Cuivre-Nickel: propriétés, GOST. Production d'alliages de cuivre-nickel. Nettoyage de pièces en alliage cuivre-nickel

Copper appartient au groupe des métaux non-ferreux. Dans sa forme pure, il a une haute conductivité thermique et électrique, il est cependant principalement utilisé dans l'industrie électrique. Copper – un matériau très ductile, qui se prête bien au traitement de la pression à froid et à chaud.

Pour améliorer les propriétés mécaniques de conception et de performance du composé de cuivre en utilisant avec d'autres métaux. Par conséquent, le processus de fusion change la structure des réseaux cristallins, il y a une communication supplémentaire entre des ions et des atomes. A savoir, il augmente la résistance de l'alliage par rapport au métal pur.

Qu'est-ce que le cuivre allié avec du nickel

Lorsque le nickel est l'alliage principal élément d'alliage. Il a une résistance à la corrosion, cependant, est principalement utilisé pour le durcissement. Quand il forme un alliage avec du cuivre en continu des solutions solides. Cuivre-Nickel acquiert un certain nombre de nouvelles fonctionnalités:

• augmente la résistance à la chaleur du matériau;
• réduit significativement le coefficient de résistivité de température;
• il y a une résistance élevée à la corrosion, en particulier dans de l'eau salée.

classification

Les propriétés de l'alliage cuivre-nickel dépend du pourcentage de nickel contenu et d'autres substances. À l'heure actuelle, a créé beaucoup de nouveaux matériaux spéciaux avec harakteristikami.V uniques en fonction de l'application, ils sont divisés en structure et électrique.

• Structurel – ont hautes caractéristiques anti-corrosion et de la force. Les produits d'entre eux sont résistants aux milieux agressifs. Cette argentan, le nickel et kunial. Une place de choix dans cette liste est Monel, dont la composition et les proportions des éléments sont quelque peu différents.
• Electro – avoir une plus grande résistance électrique et les propriétés thermo-électriques, leur utilisation dans l'énergie et le génie électrique. Il CONSTANTAN, manganine et Copel.

La connaissance de la composition chimique et les caractéristiques physiques afin de déterminer l'alliage cuivre-nickel dans un des groupes.

maillechort

Il comprend environ 80% de cuivre, 20% de nickel, ainsi que peu de fer et de manganèse. Un tel alliage est connu pour les gens, même au III siècle avant notre ère. e. appelé « cuivre blanc » en raison de la couleur argent clair, qui ressemble à l' argent. Il possède de bonnes propriétés anti-corrosion et une grande marge de sécurité et la durabilité de l'alliage cuivre-nickel. Point de fusion – environ 1170 ° C Bonne ductilité peut gérer les produits de pression. Utilisé dans la production de condensateurs, il est fait des instruments médicaux, des bijoux pas cher, couverts, pièces de monnaie.

maillechort

Cet alliage de cuivre-nickel avec l'ajout de zinc ayant une couleur argent avec une teinte verdâtre. En fonction du type peut contenir jusqu'à 35% de nickel et jusqu'à 45% de zinc, le reste – le cuivre. Une telle teneur en zinc solide réduit de manière significative le coût de sa production. argent allemand a à peu près les mêmes propriétés mécaniques que le cupronickel. Il est résistant à la corrosion, durable, suffisamment malléable pour être traitées dans le procédé sous pression chaude et froide.

Parfois encore dopé conduisent à une meilleure usinage. Principalement parce qu'il fabrique des instruments de composants, montres et instruments médicaux. Il est intéressant aujourd'hui en raison du faible coût à cause de lui plus souvent que l'argent allemand, produire des bijoux, des médailles et des commandes. Nickel L'argent est également utilisé dans la fabrication de l'émail.

Kunial

Il se compose d'un alliage de nickel à base de cuivre – 20%, de petites additions d'aluminium. Fused à une température de 1183 ° C suivi d'une trempe et vieillissement de réaliser une très haute résistance et de la résistance aux basses températures. Divisé en grade A (MNA13-3) et B (6-1,5 MNA).
Marque A deux caractéristiques importantes – de haute résistance et résistance à la corrosion unique dans des environnements corrosifs. Par exemple, dans l'eau de mer, il peut fonctionner pendant des décennies. Par conséquent, un alliage utilisé pour la fabrication de pièces pour des usages particuliers (des hélices).

Grade B a des propriétés élastiques, de sorte qu'il est largement utilisé pour fabriquer des éléments élastiques destination responsable. Il est également très résistant aux ruptures dans le froid. De ce produire des pièces de structure fonctionnant dans des conditions de basse température.

Monel

Il contient environ les deux tiers du nickel et un tiers cuivre. Point de fusion – 1350 ° C. La principale propriété de l'alliage cuivre-nickel – résistance à la corrosion. Il a des propriétés mécaniques élevées – la force et la déformation plastique. Monel marque NMZhMts contient environ 28% de cuivre, 3% de fer, environ 3% de magnésium, une petite quantité de cobalt et de nickel.

Il a les mêmes caractéristiques Monel-400. Il est une marque de Special Metals Corporation et a été breveté en 1906. Par conséquent, d'autres entreprises de fabrication ne peuvent pas utiliser ce nom. Donc, il y a un autre alliage – Nicorros. Cependant, ces matériaux sont identiques dans tous les harakteristikam.Tak chimiques et techniques de l'alliage contient plus de la moitié du pourcentage de nickel, son coût est assez élevé. Cependant, il est la technologie de production d'un alliage cuivre-nickel en utilisant des matières premières de minerais sulfurés naturels avec le contenu des deux éléments, sans séparation préalable en composants individuels. Cela peut réduire considérablement le coût du produit final.

Monel est utilisé pour la production, ekspluatruemyh dans des environnements agressifs sous haute charge mécanique. Cette construction navale, l'industrie chimique et pétrolière, la fabrication d'instruments médicaux, les pièces critiques de machines et d'appareils.

constantan

Il est de couleur blanche avec une mélasse jaune caractéristique. La composition est constituée de: -59% de cuivre; nickel – 39-41%; Manganèse – 1-2%. Température de fusion 1260 ° C Cet alliage cuivre-nickel a reçu son nom de la propriété principale – stabilité thermique. Il a de très bonnes performances de la résistance électrique à un coefficient de dilatation à basse température. L'alliage est pour la production de fil de thermocouple, dans la fabrication d'instruments, ainsi que des éléments chauffants électriques qui fonctionnent à des températures allant jusqu'à 400-500 °.

Fils en constantan, soumis à un traitement thermique spécial, à la suite de laquelle la surface du métal pour former un film mince d'oxyde. Avec ce produit ne nécessite pas Laquage supplémentaire ou d'un revêtement de protection. Constantan est très plastique. Cette propriété permet son utilisation dans le soudage des alliages de cuivre-nickel.

L'inconvénient de constantan est la FEM assez élevé – environ 43 mV. Ceci élimine l'utilisation de fils et rubans de lui dans les instruments de mesure de haute précision.

manganine

On contenant environ 5% de nickel, 12% de manganèse et de cuivre de base. Point de fusion – 960 ° C Fait intéressant, le manganine a été inventé par américain Edward Venstonom à propos en 1888 sur la base d'entre eux la même constantan invention comme matériau spécial pour les enroulements des appareils électriques. Il a une résistivité électrique élevée et très faible CEM jumelé avec le cuivre (pas plus de 1 mV), ce qui le distingue de constantan.

Afin de réduire le coefficient de température du fil de résistance est recuit à des températures d'environ 600 degrés sous vide, puis refroidi lentement. Cette technologie permet d'augmenter la température à laquelle un matériau conserve ses propriétés électriques jusqu'à 200 ° C Déjà dans le fil de la bobine enroulée de manière répétée en outre chauffé à 150 ° C On obtient ainsi l'effet de vieillissement artificiel, après quoi les changements dans la structure cristalline du métal sont réduits au minimum.

Le principal domaine d'application de manganine comme matériau à résistivité stable – la fabrication de divers instruments de précision pour mesurer la performance du courant électrique (ampérage, tension, puissance).

Kopel

Un autre alliage spécial. Il contient du cuivre, 43% de nickel, peu de fer et de manganèse. Température de fusion 1290 ° C Avec le rapport optimal de façon stable à faible résistivité et haute TEDS jumelé avec différents alliages métalliques utilisés pour la fabrication de fils pour les thermocouples et les électrodes. Indicateur de matériau TEDS augmente proportionnellement à la température de travail:

• à 100 degrés Celsius – 6,95V;
• à 600 – 49B.

Copel très stable à la chaleur – sans perturber les propriétés de base peuvent résister à la chaleur jusqu'à 600 degrés et est résistant à la corrosion.
capteur de thermocouple Copel est utilisé dans des dispositifs de mesure de température sans contact. Les thermocouples sont utilisés avec TEDS maximum – le chrome, le cuivre ou le fer Ces éléments sont des électrodes positives et Copel -négatif. thermocouple Kopel-chromel est utilisé principalement dans pyrométrie pour la surveillance continue de la température dans la gamme de 200 à 600 degrés dans les milieux industriels et de laboratoire.

procédé de fusion

Dans la production d'alliages de cuivre-nickel adhèrent des technologies relativement similaires. Melchior, maillechort, kunial, constantan, manganine d'abord fondue dans un four à induction sous un lit de charbon de bois calciné. Pour ajouter au lot de déchets à 80%.

Le processus commence par la fusion du cuivre et du nickel. Comme ils fondent les déchets ajouté gros morceaux, alors tout va bien. Le dernier zinc chargé. Après la fusion de la charge finale produisant désoxydé avec du manganèse et du silicium (argent de nickel), ou du silicium et du manganèse (constantan et de l'argent de nickel). Par la suite retiré de la surface de fusion et le laitier entier est ajouté même du charbon de bois. Chauffer la masse de combustion à une température d'environ 1300 ° C, on a ajouté du chlorure de manganèse pour le raffinage si nécessaire.

Légèrement différent kunialey technique de cuisson car ils contiennent de l'aluminium. Avant l'introduction de l'aluminium dans la masse fondue est nécessaire d'ajouter 0,1% de manganèse pour la désoxydation. Après la dissolution de l'aluminium fondu flux saupoudrer de surface. Si cela ne se fait pas, le film formé à partir de laquelle la masse fondue devient impropre à la coulée.

Propriétés chimiques, physiques et structurelles déterminer la zone de destination différents alliages cuivre-nickel. GOST 492-73, GOST 5063-73, 5187-70 GOST, GOST 5220-78, GOST 17217-79 et 10155-75 GOST normes sont basiques dans leur fabrication.

monnaie

Vers la fin du siècle dernier partout a commencé à frapper des pièces en alliage de cuivre-nickel. Sa composition est très variée dans différentes bonbons à la menthe. Mais surtout, il contient jusqu'à 30% de nickel, impureté mineure de fer et de cuivre comme base. Puisque le métal classique pour les pièces à être principalement ductile, malléable, durable et bon marché, de manière pratique, nous avons déterminé la composition de l'alliage de pièces de monnaie. Par la suite particulièrement populaire pour la fabrication de pièces d'argent de nickel utilisé.

pièces russes modernes sont faits de différents alliages. En particulier, constitué entièrement de pièces d'argent nickel émis avant 2009. des pièces d'acier d'une et deux cents et cinq cuivre-rouble revêtues d'une mince couche d'argent de nickel. Un tel matériau est appelé « bimétallique ». Donc, de plus en plus réduit le coût de fabrication de la monnaie métallique.

Alliages de cuivre et de nickel, peu sensibles à l'oxydation de l'air. Par conséquent, ses symptômes peuvent être trouvés que sur les vieilles pièces de monnaie, ou ceux qui avaient depuis longtemps dans des environnements hostiles. Les experts, les chasseurs de trésor et pièces utilisés pour le nettoyage des échantillons de pièces divers moyens – des recettes populaires aux technologies de pointe.
Nettoyage avec du savon et de l'eau ne supprime que de bons oxydes de cuivre vert. Appliqué comme l'huile d'olive, l'acide acétique, des pâtes « Goya ». Il faut garder à l'esprit que ces outils ne peuvent pas seulement enlever la plaque, mais réagissent aussi avec eux-mêmes alliage, causant des dommages à la pièce. Le nettoyage le plus efficace, doux et rapide des pièces est un alliage de cuivre-nickel par électrolyse.