Потребительские свойства меди и медных сплавов. Схемы производства плоского и круглого проката меди

Медь и сплавы на ее основе обладают особыми свойствами, к которым относятся: пластичность, высокая электропроводность (уступающая только электропроводности серебра), высокая теплопроводность, хорошее сопротивление коррозии в различных средах (у чистой меди и некоторых бронз, сплавов меди с никелем), хорошая обрабатываемость резанием (медных сплавов со свинцом), высокие упругие свойства, способность к глубокой вытяжке.

На основе меди созданы многочисленные сплавы для разных отраслей промышленности:

- микролегированные сплавы меди с повышенной температурой разупрочнения для теплообменных автотракторных агрегатов;

- пружинные медные сплавы;

- жаропрочные сплавы для ракетных двигателей, электродов для сварки, теплостойких контактов, кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок, прессформ и теплообменных аппаратов;

- припои для пайки в интервале температур от 150 до 1100°С на воздухе, в вакууме и защитной среде;

- сплавы для коллекторов электрических машин;

- коррозионно-устойчивые сплавы для теплообменных аппаратов электростанций, морских судов и опреснительных установок;

- бронзы для подшипников скольжения;

- высокопрочные свинцовые латуни, обладающие пластичностью в горячем и холодном состоянии и хорошей обрабатываемостью резанием на автоматических линиях.

Медные сплавы специального назначения обладают сверхпластичностью, а также эффектом «памяти» формы. Уникальными свойствами отличаются наноструктурные материалы на основе меди и медных сплавов.

Медь и ее сплавы выгодно отличаются от других цветных и черых металлов возможностью полного вторичного использования (рециклинга) их ломов и технологических отходов производства.

Продукция из меди и сплавов на ее основе находит широкое применение в промышленности (табл. 1 и 2).

Табл. 1. Свойства меди и ее сплавов, определяющие основные области их применения

Свойства меди и ее сплавов	Основные области применения
Свойства меди и ее сплавов	Электротехника и электроника	Общее машиностроение (производство машин и оборудования)	Транспортное машиностроение	Строительство	Производство потребительских товаров
Электропроводность	проводники тока и детали электрооборудования	детали электрооборудования	детали электрооборудования	проводники тока — ЛЭП и внутренняя разводка в зданиях	детали бытовых электроприборов
Теплопроводность		теплообменники, бойлеры, конденсаторы, испарители, перегонные установки	теплообменные агрегаты автомобилей, тракторов и др.	системы отопления, воздушные кондиционеры	кухонная посуда, столовые приборы
Сопротивление коррозии		химическое оборудование		кровля, водопровод, дренаж	посуда и столовые приборы
Механические и антифрикционные свойства		пружины, мембраны, крепеж, подшипники. узлы трения	подшипники и узлы трения	подшипники и узлы трения
Эстетические характеристики			декоративные элементы отделки автомашин	декоративные элементы фасадов и витрин, кровля зданий	домашняя утварь, посуда, столовые приборы, осветительная арматура, сувенирные изделия

Табл. 2. Свойства и области применения проката из меди и ее сплавов

Вид проката	Свойства
Вид проката	Электропроводность	Теплопроводность	Сопротивление коррозии	Прочность	Обрабатываемость резанием	Штампуемость
Проволока из меди	проводники тока, кабели, обмоточные и установочные провода, провода связи
Проволока из латуни и бронзы			сетки бумагоделательных машин, очистные щетки, проволока и тормозные колодки	пружины	винты, клеммы	пружины, заклепки, застежки, «молния», булавки, ювелирные изделия и бижутерия
Прутки из латуни	детали реле, контакторы	детали нагревателей воды	газовые, водопроводные, пневматические и судовые фитинги	валы и оси	винты, шпиндели, муфты, сопла, инжекторы, кабельные уплотнения	заклепки, шестерни
Профили, сплошные и полые из меди и латуни	обмотки мощных электрогенераторов и индукторы печей с водяным охлаждением		сантехническая арматура	клапаны, безыскровые детали для работы в шахтах	клеммы, корпуса клапанов, балансировочные грузы	сантехническая арматура
Листы, ленты и полосы	клеммы, контакты, выключатели	теплообменные агрегаты	теплообменные агрегаты	пружины, мембраны, клеммы, реле	детали часов и приборов, ключи, замки	гильзы, цоколи ламп, посуда
Трубы	соединители, штекеры, вилки	теплообменные агрегаты	химическая аппаратура, трубы химических производств	трубы для гидравлических устройств	детали приборов и устройств	музыкальные инструменты, контейнеры

Промышленность по производству металлопродукции из меди и медных сплавов в России можно условно разделить на две группы предприятий — заводы по обработке цветных металлов (заводы ОЦМ) и проволочно-кабельные предприятия. Первая группа предприятий выпускает листы, ленты, трубы, прутки, профили и проволоку из меди и медных сплавов, а вторая группа специализируется на производстве проводников тока в основном из меди. На производство кабеля, изолированных и голых проводов используется более половины всей произведенной меди.

Плоский и круглый прокат из меди и ее сплавов - это листы, центы, полосы, трубы, прутки, профили и проволока, получаемые различными способами обработки давлением - прокаткой, прессованием и волочением. Обработке давлением подвергается до 90% меди, потребляемой всеми отраслями экономики. В разных странах мира работает более 1000 заводов по обработке меди и медных сплавов.

Для заводов ОЦМ характерна большая номенклатура выпускаемой продукции. Она включает тысячи марок сплавов, видов плоского и круглого проката, широкий диапазон размеров по толщине и ширине плоского проката, по диаметру и толщине стенок труб, диаметру проволоки и прутков, по форме поперечного сечения сплошных и полых профилей и труб.

Получение необходимых свойств готовой продукции достигается использованием различных технологических процессов, включающих определенное сочетание деформирующих и термических операций (рис. 1 и 2).

Рис. 1. Схема производства круглого и плоского проката меди

Потребительские свойства готовой продукции определяются различными механическими свойствами и характеристиками (твердость, прочность, пластичность, упругость), а также физическими (тепло- и электропроводность) и химическими (коррозионная стойкость) свойствами. К характеристикам качества продукции относят также точность размеров проката (поперечная и продольная разнотолщинность, овальность и др.), состояние его поверхности, плоскостность (планшетность) листового проката.

Заводы ОЦМ завершают металлургический цикл производства тяжелых цветных металлов, который начинается с добычи рудного сырья и заканчивается производством металлопродукции высокой степени готовности.

Производственный цикл включает выплавку металла и отливку заготовок, их обработку давлением в горячем и холодном состояниях, термообработку и отделку металлопродукции (см. рис. 1 и 2). Заканчивается производственный цикл операциями контроля качества и упаковки готовой продукции.