Медь

Использование меди и медного проката

При сооружении кровли зданий издавна пользуются технологией использования в работе медных листов, благодаря которым обеспечивается долговечная и надежная защита от неблагоприятных воздействий природы в виде осадков или сильного ветра. При этом внешне конструкция приобретает эстетически привлекательный вид. В электротехнической области медь активно используется в технологии производства проводников, которые устойчивы при любых температурных значениях, имеют низкий предел электрического сопротивления и служат достаточно долгий период.

Во всемирной известной периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева медь ("Cuprum") относится к элементам первой группы 4-го периода и обозначена под порядковым номером "29", что соответствует её атомному весу. Внешними отличительными чертами меди от остальных элементов считаются металлический блеск, пластичность и золотисто-розовый цвет.

Содержание меди в природе

В естественных водоемах и подземных горных породах встречается различное процентное содержание меди, средний показатель которых составляет:

• для подземных горных залежей – 3 % массовой доли элемента (4,7-5,5)*10;
• для морских водоемов – 7 % (3*10);
• для речных водоемов – 7% (10).

В чистом виде, без примесей, медь попадается крайне редко. В основном её добывают из таких соединений, как халькопирит, халькозин, малахит, ковеллине, азурит, борнит, куприт. Соединения меди в виде минералов, содержащих серу, как правило, добывают из гидротермальных среднетемпературных жил.

Осадочные горные породы являются наиболее известными и богатыми месторождениями медной руды. Рудники по добыче меди в Казахстане (Жезкаган), Забайкалье (Удокан), Германии (Мансфельд), Чили, Америке (Моренси) и Центральной Африке известны на весь мир. Медные самородки крайне редко встречаются в естественных условиях, но при их обнаружении можно сорвать куш массой в 400 т.

Для разработки месторождений медной руды используют наиболее распространенный карьерный способ. В производстве медная руда содержит 0,3 - 1 % меди.

Существующие марки сплавов меди

При помощи химических добавок производят металл, обладающий прекрасными пластичными свойствами и характерным цветом, называется он – медный сплав. Каждый из них имеет свою определенную марку, по которой легко узнать о содержании каких-либо легирующих или химических элементов в составе сплава.

Для улучшения показателей технических характеристик сплавов не обойтись без применения химических и легирующих вспомогательных добавок, в качестве которых чаще всего используют Al, Zn, Mg, Mn, но при строгом соблюдении определенных пропорций установленных технологией производства. Благодаря этому улучшаются технические показатели сплавов: высокая прочность, устойчивость к износам, антифрикционные качества и стойкость в условиях агрессивных воздействий.

Более подробная информация о каждом конкретном медном сплаве указана в ГОСТ 859-2001:

• маркировка;
• технические характеристики;
• химический состав;
• процентное содержание основного компонента (меди) и вспомогательных примесей (фосфорных или кислородных);
• прочие технические свойства.

Кроме того нормативной документацией определяется сфера использования уникальных сплавов в промышленном производстве, в зависимости от доли содержания различных добавочных компонентов в их составе, которая может составлять от 10 до 50 %. В соответствии с действующей на нашей территории классификацией существует две категории медных сплавов.

Медные сплавы, изготовленные в соответствии с ГОСТ 859-2001 и обозначаемые:

• М3, М01, М00 - в составе которых содержится до 0,011% кислорода и они считаются исключительно чистыми сплавами;
• М3, М2р, М1ф – содержат примеси Р и участвуют в производстве листовой стали (холоднокатаной, горячекатаной), труб разных размеров и фольги.

Наиболее популярными и востребованными изделиями являются мягкая катодная медь, а также медные изделия-полуфабрикаты: слитки, прокат и т. д.

В зарубежных странах медные сплавы производят в соответствии с классификацией DIN, аналогичной государственному стандарту 859-2001, используемому в нашей стране.

Медный купорос

Всем известный медный купорос - это название сернокислой меди, являющейся неорганической солью кислоты H2SO4 и представляет собой порошкообразную смесь голубого цвета. Получают препарат технологией соединения чистой меди (без примесей) или мелкой крошки из меди с кислотой H2SO4, и обозначают маркировкой ХЧ, ХДЧ. Для реализации в свободной продаже купорос фасуют в упаковку из бумаги или полиэтилена, тару из фанеры или небольшие бочки вместимостью не более 50 л. В промышленности порошок применяется в качестве добавочного вещества к различным химическим соединениям, предназначенным для разнообразных целей.

Основными областями масштабного использования медного купороса считаются медицинская, сельскохозяйственная и химическая промышленность. Например, сернокислая медь востребована и активно применяется:

• в пищевой индустрии для изготовления консерванта Е152;
• при создании ванн электролитических;
• в строительных работах при устранении засоров в трубах, утечек воды;
• в отделочных работах для приготовления краски.

Марки сплавов меди и области их использования

Медь в чистом виде и медные сплавы, не содержащие кислородные примеси, применяются исключительно для заготовки деталей и профильных изделий, используемых в криогенной индустрии благодаря уникальным техническим свойствам. Остальные марки медных сплавов, соответствующие ГОСТ 859-2001, широко востребованы в прочих промышленных и производственных сферах:

• М00, М0–для изготовления электрических кабелей, изделий и деталей, используемых в электротехнической сфере;
• М0016, М0016ф – для мягкой проволоки среднего и маленького диаметра, специальных шин для электрического оборудования;
• М1р, М1ре, М1ф – для изготовления листов металлопроката, высококачественной бронзы, кабельных жил, сварочных электродов для трудно свариваемых металлических элементов;
• М2, М2к, М2р – для заготовки деталей, используемых в криогенном оборудовании, высокопрочных листов медного проката;
• М3, М3р, М3к – для получения полуфабрикатов прессованных, листового проката и сварочных стержней, используемых при сварке медных или чугунных изделий.

Свойства меди, оксиды и их применение

В природе медь окрашена в желтый цвет, но при соединении с кислородом приобретает красно-бурый оттенок. В зависимости от валентности цвет оксидов может быть различным. Например, CuCl приобретает белый тон, Cu2O становится красным, а CuO чернеет. При образовании карбонатов металл окрашивается в зеленый и синий цвет. Поверхность медного проката блестящая, особенно, если её потереть.

В радиоэлектронике медь и её сплавы – незаменимый материал, так как являются отличными проводниками электрического тока, уступая в этом деле лишь серебру, обладают высоким качеством и доступной ценой.

При соединении меди с кислородом на её поверхности появляется оксидная пленка, останавливающая процесс дальнейшего окисления. Протекает реакция соединения меди медленно, так как обладает низкой активностью, что не позволяет впитать водород из воды и кислот.

Оксид получают методом нагревания меди, а для получения нитрата или гидрокарбоната придется накаливать её при высокой температуре на открытой местности. Такие соединения меди являются хорошими окислителями, при помощи которых легко определить наличие С или Н в других соединениях. Благодаря этому закись меди незаменима в выпрямителях, используемых в электрических схемах, медный купорос в строительстве, в сельском хозяйстве и химической отрасли.

Практическое применение сплавов

Насыщенность медных сплавов добавками с легирующими свойствами составляет около 10%, латунь в этот список не входит. Чаще всего в роли легирующих добавок обычно выступают химические элементы: Zn, Mn, P, Au.

Для наделения сплава определенными техническими характеристиками используют различные легирующие добавки. Основными требованиями, предъявляемыми к сплавам, являются: выносливость в условиях высоких температурных режимов, устойчивость к износам и высокая прочность. Увеличить пластичность сплава помогают Si, Al и Sn, но строго в определенной дозировке, иначе получится обратный результат – хрупкость. Для обработки сплава в разных состояниях (холодном или нагретом) добавляют Ni, что благополучно применяется при чеканке монет. В ювелирном деле используют медно-серебряный сплав.

Известные медные сплавы

• медно-оловянный сплав более известный под названием бронза. Ещё во времена Древней Греции мастера использовали её при изготовлении украшений, декоративных ландшафтных элементов, оружия и бытовых предметов. В наше время для выработки бронзы разработаны новейшие современные технологии с использованием модернизированных дуговых электропечей, внутри которых металл плавится в абсолютном вакууме (без доступа кислорода). А в процессе закаливания и последующего старения он приобретает ещё большую пластичность и прочность;
• медно-алюминиевый сплав или алюминиевая бронза: ценится отличными пластичными качествами и устойчивостью к воздействию коррозии, в результате чего он востребован для производства металлоизделий (листов, труб), предназначенных для эксплуатации в условиях высоких температур;
• медно-свинцовый сплав: характеризуется высокой прочностью и низким показателем трения;
• латунь: в основном используется для производства декоративных элементов и предметов быта. Самыми востребованными разновидностями латуни являются: томпак (содержит до 95% меди и не более 10% цинка) и полутомпак (содержание цинка варьируется от 10 до 30%). При наличии 45% цинка в сплаве повышается степень прочности металла, что удачно используется в приборостроении;
• сплав меди «нейзильбер»: в его состав входит до 30 % никеля и немного цинка, внешне напоминает мельхиор, но по цене гораздо дешевле;
• железно-медный сплав: из-за значительных перепадов температуры при плавке приобретает высокую пористость.

Ассортимент медной продукции

Вниманию потребителей и промышленных организаций предлагается широкий ассортимент медной продукции, среди которых можно выделить основные: листы, ленты, прутки, трубы различного предназначения, проволоку и шины.

Изделия из меди и её сплавов отлично поддаются полированию, пайке и сварке.

Благодаря высокой экологичности и антикоррозийности медь широко используется при возведении жилых строений. Кровля из меди обеспечит надежную защиту от внешних воздействий окружающей среды и прослужит достаточно долгое время, абсолютно не нуждаясь в особом содержании и ремонте.

Ювелиры ценят медь также высоко и часто используют её сплав с золотом для изготовления оригинальных и стильных украшений, отличающихся прочностью, устойчивостью к возможным механическим повреждениям и износу.Благодаря ценным качествам медь и медные сплавы используются в электротехнической и электромашиностроительной отрасли, в радиоэлектронике и приборостроении.

Все выпускаемые изделия изготовлены в соответствии с ГОСТ 859-2001 и прочим нормативным документ, в результате чего гарантируется стопроцентное качество продукции. При оформлении заказов учитываются пожелания клиентов, предлагаются взаимовыгодные условия покупки.