Comparação entre latão, bronze e cobre: Compreender a sua diferença

A visão geral do cobre

As qualidades do cobre

O cobre é um metal bem conhecido, reconhecido pela sua condutividade e versatilidade, e pode ser obtido em vários graus. Estas gamas de cobre são normalmente escolhidas com base na sua adequação a várias necessidades de engenharia, que podem ir de peças simples a sistemas complicados. Eis algumas das ligas de cobre mais frequentemente utilizadas:

• Liga 101: O atributo de ausência de oxigénio desta qualidade aumenta a sua condutividade eléctrica e flexibilidade, tornando-a adequada para aplicações que exijam estas caraterísticas, como a eletrónica avançada e trabalhos de engenharia de precisão.
• Liga 110 (Cobre eletrolítico): Tem as condutividades eléctrica e térmica mais elevadas entre os tipos de cobre e uma formabilidade e ductilidade impressionantes. É frequentemente utilizada em sistemas eléctricos onde a eficiência deve ser mantida.
• Liga 122: Esta liga partilha muitas semelhanças com a liga 110; no entanto, difere em termos de maquinabilidade, soldabilidade e maleabilidade melhoradas. Estas propriedades tornam-na ideal para acessórios de canalização e aplicações industriais onde a facilidade de fabrico é essencial.
• Liga 145 (Cobre Telúrio): Com um teor de telúrio de cerca de 0,7%, esta liga de cobre é conhecida pela sua excelente maquinabilidade e pela melhoria da condutividade térmica e eléctrica em casos que requerem uma elevada condutividade mas operações de maquinagem complexas.

As aplicações do cobre

Devido às suas qualidades mecânicas excepcionais, o cobre é utilizado em muitas indústrias tão diversas como as que exigem durabilidade, resistência à corrosão ou capacidade de condução. Algumas áreas-chave que fazem uso deste metal incluem;

• Dissipadores e permutadores de calor: A condutividade térmica superior do cobre faz dele a escolha preferida para dissipadores ou permutadores de calor. Componentes essenciais em unidades de processamento central de computadores (CPUs) até grandes instalações que requerem sistemas de arrefecimento ou aquecimento, aumentam a eficiência evitando o sobreaquecimento.
• Componentes arquitectónicos: Para os construtores e arquitectos, o apelo natural e a longa duração do cobre são encantadores. É amplamente utilizado em coberturas, fachadas e elementos decorativos para proporcionar uma estética adicional e integridade estrutural.
• Motores eléctricos: O cobre é melhor do que outros metais no fabrico de motores eléctricos devido à sua elevada condutividade eléctrica. Isto significa que os motores funcionam eficientemente com perdas mínimas de energia.
• Componentes de telecomunicações: Na indústria das telecomunicações, o cobre produz cabos, fios e outros componentes vitais que transmitem sinais de forma fiável.
• Componentes anti-incrustantes em submarinos: O cobre tem propriedades antibacterianas que o tornam ideal para componentes submarinos onde ocorre bioincrustação. Ajuda a preservar a funcionalidade e operacionalidade dessas peças, mesmo quando sujeitas a condições marinhas adversas.

A visão geral do bronze

Os graus de bronze

As diferentes composições resultam na classificação das ligas de bronze em graus de versatilidade e resistência variáveis. Dois tipos de bronze comummente utilizados incluem;

• Liga 932: Este bronze de estanho com alto teor de chumbo é utilizado principalmente para fabricar casquilhos e anilhas. Tem uma composição concebida para facilitar a maquinagem e a durabilidade.
• Liga 954: Denominada bronze-alumínio, esta liga possui alumínio, o que lhe confere forte tenacidade. Devido à sua resistência, é normalmente aplicada em requisitos de suporte robustos, como instalações de máquinas e equipamentos industriais.

Candidaturas para Bronze

As propriedades que acompanham as ligas permitem que o bronze seja aplicável em vários domínios. Eis algumas aplicações típicas do bronze:

• Rolamentos e casquilhos: Esta é uma das utilizações mais comuns do bronze. Devido à sua superior resistência ao desgaste e imunidade à corrosão, o bronze é frequentemente utilizado para produzir rolamentos e casquilhos encontrados em automóveis e máquinas industriais.
• Equipamento marítimo: As propriedades do material exibidas pelo Bronze tornam-no adequado para o fabrico de equipamento marítimo, como acessórios para navios, hélices, plataformas offshore, etc., devido à sua natureza não corrosiva.
• Arte de escultura: Os artistas utilizam mais frequentemente o bronze para criar esculturas, porque podem moldá-lo facilmente e não o partem com facilidade. Algumas esculturas históricas famosas foram feitas de bronze.
• Equipamento petroquímico: Nas indústrias petrolífera e química, vários equipamentos, tais como válvulas, bombas ou sistemas de condutas, requerem boas propriedades mecânicas e tiras ou fios de cobre revestidos a alumínio/aço entrançados a partir de bronzes fosforosos estanhados, etc., que são utilizados pelos fabricantes de conectores/molas, maior resistência à corrosão que os bronzes de alta resistência podem proporcionar.
• Conectores eléctricos: Os materiais condutores eléctricos incluem cobre-berílio revestido de titânio/estanho/prata, tiras de cobre revestidas de alumínio/aço ou fios entrançados de bronzes fosforosos estanhados, etc., que são utilizados pelos fabricantes de conectores/molas, especificamente os que necessitam de resistência à oxidação.
• Componentes de veículos de transporte”: As chumaceiras para transmissões foram fabricadas com bronzes resistentes ao calor/anti-corrosivos/altamente duráveis, tal como muitos outros componentes críticos de aviões e automóveis.

A visão geral do latão

Graus de latão

O latão, uma liga metálica composta principalmente por cobre e zinco, é conhecido pela sua versatilidade e está agrupado em vários tipos de acordo com a composição percentual dos elementos constituintes. Estes diferentes tipos modificam as propriedades desta liga para se adaptarem a utilizações específicas, nomeadamente na engenharia de precisão, na construção e na marinha.

• Liga 260 (latão para cartuchos): A liga 260 tem excelentes caraterísticas de trabalho a frio, além de ser amplamente utilizada no fabrico de componentes para automóveis, fixadores e munições. Oferece durabilidade para usinagem de protótipos CNC e campos de produção de peças.
• Liga 272 (latão amarelo): Com um teor de zinco de aproximadamente 33%, a liga 272 promove a soldabilidade, o que a torna muito valiosa no fabrico industrial, onde as soldaduras fortes e fiáveis são fundamentais.
• Liga 330: Contém baixos níveis de chumbo; por conseguinte, é facilmente maquinável e mais adequada para aplicações de trabalho a frio. Devido à sua adaptabilidade e resistência à corrosão, é utilizada principalmente como material de canalização ou tubagem.
• Liga 360 (latão de corte livre): A liga de latão mais utilizada, a Liga 360 tem uma excelente maleabilidade e maquinabilidade, tornando-a adequada para trabalhos delicados durante operações de soldadura ou brasagem. É normalmente utilizada no fabrico de pequenas peças complexas, como acessórios, fixadores e válvulas.
• Liga 385 (latão arquitetónico): A sua elevada relação resistência/peso torna-o adequado para componentes de construção em estruturas arquitectónicas onde a beleza e a durabilidade são considerações cruciais.
• Liga 464 (latão naval): Concebida principalmente para condições de ambientes marinhos adversos, esta liga de latão resistente à corrosão é apreciada porque pode suportar alterações de temperatura, além de ser compatível com vários métodos, como a soldadura, a soldagem ou a dobragem durante trabalhos em metal. Por conseguinte, o equipamento naval, como a construção naval, requer a sua utilização.
• Liga 353 (latão de relógio): Reconhecidamente conhecido como um excelente material maquinável, é normalmente utilizado pela indústria relojoeira na construção de elementos de relógios, que devem ser precisos e fiáveis.

Aplicações para latão

O latão é uma liga metálica muito versátil, apreciada pelas suas qualidades estéticas e caraterísticas funcionais que o tornam adequado para múltiplas aplicações personalizadas. A tonalidade dourada única deste material, que se assemelha ao ouro, torna-o mais apelativo para fins decorativos. Em contrapartida, pode ser facilmente trabalhado e maquinado, o que o torna ideal para tarefas exigentes em termos de precisão. Abaixo estão algumas áreas importantes onde o latão encontra aplicação:

• Instrumentos musicais: O latão é preferido porque as suas propriedades sonoras dão notas ricas e ressonantes.
• Jóias: Parece-se com o ouro, por isso é popularmente utilizado para fazer vários tipos de jóias mais baratas que ainda têm bom aspeto.
• Acessórios de canalização: As propriedades de força e resistência à corrosão do latão são atributos perfeitos para acessórios de canalização, trazendo assim durabilidade e fiabilidade aos sistemas de abastecimento de água.
• Eletrónica e terminais eléctricos: Por exemplo, na indústria eletrónica, onde é necessária uma elevada condutividade, o latão é normalmente utilizado em terminais e conectores eléctricos.
• Guarnição de portas – Para aplicações arquitectónicas, como guarnições de portas ou outros acessórios que exijam resistência e estética, o latão é muito útil.

Latão vs. bronze vs. cobre: comparação e análise de materiais

Composição dos elementos

Entre os três, o cobre distingue-se por ser o único metal natural. É um elemento que ocorre naturalmente como metal (não ferroso) e pode ser diretamente aplicado a muitas técnicas de fabrico aplicáveis. Pelo contrário, o latão e o bronze são ligas e não metais puros.

O latão é uma liga de cobre e zinco, enquanto o bronze é constituído por cobre e estanho, o que evidencia as suas composições distintas. Para aplicações industriais específicas, o latão pode ser enriquecido com a adição de composições como o chumbo, o manganês, o ferro, o silício e o alumínio. Para o bronze, a fim de aumentar a resistência ou a durabilidade, também pode ter diferentes constituintes, incluindo fósforo, alumínio, níquel ou zinco.

As composições elementares destes metais sublinham as suas utilizações e caraterísticas únicas; por conseguinte, são úteis de formas diferentes da sua natureza. Por outras palavras, enquanto o cobre é diretamente utilizável em várias formas porque ocorre naturalmente, as ligas de latão e bronze podem conferir-lhes propriedades personalizadas necessárias para diferentes aplicações em todas as indústrias.

Resistência à corrosão

O latão tem melhor resistência à corrosão do que o cobre e o bronze. Isto torna-o ideal para ambientes marinhos com elevadas taxas de corrosão da água salgada. O cobre vem a seguir, tendo uma boa resistência à corrosão devido aos seus revestimentos protectores, enquanto o bronze tende a ser menos eficaz em condições marítimas severas.

O latão tem uma menor resistência à corrosão do que o bronze ou o cobre quando exposto a um ambiente salino ou húmido.

Em resumo, o bronze oferece o nível mais elevado de resistência à corrosão, seguido do cobre, e o latão o nível mais baixo.

Peso

A diferença de peso entre o latão, o bronze e o cobre determina em grande medida a sua adequação. A comparação dos pesos do bronze e do latão mostra que estes dois metais pesam aproximadamente o mesmo, embora, em alguns casos, as pessoas possam escolher um em vez do outro porque pesa menos.

O bronze tem uma densidade de 8720 kg/m³, sendo mais leve do que qualquer outro metal deste grupo. O bronze tem uma densidade de 7400-8900 kg/m³, enquanto o cobre, por seu lado, tem uma densidade de 8930 kg/m³.

A hierarquia de peso: Cobre> Bronze> Latão é significativa para a seleção de materiais com base nos requisitos estruturais e na relação custo-eficácia.

Dureza

O latão tem uma gama de dureza Brinell de 55 a 73; isto torna-o uma boa escolha para aplicações mecânicas, incluindo instrumentos musicais, devido às suas propriedades sonoras. Esta é outra forma de dizer que o latão pode apresentar diferentes composições para variar a dureza.

A dureza do cobre é de aproximadamente 35 na extremidade inferior, e beneficia dessa suavidade em áreas eléctricas e de canalização onde a maleabilidade e a condutividade são necessárias. É importante notar que o cobre tem uma dureza de cerca de 35 na parte inferior, o que o torna suficientemente macio para ligações eléctricas ou tubagens.

Destes metais, o bronze pode ser considerado o material mais complexo, variando de 40-420 na escala Brinell. É frágil e durável; por isso, é ideal como material estrutural, mas ainda está sujeito a fracturas.

Maquinabilidade

A maquinabilidade do bronze e do cobre tende a situar-se a um nível diferente do associado ao latão. As operações de maquinagem efectuadas no cobre apresentam uma melhor maquinabilidade, o que aumenta a flexibilidade, permitindo o bom funcionamento das operações normais de fabrico. Para muitos processos industriais diversos, a adaptabilidade é muito essencial neste domínio.

Pelo contrário, o bronze é mais rígido, o que reduz a sua aptidão para várias operações de maquinagem. Apesar de endurecido, ocorrem algumas complicações de maquinagem, levando ao desgaste das ferramentas e à ineficiência operacional. No entanto, a maquinagem do latão é complicada em comparação com o bronze ou o cobre, o que o torna o menos maquinável. Por não ser suficientemente flexível ou por não se dobrar sob tensão, o latão necessita de técnicas ou ferramentas especiais para o gerir eficazmente nas operações de maquinagem.

Soldabilidade

Existem variações entre o cobre, o bronze e o latão no que respeita à sua soldabilidade. O cobre sem oxigénio ou desoxidado demonstra uma excelente soldabilidade através dos métodos TIG-MIG.

As ligas de latão mais macias com baixo teor de zinco são mais soldáveis. Estas incluem as técnicas de soldadura MIG, TIG e prata.

Especialmente com chumbo, o bronze pode ser um desafio porque tem tendência a fissurar sob pressão. A soldadura de graus de bronze sem chumbo é melhor efectuada utilizando a técnica SWAM para reduzir a possibilidade de fissuração.

Durabilidade

Entre o cobre e o latão, o bronze é considerado o mais durável devido à sua baixa taxa de corrosão e à sua capacidade de dobragem negligenciável. A sua resistência e longevidade distinguem-no dos outros metais.

O cobre também dura muito tempo, mas é mais flexível do que o bronze; por isso, não fica com pequenas fissuras ou riscos. É construído para durar, mas é fácil de utilizar.

O latão, no entanto, tem muitos pontos de fratura e sofre erosão rapidamente, ao contrário de qualquer outro material. Em termos de durabilidade, Bronze> Cobre> Latão.

Ponto de fusão

Sendo um dos metais mais macios que existem, o latão funde a cerca de 927ºC. Esta caraterística extraordinária faz com que o latão seja apreciado em trabalhos pormenorizados que envolvam metalurgia. Por outro lado, a facilidade de fundição de esculturas e componentes complexos é uma vantagem do ponto de fusão ligeiramente inferior (cerca de 913ºC) do bronze.

Com um ponto de fusão de cerca de 1085ºC, o cobre não tem maleabilidade, proporcionando maior condutividade eléctrica e flexibilidade quando utilizado industrialmente. Como tal, o ponto de fusão mais elevado do cobre garantirá durabilidade e eficiência, especialmente em cabos eléctricos e utensílios de cozinha de alta qualidade. Assim, o cobre é indispensável nas práticas industriais e culinárias.

Resistência (resistência ao escoamento e à tração)

Relativamente à resistência metálica entre Latão vs. Bronze vs. Cobre, existem diferenças significativas nas resistências ao escoamento, bem como nas resistências à tração apresentadas por cada material, aqui representadas pelos respectivos valores de resistência ao escoamento: B=125-800 MPa Cu=95-124 MPa e C3=33 MPa, respetivamente, o que deve indicar claramente que este material é muito durável. Ao mesmo tempo, B vem a seguir, uma vez que Cu tem o valor mais insignificante.

O bronze tem uma resistência superior a 350-635 MPa, o que o torna adequado para combater a fadiga do metal. O latão tem uma resistência à tração máxima de 338-469 MPa e o cobre de 210 MPa. Cada material tem as suas vantagens para diferentes projectos que exijam determinadas resistências.

Condutividade térmica e eléctrica

No que diz respeito à condutividade eléctrica, o cobre lidera com uma pontuação perfeita de 100%, seguindo-se o latão com cerca de 28% e o bronze com cerca de 15%. O cobre vem em primeiro lugar devido ao seu teor mais elevado; assim, as aplicações eléctricas seguem esta ordem: cobre>latão>bronze.

A sequência aqui é Bronze>Cobre>Latão no que diz respeito à condutividade térmica, uma vez que o bronze tem um desempenho melhor do que os outros neste parâmetro, tendo uma gama de 229 a 1440 BTU/hr-ft²-ºf; o cobre tem apenas um valor de 223 BTU/hr-ft²-ºf. Em contrapartida, o latão encontra-se na parte inferior com apenas um valor, 64 BTU/hr-ft²-ºf. Isto ajuda os utilizadores a selecionar materiais para aplicações de calor porque algumas propriedades estão associadas a eles.

Como escolher o material adequado para as suas peças de maquinagem

Utilização geral

É maleável e económico, o que faz do latão a escolha certa para objectos como maçanetas e instrumentos musicais, uma vez que tem um baixo coeficiente de atrito. Estas utilizações podem ser funcionais ou decorativas.

A resistência à corrosão em água salgada é a principal razão pela qual o bronze é excelente em aplicações marítimas. Isto significa que as peças expostas a condições marítimas adversas devem ser feitas de bronze.

O cobre é escolhido para frascos e aquecedores de alimentos devido às suas propriedades antibacterianas que garantem a segurança em aplicações relacionadas com alimentos.

Assim, a seleção de latão, bronze ou cobre para a maquinagem de peças implica a avaliação de aspectos específicos como a durabilidade ambiental, a segurança sanitária e o manuseamento frequente. Cada material responde a estas exigências com vantagens diferentes.

Grau de flexibilidade

Ao escolher materiais para maquinação de peças, é crucial conhecer as particularidades do latão, bronze e cobre. O cobre tem elevada flexibilidade, condutividade e elasticidade, o que o torna adequado para aplicações eléctricas e térmicas. O latão e o bronze são altamente maquináveis. Por exemplo, podem ser produzidos componentes resistentes à corrosão a partir de latão (liga de cobre-zinco). Da mesma forma, peças duráveis como rolamentos e casquilhos requerem metais como o bronze, conhecidos pela sua força e resistência ao desgaste. Com base nestes atributos, opte pelo material mais adequado para a conceção do seu projeto.

Custo

Ao selecionar os materiais adequados para a maquinagem de peças, considere o custo e as propriedades do latão e do bronze; a quantidade considerável de zinco torna-o menos dispendioso, tornando-o ideal para projectos com boa maquinabilidade e resistência à corrosão, assim como o cobre.

A quantidade considerável de zinco torna-o menos dispendioso e ideal para projectos com boa maquinabilidade e resistência à corrosão, tais como conectores eléctricos ou objectos de fantasia.

O bronze custa mais devido à sua incrível força e resistência superior à corrosão, tornando-o bastante aplicável em hélices de navios, incluindo rolamentos submersos.

O cobre mais caro tem uma excelente condutividade eléctrica e térmica, o que torna este elemento ideal em várias áreas, como a cablagem eléctrica ou aparelhos electrónicos cujo desempenho deve ser sempre ótimo.

Por conseguinte, cada um deles oferece vantagens únicas no que diz respeito à maquinagem de peças, de modo a que possa combinar o material específico com as necessidades do seu projeto.

Conclusão

Compreender os atributos únicos do cobre, latão e bronze ajuda a selecionar o material adequado para aplicações específicas, aumentando a durabilidade e a eficiência.

Faça uma parceria connosco para obter orientação especializada e soluções de maquinação superiores adaptadas às necessidades de material do seu projeto.