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Cobre-níquel: propiedades, GOST. Producción de aleaciones de cobre-níquel. Limpieza de monedas de aleación de cobre-níquel

Copper pertenece al grupo de los metales no ferrosos. En su forma pura tiene una alta conductividad térmica y eléctrica, sin embargo, se utiliza principalmente en la industria eléctrica. Copper – un material muy dúctil, que se presta bien al tratamiento de presión en el frío y caliente.

Para mejorar las propiedades de diseño y rendimiento mecánicas del compuesto de cobre se utiliza con otros metales. Como resultado, el proceso de fusión cambia la estructura de las redes cristalinas, hay comunicación adicional entre los iones y átomos. Es decir que aumenta resistencia de la aleación en comparación con el metal puro.

¿Qué cobre aleado con níquel

Cuando la aleación de níquel es el principal elemento de aleación. Tiene una resistencia a la corrosión, sin embargo, se utiliza principalmente para el endurecimiento. Cuando aleación con soluciones sólidas continuas forma de cobre. Cobre-Níquel adquiere una serie de nuevas características:

  • aumenta la resistencia al calor del material;
  • significativamente reducido coeficiente de temperatura de resistividad;
  • hay una alta resistencia a la corrosión, especialmente en agua salada.

clasificación

Las propiedades de la aleación de cobre-níquel depende del porcentaje de níquel contenido y otras sustancias. En la actualidad, creó una gran cantidad de nuevos materiales especiales con harakteristikami.V única función de la aplicación, que se dividen en estructural y eléctrica.

  • Estructurales – tienen altas características anticorrosivas y de resistencia. Artículos de ellos son resistentes a medios agresivos. Esta plata alemana, alpaca y kunial. Un lugar especial en esta lista es Monel, cuya composición y las proporciones de los elementos son algo diferentes.
  • Electro – al haber aumentado la resistencia eléctrica y propiedades termoeléctricas, su uso en la energía y la ingeniería eléctrica. Se constantán, manganina y Copel.

El conocimiento de la composición química y características físicas para determinar la aleación de cobre-níquel en uno de los grupos.

plata alemana

Se compone de aproximadamente 80% de cobre, 20% de níquel, así como poco hierro y manganeso. Tal aleación se conoce a la gente, incluso en el siglo III antes de Cristo. e. denominado "cobre blanco" debido al color de la luz de plata, que se asemeja a la plata. Tiene propiedades anti-corrosión a alta, y un gran margen de seguridad y la durabilidad de la aleación de cobre-níquel. Punto de fusión – aproximadamente 1170 ° C. Buena ductilidad puede manejar los productos de la presión. Se utiliza en la producción de condensadores, que está hecha de instrumentos médicos, joyería barata, cubiertos, monedas.

alpaca

Esta aleación de cobre-níquel con la adición de zinc que tiene un color de plata con un tono verdoso. Dependiendo del tipo puede contener hasta un 35% de níquel y hasta 45% de zinc, el resto – cobre. Dicho contenido de zinc sólido reduce significativamente el coste de su producción. plata alemana tiene aproximadamente las mismas propiedades mecánicas como el cuproníquel. Es resistente a la corrosión, duradero, lo suficientemente maleable para ser procesado en el método de presión caliente y fría.

A veces dopado, además, llevar a un mejor mecanizado. Sobre todo porque se fabrica instrumentos componentes, relojes e instrumentos médicos. Es interesante que en la actualidad debido al bajo coste gracias a él más a menudo que la plata alemana, producir joyas, medallas y órdenes. Níquel plata también se utiliza en la fabricación de esmalte.

Kunial

Se compone de un níquel base de cobre – 20%, pequeñas adiciones de aluminio. Fundida a una temperatura de 1183 ° C seguido por temple y envejecimiento que logra muy alta resistencia y resistencia a las bajas temperaturas. Dividido en grado A (MNA13-3) y B (6-1,5 MNA).
Marca A tiene dos características importantes – alta resistencia y resistencia a la corrosión único en ambientes corrosivos. Por ejemplo, en agua de mar, que puede ser operado por décadas. Por lo tanto, una aleación utilizada para la fabricación de piezas para fines especiales (hélices).

Grado B tiene propiedades elásticas, por lo que es ampliamente utilizado para la fabricación de elementos elásticos destino responsable. También es muy resistente a las roturas en el frío. De ella producir partes estructurales que operan en condiciones de baja temperatura.

Monel

Contiene alrededor de dos tercios de níquel y un tercio de cobre. Punto de fusión – 1350 ° C. La principal propiedad de la aleación de cobre-níquel – resistencia a la corrosión. Tiene altas propiedades mecánicas – fuerza y deformación plástica. Monel marca NMZhMts contiene aproximadamente 28% de cobre, 3% de hierro, 3% de magnesio, una pequeña cantidad de cobalto y níquel.

Tiene las mismas características Monel-400. Él es una marca de Special Metals Corporation y fue patentado en 1906. Por lo tanto, otras empresas de fabricación no pueden utilizar este nombre. Así que no es otra aleación – Nicorros. Sin embargo, estos materiales son idénticos en todos los productos químicos y harakteristikam.Tak técnica la aleación contiene más de la mitad el porcentaje de níquel, su coste es bastante elevado. Sin embargo, no es la tecnología de producción de aleación de cobre-níquel utilizando materias primas de minerales de sulfuro naturales con el contenido de los dos elementos, sin separación previa en constituyentes individuales. Esto puede reducir significativamente el costo del producto final.

Monel se utiliza para la producción, ekspluatruemyh en ambientes agresivos bajo alta carga mecánica. Esta industria de aceite de la construcción naval, químicas y, la fabricación de instrumentos médicos, partes críticas de máquinas y dispositivos.

constantan

Es de color blanco con una característica de la melaza de color amarillento. La composición consta de: -59% de cobre; níquel – 39-41%; Manganeso – 1-2%. Temperatura de fusión 1260 ° C. Esta aleación de cobre-níquel ha recibido su nombre de la propiedad principal – estabilidad térmica. Tiene muy buen rendimiento de la resistencia eléctrica en un coeficiente de expansión de baja temperatura. La aleación es para la producción de cable de termopar, en la fabricación de instrumentos, así como elementos de calentamiento eléctricos que operan a temperaturas de hasta 400-500 grados.

Alambres hechas de constantan, se sometió a tratamiento térmico especial, como resultado de lo cual la superficie metálica para formar una película delgada de óxido. Con este producto no requiere lacado adicional o capa protectora. Constantan es muy plástico. Esta propiedad permite su uso en la soldadura de aleaciones de cobre-níquel.

La desventaja de constantan es su bastante alto EMF – aproximadamente 43 mV. Esto elimina el uso de alambres y cintas de él en los instrumentos de medición de alta precisión.

manganina

Se que contiene aproximadamente 5% de níquel, 12% de manganeso y la base de cobre. Punto de fusión – 960 ° C. Curiosamente, el manganina fue inventado por el estadounidense Edward Venstonom aproximadamente en 1888 sobre la base de ellos la misma invención constatan como un material especial para los bobinados de los aparatos eléctricos. Se tiene una alta resistividad eléctrica y muy baja EMF emparejado con el cobre (no más de 1 mV), que lo distingue de constantán.

Con el fin de reducir el coeficiente de temperatura de resistencia de alambre manganovuyu se recuece a temperaturas de aproximadamente 600 grados bajo vacío, y después se enfrió lentamente. Esta tecnología permite aumentar la temperatura a la que un material conserva sus propiedades eléctricas de hasta 200 ° C. Ya en el cable de la bobina herida calentó adicionalmente varias veces para 150 ° C. Esto consigue el efecto de envejecimiento artificial, después de que los cambios en la estructura cristalina del metal se reducen al mínimo.

El área principal de aplicación de manganina como el material con resistividad estables – la fabricación de diversos instrumentos de precisión para medir el rendimiento de la corriente eléctrica (amperaje, tensión, potencia).

Kopel

Otra aleación especial. Contiene cobre, 43% de níquel, poco hierro y manganeso. Temperatura de fusión 1290 ° C. Con la relación óptima de forma estable baja resistividad y alta TEDS emparejado con diferentes aleaciones de metal utilizado para la fabricación de hilos para los termopares y electrodos. Indicador TEDS material aumenta en proporción a la temperatura de trabajo:

  • a 100 grados Celsius – 6,95V;
  • a 600 – 49B.

Copel muy estable térmicamente – sin perturbar las propiedades básicas pueden soportar temperaturas de hasta 600 grados y es resistente a la corrosión.
sensor de termopar Copel se utiliza en dispositivos para la medición de temperatura sin contacto. Los termopares se utilizan con un máximo de TEDS – cromo, cobre o hierro Estos elementos son electrodos positivos y Copel-negativos. termopar Kopel-Chromel se utiliza principalmente en pirometría para el control continuo de la temperatura en el intervalo de 200 a 600 grados en entornos industriales y de laboratorio.

proceso de fundición

En la producción de aleaciones de cobre-níquel adherirse tecnologías relativamente similares. Melchior, alpaca, kunial, constantán, manganina primer lugar se funde en un horno de inducción bajo un lecho de carbón vegetal calcinado. Adición a la mezcla de residuos a 80%.

El proceso comienza con la fundición de cobre y níquel. A medida que se derriten los grandes trozos de desecho añadido, entonces está bien. El último zinc cargado. Después de la de fusión final de la carga de producir desoxidado con el manganeso y el silicio (alpaca), o de silicio y de manganeso (constantan y alpaca). A partir de entonces retirado de la superficie de masa fundida y se añade toda la escoria incluso carbón. Calentar la masa quema a una temperatura de aproximadamente 1300 ° C, se añadió cloruro de manganeso para refinar si es necesario.

Ligeramente diferente técnica de cocción kunialey porque contienen aluminio. Antes de la introducción de aluminio en la masa fundida que se requiere para añadir 0,1% de manganeso para la desoxidación. Después de disolver el aluminio fundir flujo espolvorear la superficie. Si esto no se hace, la película formada a partir del cual la masa fundida se convierte en no apta para el vertido.

Propiedades químicas, físicas y estructurales determinar las diferentes aleaciones de cobre-níquel en la zona de destino. GOST 492-73, GOST 5063-73, GOST 5187-70, GOST 5220-78, GOST 17217-79 y 10155-75 GOST normas son básicas en su fabricación.

acuñación

Hacia el final del siglo pasado por todas partes empezaron a acuñar monedas de aleación de cobre y níquel. Su composición se varía mucho en diferentes pastillas de menta. Pero sobre todo que contiene hasta 30% de níquel, hierro impureza menor y cobre como base. Como el metal convencional para monedas para ser principalmente dúctil, maleable, resistente y de bajo costo, de manera práctica se determinó la composición de la aleación de la moneda. Posteriormente especialmente popular para la fabricación de monedas de plata de níquel utilizado.

Monedas rusas modernas están hechas de diferentes aleaciones. En particular, por completo consistirá en monedas de plata de níquel emitidos antes de 2009. monedas de acero de uno y dos centavos y de cobre de cinco rublo recubiertas con una fina capa de plata de níquel. Tal material se denomina "bimetal". Así que cada vez más reducido el coste de fabricación de la moneda metálica.

Aleaciones de cobre y níquel, poco susceptibles a la oxidación del aire. Por lo tanto, sus síntomas se pueden encontrar solamente en las viejas monedas, o los que habían sido durante mucho tiempo en ambientes hostiles. Expertos, los cazadores de tesoros y monedas utilizadas para la limpieza de muestras de monedas de diversos medios – con recetas populares a las tecnologías avanzadas.
La limpieza con agua y jabón elimina sólo buenas óxidos de cobre verde. Aplicado como aceite de oliva, ácido acético, pasta "Goya". Hay que tener en cuenta que estas herramientas no sólo se puede eliminar la placa, pero también reaccionan con ellos mismos aleación, causando daños a la moneda. La limpieza más eficiente, suave y rápida de monedas es una aleación de cobre-níquel por electrólisis.