Copper at aluminyo sa electrical engineering

Walang mga gabay - wala kahit saan

Copper (lat. Cuprum) — isa sa pitong metal na kilala mula pa noong unang panahon. Ang mga makabuluhang reserba ng tansong ore ay matatagpuan sa USA, Chile, Russia (Urals), Kazakhstan (Jezkazgan), Canada, Zambia at Zaire.

Ang tanso ay bahagi ng higit sa 150 mineral, 17 sa kanila ay nakahanap ng pang-industriyang gamit, kabilang ang: bornite (Cu5FeS4), chalcopyrite (copper pyrite — CuFeS2), chalcosite (copper luster — Cu2S), covellite (CuS), malachite (Cu2 ( OH). ) 2 [CO3]). Ang pagpoproseso ng sulphide ores ay nagbibigay ng halos 80% ng lahat ng minahan na tanso.

Ang lokal na pulot ay matatagpuan din sa kalikasan.

Purong tanso — malleable at malambot na pink na malutong na metal, medyo mabigat, mahusay na konduktor ng init at kuryente, madaling sumailalim sa pressure treatment. Ang mga katangiang ito ang nagbibigay-daan sa paggamit ng mga produktong tanso sa electrical engineering — sa kasalukuyan, higit sa 70% ng lahat ng tansong ginawa ay ginagamit para sa paggawa ng mga produktong elektrikal. Para sa mga produktong may pinakamataas na electrical conductivity, ginagamit ang tinatawag na "oxygen-free" na tanso. Sa ibang mga kaso, angkop din ang komersyal na purong tanso na naglalaman ng 0.02-0.04% na oxygen.

Ang mga pangunahing katangian ng tanso: tiyak na gravity - 8.93 g / cm3, punto ng pagkatunaw - 1083 ° C,paglaban sa kuryente tanso sa 20 ° C 0.0167 Ohm * mm2 / m. Ang purong tanso ay may mataas na electrical conductivity (pangalawa lamang sa pilak). Ang kalidad ng tanso ay ginagamit sa industriya upang gumawa ng mga de-koryenteng busbar mula sa tanso.

Ang mga tansong busbar ay ginawa alinsunod sa GOST 434-78. Ang estado kung saan ang mga tansong busbar ay inihahatid sa mamimili: hindi pinainit (marking-T-hard), annealed (M-soft) at TV-hard busbar na gawa sa oxygen-free na tanso.

Sa deformed state, ang lakas ng tanso ay mas mataas kaysa sa annealed metal at ang mga halaga ng electrical conductivity ay nabawasan.

Ang mga haluang metal na nagpapataas ng lakas at nagpapabuti ng iba pang mga katangian ng tanso ay nakuha sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga additives dito, tulad ng zinc, lata, silikon, tingga, aluminyo, mangganeso at nikel. Higit sa 30% tanso ang ginagamit para sa mga haluang metal.

Tanso - mga haluang metal na tanso na may sink (tanso mula 60 hanggang 90% at sink mula 40 hanggang 10%) - mas malakas kaysa sa tanso at hindi gaanong madaling kapitan ng oksihenasyon. Sa pagdaragdag ng silikon at lead sa tanso, ang mga katangian ng anti-friction nito ay nadagdagan, kasama ang pagdaragdag ng lata, aluminyo, mangganeso at nikel, ang anti-corrosion resistance ay nadagdagan. Ang mga sheet at cast na produkto ay ginagamit sa paggawa ng makina, lalo na sa industriya ng kemikal, sa optika at paggawa ng instrumento, sa paggawa ng mga lambat para sa industriya ng pulp at papel.

Tanso... Noong nakaraan, ang mga haluang metal ng tanso (80-94%) at lata (20-6%) ay tinatawag na tanso. Ang mga lumenless bronze ay ginawa na ngayon, pinangalanan ang pangunahing bahagi pagkatapos ng tanso.

Ang mga bronze ng aluminyo ay naglalaman ng 5-11% na aluminyo, may mataas na mekanikal na katangian na sinamahan ng paglaban sa kaagnasan.

Ang mga lead bronze na naglalaman ng 25-33% lead ay pangunahing ginagamit para sa produksyon ng mga bearings na tumatakbo sa mataas na presyon at mataas na bilis ng pag-slide.

Ang mga silikon na bronse na naglalaman ng 4-5% na silikon ay ginagamit bilang murang mga pamalit para sa mga tansong lata.

Ang mga bronse ng Beryllium na naglalaman ng 1.8-2.3% na beryllium ay nailalarawan sa pamamagitan ng katigasan pagkatapos ng hardening at mataas na pagkalastiko. Ang mga spring at spring na produkto ay ginawa mula sa kanila.

Ang mga bronse ng kadmium - mga haluang tanso na may kaunting cadmium (hanggang sa 1%) - ay ginagamit sa paggawa ng mga karwahe para sa mga troli, para sa paggawa ng mga kabit para sa mga tubo ng tubig at gas at sa engineering.

Solders — mga haluang metal ng non-ferrous na metal na ginagamit sa paghihinang upang makakuha ng monolitikong welded seam. Sa mga matitigas na panghinang, kilala ang isang tansong-pilak na haluang metal (44.5-45.5% Ag; 29-31% Cu; ang natitira ay zinc).

Sa Russia, ang mga gulong ng tanso ay ginawa ng ilang mga pabrika: OCM Kamensk-Uralsky, OCM Kolchuginsky, OCM Kirovsky.

Ang produksyon ng tanso sa mundo noong 2007 ay tumaas ng 2.5% kumpara noong 2006 at umabot sa 17.76 milyong tonelada. Ang pagkonsumo ng tanso ay tumaas ng 4% noong 2007, na ang pagkonsumo ng tanso ng Tsina ay tumalon ng 25% taon-sa-taon, habang ang pagkonsumo ng tanso ng US ay bumagsak nang husto ng 20%.

Ang aluminyo at ang mga haluang metal nito

Ang aluminyo at ilang mga haluang metal na nakabatay dito ay ginagamit sa electrical engineering dahil sa magandang electrical conductivity, corrosion resistance, mababang specific gravity at, mahalaga, mas mababang halaga kumpara sa tanso at mga conductive alloy nito.

Depende sa magnitude ng electrical resistance, ang mga aluminum alloy ay nahahati sa conductive at alloys na may mataas na electrical resistance.

Ang partikular na electrical conductivity ng electrical aluminum grades A7E at A5E ay tungkol sa 60% ng conductivity ng annealed copper ayon sa international standard. Ang teknikal na aluminyo AD0 at de-koryenteng aluminyo A5E ay ginagamit para sa paggawa ng mga wire, cable at gulong. Ang mga low-alloy na aluminyo na haluang metal ng Al-Mg-Si AD31, AD31E system ay ginagamit sa industriya ng kuryente.

Ang crust ng lupa ay naglalaman ng 8.8% na aluminyo. Ito ang pangatlo sa pinakamaraming elemento sa kalikasan pagkatapos ng oxygen at silikon at ang una sa mga metal. Ito ay bahagi ng clays, feldspars, micas. Ilang daang Al mineral ang kilala (aluminosilicates, bauxite, alunites at iba pa). Ang pinakamahalagang aluminyo mineral - bauxite ay naglalaman ng 28-60% aluminum oxide - aluminum oxide Al2O3.

Sa dalisay nitong anyo, ang aluminyo ay nakuha sa unang pagkakataon ng Danish physicist na si H. Oersted noong 1825, bagama't ito ang pinakakaraniwang metal sa kalikasan.

Ang paggawa ng aluminyo ay isinasagawa sa pamamagitan ng electrolysis ng aluminum oxide Al2O3 sa cryolite na natutunaw ng NaAlF4 sa temperatura na 950 ° C.

Ang mga pangunahing katangian ng aluminyo: density - 2.7 × 103 kg / m3, tiyak na init ng aluminyo sa 20 ° C - 0.21 cal / deg, punto ng pagkatunaw - 658.7 ° C, punto ng kumukulo ng aluminyo - 2000 ° C, koepisyent ng linear expansion ng aluminyo (sa temperatura na humigit-kumulang 20 ° C): — 22.9 × 106 (1 / deg)

Ang mga haluang metal na aluminyo, na nagpapataas ng lakas nito at nagpapabuti ng iba pang mga katangian, ay nakuha sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga haluang metal na additives tulad ng tanso, silikon, magnesiyo, sink, mangganeso dito.

Duralumin (duralumin, duralumin, mula sa pangalan ng lungsod ng Aleman kung saan nagsimula ang pang-industriyang produksyon ng haluang metal) - aluminyo matunaw (base) na may tanso (Cu: 2.2-5.2%), magnesiyo (Mg: 0.2-2.7%) mangganeso ( Mn : 0.2-1%). Matigas at matanda, madalas na may linya ng aluminyo. Ito ay isang istrukturang materyal para sa aviation at transport engineering.

Silumin - magaan na haluang metal ng aluminyo (base) na may silikon (Si: 4-13%), minsan hanggang 23% at ilang iba pang elemento: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Ang mga bahagi ng kumplikadong pagsasaayos ay ginawa nito, pangunahin sa mga industriya ng automotive at aviation.

Magnalia — aluminyo haluang metal (base) na may magnesiyo (Mg: 1-13%) at iba pang mga elemento na may mataas na paglaban sa kaagnasan, mahusay na weldability, mataas na plasticity. Ginagamit ang mga ito upang gumawa ng mga molded castings (cast magnalia), sheet, wire, rivets, atbp. (Deformable Magnalia).

Sa mga tuntunin ng saklaw ng aplikasyon, ang mga aluminyo na haluang metal ay tumatagal ng pangalawang lugar pagkatapos ng bakal at cast iron.

Ang ilang mga kagiliw-giliw na katotohanan tungkol sa aluminyo:

• hanggang sa 140 mg ng aluminyo ay naroroon sa katawan ng isang may sapat na gulang,

• Ang 1 kg ng aluminyo sa isang kotse ay nakakatipid ng higit sa 10 litro ng gasolina bawat 200 libong kilometro,

• kahit na ang mga mansanas ay naglalaman ng aluminyo - hanggang sa 150 mg / kg,

• bawat ika-20 ng mga atomo na bumubuo sa itaas na shell ng ating planeta ay isang aluminum atom,

• ang pang-araw-araw na pangangailangan ng isang may sapat na gulang para sa aluminyo ay tinatayang 2.45 mg.

Sa mas mababang partikular na conductivity (mga 56% ng annealed copper), ang mga aluminum conductor alloy ay nagsisilbi sa parehong layunin tulad ng electrical aluminum. Ang ganitong mga haluang metal ay ginagamit upang matugunan ang mataas na lakas, gumapang at iba pang mga espesyal na kinakailangan.Ang mga gulong ng aluminyo ay ginawa ayon sa GOST 15176-89 mula sa mga haluang metal AD31 at AD31T, mas madalas AD0.

Ang pagkonsumo ng mundo ng pangunahing aluminyo noong 2007 ay 37.52 milyong tonelada, na kung saan ay 3.184 milyong tonelada (o 9.3%) higit pa kaysa noong 2006. Ang produksyon ng mundo ng pangunahing aluminyo ay tumaas noong 2007 ng 4.024 milyong tonelada kumpara noong 2006 at umabot sa 38.02 milyong tonelada.

Mga tagagawa ng mga produktong tanso

Ang pinakamalaking tagagawa ng tanso sa merkado ng Russia ay ang MMC Norilsk Nickel

Ang pangalawang pinakamalaking producer ng pulot sa ating bansa ay ang UMMC holding.

Ang ikatlong pangunahing manlalaro sa merkado ng Russia ay ang Russian Copper Company. Kasama sa CJSC "Russian Copper Company" ang 11 na negosyo na tumatakbo sa apat na rehiyon ng Russia, pati na rin sa teritoryo ng Kazakhstan

Mayroong mga gulong na tanso sa merkado mula sa ilang mga pabrika: Kamensk-Uralsky OCM, Kolchuginsky OCM, Artemovsky OCM, Kirovsky OCM. Ang Kirovsky at Kolchuginsky OCM ay bahagi ng OJSC UMMC.

Mga teknolohiya at presyo

Dahil ang teknolohiya para sa paggawa ng mga tansong bus ay kilala at halos pareho sa lahat ng mga pabrika, ang ratio ng presyo / kalidad ay nauuna para sa mamimili. Mga domestic na negosyo - ang mga pinuno ng industriya ay kasalukuyang gumagawa ng mga de-kalidad na produkto at nakikipagkumpitensya sa isa't isa, pangunahin sa presyo. Ngunit ang pagsasalita tungkol sa kalidad ng mga tansong busbar, nararapat na tandaan na ang mga impurities, kahit na sa napakaliit na dami, ay makabuluhang bawasan ang electrical conductivity ng tanso. Samakatuwid, ang kasal ay walang lugar dito.

Kasabay nito, ang mga dayuhan at lokal na negosyo ay nag-aalok ng mga makabagong solusyon na nagpapahintulot sa kanila na makagawa ng mga produkto na may malinaw na tinukoy na mga parameter ng kalidad.Bukod dito, sa mga partikular na kritikal na sandali, ang paggawa ng mga gulong na tanso ay nagaganap ayon sa ating sarili, kung minsan ay orihinal na mga solusyon.

Halimbawa, ang OJSC «KUZOTSM» ay gumagawa ng copper-silver alloy collector tape. Ang nasabing haluang metal ay lumalampas sa tanso sa mga katangian ng pagpapatakbo at, hindi katulad ng haluang metal ng tanso na may cadmium, ay palakaibigan sa kapaligiran. Gumagawa din ang planta ng isang bilang ng mga kritikal na profile ng kuryente. Sa partikular, ito ay mga hugis-parihaba na tansong mga de-koryenteng profile, tulad ng mga semi-matibay na gulong, solidong gulong na may mas mataas na saklaw ng ibabaw: mga gulong na may buong pag-ikot ng maliliit na gilid ng seksyon na may iba't ibang katigasan, atbp.

Ang mga semi-rigid na gulong ay ginawa upang matugunan ang mga kinakailangan sa kalidad ng ibabaw ng British BS1432 at upang makakuha ng mga semi-rigid na mekanikal na katangian. Ang mga gulong ay ginawa mula sa isang pinindot na billet sa dalawang drawing pass na may intermediate annealing, at ang pagtatapos ay ginagawa sa isang pinababang antas ng pagpapapangit kumpara sa tradisyonal na solidong pamamaraan ng pagmamanupaktura ng gulong.

Ang mga gulong na may tumaas na kadalisayan sa ibabaw, na nilayon para sa kanilang kasunod na electrolytic coating na may pilak, na nagbibigay ng pinakamataas na electrical conductivity sa punto ng contact, at ito ay nagdidikta ng mga espesyal na kinakailangan para sa kanilang pagkamagaspang sa ibabaw (Rz≤0.63 microns ayon sa GOST 2789-73). Ang tagapagpahiwatig ng pagkamagaspang na kinakailangan ng customer ay nakamit sa KUZOTsM sa pamamagitan ng isang bilang ng mga teknolohikal na pamamaraan - ang paggamit ng mas mataas na kabuuang pagbawas sa panahon ng pagguhit, karagdagang paghahanda ng ibabaw ng draw bago makumpleto ang pagguhit at ang kaukulang pagproseso ng isang espesyal na hugis na channel mula sa composite at monolithic dies. . Ang garantisadong antas ng pagkamagaspang sa itaas (Rz≤0.63 microns) ay nagbibigay-daan sa paglalagay ng mga coatings ng isang ibinigay na kapal nang pantay-pantay sa ibabaw ng gulong.Sa ganitong paraan, posibleng lumikha ng mga contact surface na may mababang contact resistance at mataas na electrical conductivity.

Ang mga gulong na may buong pag-ikot ng maliliit na gilid ng seksyon, iyon ay, na may radius ng curvature na katumbas ng kalahati ng kapal ng gulong, ay may ilang mga pakinabang kaysa sa mga tradisyonal: ang wear resistance ng insulating coating ay tumataas dahil sa kawalan ng mga baluktot. sa mga sulok ng profile, ang mga makabuluhang pagtitipid ay nakamit ng tanso, at ang mga tagapagpahiwatig ng pamamahagi ng kasalukuyang pagkarga sa seksyon ay pinabuting mga gulong.

Sa ilang buwan, ang mga relasyon sa pagitan ng mga tagagawa ng Ruso ng mga produktong elektrikal at kanilang mga dayuhang kakumpitensya ay dapat lumipat sa isang bagong yugto. Ito ay dahil sa pagpasok sa WTO. Sa isang banda, ang pagsali sa WTO ay nagbubukas ng isang dayuhang merkado para sa mga tagagawa ng Russia. Sa kabilang banda, ang pag-akyat sa WTO ay nangangahulugan ng isang ipinag-uutos na pagbawas ng mga tungkulin sa pag-import, na dapat bawasan ng halos isa at kalahating beses sa loob ng 3 4 na taon. Ang pangunahing kumpetisyon ay sa kalidad ng mga produkto.

N. Alexandrov. Mga metal at presyo