pájení stříbrem.
Zejména u olova může být bronz náročný, protože má tendenci pod tlakem praskat. Svařování bezolovnatých druhů bronzu je nejlepší provádět technikou SWAM, aby se snížila možnost vzniku trhlin.
Odolnost
Bronz je z mědi a mosazi považován za nejodolnější díky nízké míře koroze a zanedbatelné schopnosti ohýbání. Jeho pevnost a dlouhá životnost jej odlišují od ostatních kovů.
Měď má také dlouhou životnost, ale je pružnější než bronz, a proto se na ní netvoří drobné praskliny nebo škrábance. Je vyrobena s ohledem na trvanlivost, a přesto se snadno používá.
Mosaz má však na rozdíl od jiných materiálů mnoho prasklin a rychle podléhá erozi. Z hlediska trvanlivosti je bronz>měď>mosaz.
Bod tání
Mosaz patří mezi nejměkčí dostupné kovy a taví se při teplotě kolem 927 °C. Tato výjimečná vlastnost mosazi je vhodná pro detailní práce s kovem. Naopak snadné odlévání složitých soch a komponentů je výhodou, kterou přináší o něco nižší teplota tání (přibližně 913 ºC) bronzu.
Měď s bodem tání kolem 1085 °C postrádá kujnost a při průmyslovém použití poskytuje vyšší elektrickou vodivost a pružnost. Vyšší teplota tání mědi jako takové zajistí trvanlivost a účinnost, zejména v elektrických kabelech a špičkovém nádobí pro vaření. Měď je tedy v průmyslové a kulinářské praxi nepostradatelná.
Pevnost (mez kluzu a pevnost v tahu)
Co se týče pevnosti kovu mezi mosazí a bronzem a mědí, existují významné rozdíly v mezích kluzu i v pevnosti v tahu, které jsou u jednotlivých materiálů reprezentovány jejich hodnotami meze kluzu: B=125-800 MPa Cu=95-124 MPa a C3=33 MPa, což by mělo jasně naznačovat, že tento materiál je velmi odolný. Současně následuje B, protože Cu má nejnepatrnější hodnotu.
Bronz dosahuje tlaku přes 350-635 MPa, takže je vhodný pro boj s únavou kovu. Mosaz má pevnost v tahu 338-469 MPa a měď 210 MPa. Každý materiál má své výhody pro různé projekty vyžadující konkrétní pevnost.
Tepelná a elektrická vodivost
Pokud jde o elektrickou vodivost, vede měď s perfektním skóre 100 %, mosaz následuje s přibližně 28 % a bronz s přibližně 15 %. Měď je na prvním místě kvůli vyššímu obsahu; elektrické aplikace se proto řídí tímto pořadím: měď>mosaz>bronz.
Co se týče tepelné vodivosti, platí zde pořadí bronz>měď>mosaz, protože bronz je v tomto parametru lepší než ostatní, protože má rozsah 229 až 1440 BTU/hod-ft²-ºf; měď má pouze jednu hodnotu 223 BTU/hod-ft²-ºf. Naproti tomu mosaz leží na dně s jedinou hodnotou, která činí 64 BTU/hod-ft²-ºf. To pomáhá uživatelům při výběru materiálů pro tepelné aplikace, protože jsou s nimi spojeny některé vlastnosti.
Jak vybrat vhodný materiál pro obráběné díly
Obecné použití
Je kujná a cenově výhodná, a proto je mosaz vhodnou volbou pro výrobu například klik a hudebních nástrojů, protože má nízký koeficient tření. Tato použití mohou být funkční nebo dekorativní.
Odolnost proti korozi ve slané vodě je hlavním důvodem, proč je bronz vynikající v námořních aplikacích. To znamená, že díly vystavené drsným mořským podmínkám by měly být vyrobeny z bronzu.
Měď se pro potravinářské baňky a ohřívače používá díky svým antibakteriálním vlastnostem, které zajišťují bezpečnost při použití v potravinářství.
Při výběru mosazi, bronzu nebo mědi pro obrábění dílů je tedy třeba posoudit specifika, jako je odolnost vůči životnímu prostředí, zdravotní nezávadnost a častá manipulace. Každý materiál vyhovuje těmto požadavkům s jinými výhodami.
Stupeň flexibility
Při výběru materiálů pro obrábění dílů je zásadní znát zvláštnosti mosazi, bronzu a mědi. Měď má vysokou pružnost, vodivost a elasticitu, takže je vhodná pro elektrické a tepelné aplikace. Mosaz a bronz jsou velmi dobře obrobitelné. Z mosazi (slitiny mědi a zinku) lze například vyrábět součásti odolné proti korozi. Podobně odolné díly, jako jsou ložiska a pouzdra, vyžadují kovy, jako je bronz, známé svou pevností a odolností proti opotřebení. Na základě těchto vlastností se rozhodněte pro nejvhodnější materiál pro návrh vašeho projektu.
Náklady
Při výběru vhodných materiálů pro obrábění dílů zvažte cenu a vlastnosti mosazi a bronzu; díky značnému množství zinku je levnější, takže je ideální pro projekty s dobrou obrobitelností a odolností proti korozi, stejně jako měď.
Díky značnému množství zinku je levnější a ideální pro projekty s dobrou obrobitelností a odolností proti korozi, jako jsou elektrické konektory nebo efektní předměty.
Bronz je dražší díky své neuvěřitelné pevnosti a vynikající odolnosti proti korozi, takže je použitelný v lodních šroubech, včetně ponořených ložisek.
Nejdražší měď má vynikající elektrickou a tepelnou vodivost, takže je tento prvek ideální pro různé oblasti, jako jsou elektrické rozvody nebo elektronické přístroje, jejichž výkon musí být vždy optimální.
Každý z nich proto poskytuje jedinečné výhody při obrábění dílů tak, abyste mohli konkrétní materiál přizpůsobit potřebám svého projektu.
Závěr
Znalost jedinečných vlastností mědi, mosazi a bronzu pomáhá vybrat vhodný materiál pro konkrétní aplikace, což zvyšuje odolnost a účinnost.
Spolupracujte s námi a získejte odborné vedení a špičková řešení obrábění přizpůsobená materiálovým potřebám vašeho projektu.
