Свойства, история и использование латунного металла

Латунь - это бинарный сплав, состоящий из меди и цинка, который производится на протяжении тысячелетий и ценится за его работоспособность, твердость, коррозионную стойкость и привлекательный внешний вид.

Свойства

• Тип сплава: Двоичный
• Содержание: Медь и цинк
• Плотность: 8. 3-8. 7 г / см ³
• Точка плавления: 1652-1724 ° F (900-940 ° C)
• Твердость по Моху: 3-4

Характеристики

Точные свойства различных латунь зависят от состава латунного сплава, в частности соотношения меди-цинка.

В общем, однако, все латуни оценены за их обрабатываемость или легкость, с которой металл может быть сформирован в желаемые формы и формы, сохраняя при этом высокую прочность.

Несмотря на то, что между латунями с высоким и низким содержанием цинка существуют различия, все латуни считаются ковкими и пластичными (более низкие латуни из цинка). Из-за низкой температуры плавления латунь также может быть отлита относительно легко. Однако для литейных применений обычно предпочтительным является высокое содержание цинка.

Латуни с более низким содержанием цинка могут легко охлаждаться, свариваться и паять. Высокое содержание меди также позволяет металлу формировать на своей поверхности защитный оксидный слой (патина), который защищает от дальнейшей коррозии, что является ценным свойством в приложениях, которые подвергли металл воздействию влаги и выветривания.

Металл обладает хорошей теплопроводностью и электропроводностью (его электропроводность может составлять от 23 до 44% от чистой меди), а также износостойкой и искробезопасной.

Как и медь, его бактериостатические свойства привели к его использованию в сантехнических приборах и медицинских учреждениях.

Латунь считается низкофрикционным и немагнитным сплавом, а его акустические свойства привели к его использованию во многих музыкальных инструментах «духовых оркестров».

Художники и архитекторы ценят эстетические свойства металла, так как его можно изготавливать в различных цветах: от темно-красного до золотисто-желтого.

История

Медно-цинковые сплавы были выпущены в начале V века до нашей эры в Китае и широко использовались в Центральной Азии к 2-му и 3-му веку до нашей эры.

Эти декоративные металлические части, однако, лучше всего назвать «природными сплавами», поскольку нет доказательств того, что их производители сознательно сплавляли медь и цинк. Вместо этого вполне вероятно, что сплавы плавились из обогащенных цинком медных руд, производя сырые латунные металлы.

Греческие и римские документы свидетельствуют о том, что преднамеренное производство сплавов, подобных современной латуни, с использованием меди и обогащенной цинком руды, известной как каламин, произошло примерно в 1 веке до нашей эры.

Каламинная латунь была получена с использованием процесса цементации, в результате чего медь расплавлялась в тигле с рудником смитсонита (или каламина).При высоких температурах цинк, присутствующий в такой руде, превращается в пар и проникает в медь, в результате чего получается относительно чистая латунь с содержанием 17-30% цинка. Этот метод производства латуни использовался почти 2000 лет до начала 19 века.

Вскоре после того, как римляне обнаружили, как производить латунь, сплав использовался для чеканки в районах современной Турции. Это вскоре распространилось по всей Римской империи.

Подробнее об истории латуни.

Типы

«Латунь» - это общий термин, который относится к широкому спектру медно-цинковых сплавов. Фактически, существует более 60 различных типов латуни, определенных стандартами EN (European Norm). Эти сплавы могут иметь широкий диапазон различных составов в зависимости от свойств, необходимых для конкретного применения.

Подробнее о разных типах латуни см. Эту статью.

Продукция

Латунь чаще всего производится из медного лома и слитков цинка. Лом медь выбирается на основе его примесей, так как требуются некоторые дополнительные элементы для получения точного сорта латуни.

Поскольку цинк начинает кипеть и испаряется при температуре 1665 ° F (907 ° C), ниже температуры плавления меди 1981 ° F (1083 ° C), сначала необходимо расплавить медь. После плавки добавляют цинк в соотношении, подходящем для получения латуни.

В то время как некоторые потери по-прежнему сделаны для потери цинка для испарения.

В этот момент к смеси добавляются любые другие дополнительные металлы, такие как свинец, алюминий, кремний или мышьяк, для создания желаемого сплава.

После того, как расплавленный сплав готов, его выливают в формы, где он затвердевает в большие плиты или заготовки

Заготовки - чаще всего из альфа-бета-латуни - могут непосредственно обрабатываться в проволоках, трубах и трубах через горячую экструзию , который включает в себя толкание нагретого металла через матрицу или горячую ковку.

Если не экструдировать или ковать, заготовки затем повторно нагревают и подают через стальные ролики (процесс, известный как горячая прокатка). Результатом этого являются плиты толщиной менее полудюйма (<13 мм).

После охлаждения латунь затем подается через фрезерный станок или скальпер, который нарезает тонкий слой из металла, чтобы удалить дефекты поверхностного литья и оксид.

В атмосфере газа для предотвращения окисления сплав снова нагревают и снова прокатывают, процесс, известный как отжиг, перед тем, как он снова прокатается при более низких температурах (холодная прокатка) до листов размером примерно 0,1 дюйма (2,5 мм) толстый.

Процесс холодной прокатки деформирует внутреннюю структуру зерна латуни, что приводит к образованию гораздо более прочного и твердого металла. Эта стадия может повторяться до тех пор, пока не будет достигнута желаемая толщина или твердость.

Наконец, листы распиливаются и срезаны для получения требуемой ширины и длины.

Все листы, литые, кованые и экструдированные латунные материалы получают химическую ванну, обычно используемую хлористоводородную и серную кислоту для удаления черной окиси меди и тускнеет.

Применения > Полезные свойства латуни и относительная простота производства сделали его одним из наиболее широко используемых сплавов.Составление полного списка всех латунных приложений было бы колоссальной задачей, но чтобы получить представление о отраслях и типах продуктов, в которых найдено латунь, мы можем классифицировать и обобщать некоторые конечные виды использования на основе используемого латуни:

Свободная режущая латунь (например, латунь C38500 или 60/40):

Гайки, болты, резьбовые детали

• Клеммы
• Струи
• Отводы
• Инжекторы