Mengapa Takat Lebur Tembaga Merah Penting
Tembaga merah, nama dagangan untuk kuprum ketulenan tinggi-, digunakan untuk bar bas, wayar dan kabel, bumbung, alat memasak dan komponen mesin kerana kekonduksian elektrik dan haba yang luar biasa serta keplastikannya. Mengetahui dengan tepat di mana logam berubah daripada pepejal kepada cecair mengawal pilihan relau dan mangkuk pijar, suhu menuang dan kadar penyejukan dalam tuangan, dan ia menetapkan tingkap kerja untuk kimpalan, pematerian dan rawatan haba. Panduan ini mengumpul data lebur untuk kuprum merah, menerangkan cara ketulenan dan pengaloian mengalihkan julat lebur, dan membandingkan kuprum dengan logam biasa yang lain.
Takat lebur ialah suhu di mana bahan berubah daripada pepejal kepada cecair pada tekanan yang dinyatakan. Bagi logam tulen seperti kuprum merah, perubahan berlaku pada satu suhu, dan nilai kuprum yang diterima ialah 1084.6 darjah pada tekanan atmosfera standard, lazimnya dibundarkan kepada 1084 darjah atau dipetik sebagai 1984 darjah F. Kesusasteraan komersial kadangkala memetik 1083 darjah, dan mencampurkan 1083 darjah dan 1084 darjah boleh mengelakkan kekeliruan; untuk kawalan proses adalah lebih baik untuk bekerja secara konsisten dengan kira-kira 1084 darjah (1984 darjah F).
Aloi berkelakuan berbeza. Ia mula cair pada pepejal dan cair sepenuhnya hanya pada cecair, dan selang antara keduanya ialah julat beku. Itulah sebabnya loyang atau kuprum-nikel diterangkan dengan julat lebur dan bukannya dengan takat lebur tunggal, manakala kuprum merah, yang pada asasnya tidak berlog, cair pada satu suhu.
Takat Lebur Gred Kuprum Merah Biasa
Tembaga merah ditapis kepada lebih daripada 99.9% kuprum, dan gred standard berbeza terutamanya dalam kandungan oksigen dan sisa kekotoran dan bukannya dalam kelakuan lebur. Oleh kerana penambahan yang terlibat diukur dalam bahagian per seribu, suhu lebur semua gred ini secara berkesan adalah sama.
| Gred | Komposisi tipikal | Takat lebur | Penggunaan biasa |
|---|---|---|---|
| T1 | Kuprum bebas-oksigen, Cu kira-kira 99.95% minimum | 1084 darjah (1984 darjah F) | -tinggi kekonduksian wayar, kabel, skru pengalir dan perumah |
| T2 | Tembaga pic tegar elektrolitik, Cu kira-kira 99.90% minimum | 1084 darjah (1984 darjah F) | Komponen elektrik, pembinaan dan mekanikal, pemasangan yang dikimpal dan dipateri |
| T3 | Tembaga dengan sejumlah kecil kekotoran sisa, Cu kira-kira 99.70% minimum | 1084 darjah (1984 darjah F) | Bahagian konduktif umum dan{0}}tahan kakisan |
| TU1 | Kuprum bebas-oksigen, Cu kira-kira 99.97% minimum | 1084 darjah (1984 darjah F) | Tugas kabel dan radiator di mana oksigen mesti diminimumkan |
| TU2 | Kuprum bebas-oksigen, Cu kira-kira 99.95% minimum | 1084 darjah (1984 darjah F) | Komponen yang memerlukan kekonduksian elektrik dan haba yang tinggi |
| TP1 | Fosforus-kuprum dinyahoksida, P kira-kira 0.005-0.012% | 1084 darjah (1984 darjah F) | Kawat kimpalan, kabel dan pemasangan brazed |
| TP2 | Fosforus-kuprum dinyahoksida, P kira-kira 0.013-0.050% | 1084 darjah (1984 darjah F) | Tiub dan tugas kimpalan di mana penyahoksidaan adalah penting |
Fosforus adalah satu penambahan dengan kesan yang boleh diukur pada pemejalan. Oleh kerana ia adalah penyahoksida yang kuat, TP1 dan TP2 kekal kukuh semasa mengimpal dan memateri, dan julat lebur sempit yang diperkenalkan oleh fosforus adalah manfaat dan bukannya kecacatan dalam proses tersebut. Penamaan gred mengikut sistem produk kuprum China, di mana huruf T menandakan kuprum tulen, U menandakan oksigen-kuprum bebas dan P menandakan fosforus-kuprum dinyahoksida.
Faktor-faktor yang Mengubah Tingkah Laku Lebur
Unsur mengaloi: nikel, zink dan timah merendahkan pepejal dengan ketara, malah beberapa persepuluh peratus meluaskan julat pembekuan.
Unsur sisa dan kekotoran: sulfur, plumbum dan bismut boleh dikatakan tidak larut dalam kuprum dan boleh merendahkan julat lebur dan menyebabkan sesak panas semasa kerja panas.
Kandungan oksigen: kuprum pic yang sukar membawa 0.02-0.04% oksigen sebagai kuprum oksida, yang tidak mengubah takat lebur tetapi bertindak balas dengan hidrogen dalam atmosfera pengurangan untuk menyebabkan keliangan wap, jadi gred galas oksigen-tidak sesuai untuk atmosfera relau galas hidrogen atau untuk pemasangan dalam gas braz merah.
Tekanan: takat lebur kuprum meningkat dengan tekanan, tetapi anjakan menjadi ketara hanya pada tekanan yang jauh melebihi apa-apa yang digunakan dalam amalan faundri.
Keadaan pengukuran: ketulenan sampel, penentukuran termokopel dan suasana relau semuanya boleh menggerakkan nilai yang diukur dengan beberapa darjah, itulah sebabnya jalur toleransi dan bukannya angka tunggal disebut untuk kerja komersial.
Amalan Peleburan dan Tuangan Amali
Tembaga merah mesti dipanaskan di atas takat leburnya sebelum ia menjadi cair sepenuhnya, dan dalam pengeluaran margin dikekalkan supaya leburan mencapai suhu menuang yang diperlukan sambil mengekalkan kecairan. Relau rintangan, relau aruhan dan relau gas semuanya digunakan; lebur aruhan lebih disukai di mana kawalan suhu rapat dan pengambilan gas rendah adalah penting, manakala relau gas kekal biasa untuk leburan yang lebih besar.
Tiga kawalan menentukan kualiti leburan kuprum. Pertama, suhu relau dan kadar pemanasan mesti dikawal untuk mengelakkan terlalu panas, yang meningkatkan penyerapan gas dan kehilangan pengoksidaan. Kedua, leburan harus dilindungi oleh penutup yang sesuai atau oleh suasana terkawal, kerana kuprum mudah teroksida pada suhu menuang. Ketiga, peralatan peleburan dan penuangan hendaklah dilapik dan dibersihkan supaya pencemaran besi, sulfur atau plumbum daripada haba sebelumnya tidak memasuki cair, kerana unsur-unsur tersebut merendahkan kedua-dua kekonduksian dan kemuluran panas.
Perbandingan Dengan Logam Lain dan Panduan Penggunaan
| logam | Takat lebur |
|---|---|
| timah | 232 darjah |
| memimpin | 327 darjah |
| Zink | 419 darjah |
| aluminium | 660 darjah |
| Perak | 962 darjah |
| emas | 1064 darjah |
| Tembaga merah | 1084 darjah |
| Nikel | 1455 darjah |
| besi | 1538 darjah |
Tembaga cair di atas perak dan emas tetapi jauh di bawah nikel dan besi, yang merupakan asas penggunaannya dalam pemasangan pateri dan pateri: pengisi galas perak-atau pateri berasaskan timah-boleh dicairkan pada sambungan sementara tembaga itu sendiri kekal pepejal. Aloi kuprum seperti loyang dan kuprum-nikel cair di bawah takat lebur kuprum merah, dan julat bekunya ditetapkan oleh penambahan pengaloian.
Bagaimana Pencairan Data Memandu Aplikasi
Dalam pemesinan, takat lebur membetulkan siling suhu untuk pemotongan kering dan pilihan strategi penyejukan, dan ia menjelaskan mengapa kuprum menuntut kelajuan pemotongan yang lebih tinggi dan kelebihan yang lebih tajam daripada keluli. Dalam kimpalan dan pematerian, ia mentakrifkan suhu interpass yang mengekalkan herotan rendah semasa sambungan terbentuk. Dalam peleburan dan tuangan berterusan, ia menetapkan haba lampau yang tersedia, dan ini adalah sebab kuprum dituang melalui air-acuan yang disejukkan dan dengan lapisan grafit atau refraktori yang bertolak ansur dengan kecerunan haba yang tinggi. Pengguna-suhu tinggi juga harus ingat bahawa walaupun kuprum mengalirkan haba dengan sangat baik dan menentang pengoksidaan dengan cukup baik, kekuatan dan kekerasannya akan menurun secara berterusan apabila suhu meningkat, jadi komponen yang direka untuk perkhidmatan panas biasanya memerlukan sama ada gred dikuatkan-serakan atau perubahan bahagian.
Soalan Lazim
S: Apakah takat lebur kuprum merah?
Tembaga merah tulen cair pada kira-kira 1084 darjah (1984 darjah F) pada tekanan atmosfera standard. Nilai 1084.6 darjah ialah angka rujukan yang diterima, dan angka lama 1083 darjah yang masih muncul dalam beberapa katalog menggambarkan pembundaran dan pengukuran awal dan bukannya bahan yang berbeza.
S: Adakah gred T1, T2, TU2 dan TP2 mempunyai takat lebur yang berbeza?
Tidak. Penambahannya diukur dalam bahagian per seribu, jadi suhu lebur berkesan sama, kira-kira 1084 darjah . Pemilihan gred didorong oleh kandungan oksigen, kekonduksian dan keperluan fabrikasi dan bukannya oleh kelakuan lebur.
S: Adakah aloi kuprum cair pada suhu yang lebih rendah daripada kuprum merah?
Secara amnya ya. Menambah zink, timah atau nikel merendahkan pepejal dan menghasilkan julat lebur dan bukannya takat lebur tunggal, jadi loyang dan kuprum-nikel mula cair di bawah takat lebur kuprum tulen.
S: Mengapakah takat lebur penting untuk tuangan dan kimpalan?
Ia menentukan titik set relau, haba lampau menuang, suhu prapanas dan interpass dan kadar penyejukan. Bekerja daripada nilai lebur yang konsisten mengelakkan daripada terlalu panas, pengoksidaan yang berlebihan dan kecacatan pengecutan.
S: Adakah tekanan mengubah takat lebur kuprum?
Takat lebur meningkat dengan tekanan, tetapi kesannya boleh diabaikan pada tekanan yang digunakan dalam faundri dan amalan rawatan haba dan menjadi boleh diukur hanya dalam keadaan yang melampau.
S: Apakah perbezaan antara oksigen-bebas dan kuprum pic yang sukar?
Gred bebas oksigen-seperti T1 dan TU2 mengandungi oksigen yang sangat sedikit, manakala kuprum pic yang sukar seperti T2 membawa 0.02-0.04% oksigen sebagai kuprum oksida. Takat lebur tidak berubah, tetapi kuprum pic yang keras boleh menghasilkan keliangan wap dalam mengurangkan atmosfera, jadi gred bebas oksigen-atau fosforus dinyahoksida ditentukan untuk pemasangan dipateri dan dikimpal.
