Teplota tání červené mědi: stupně, data a praxe

Proč záleží na bodu tání červené mědi

Červená měď, obchodní název pro vysoce-čistou měď, se používá pro přípojnice, dráty a kabely, střešní krytiny, nádobí a obráběné součásti, protože má vynikající elektrickou a tepelnou vodivost a svou plasticitu. Vědět přesně, kde se kov mění z pevného na kapalný, určuje výběr pece a kelímku, teplotu lití a rychlost chlazení při odlévání a nastavuje pracovní okno pro svařování, pájení natvrdo a tepelné zpracování. Tato příručka shromažďuje údaje o tavení červené mědi, vysvětluje, jak čistota a legování posouvají rozsah tavení, a porovnává měď s jinými běžnými kovy.

Bod tání je teplota, při které se látka při stanoveném tlaku mění z pevné látky na kapalnou. U čistého kovu, jako je červená měď, k této změně dochází při jediné teplotě a přijatelná hodnota pro měď je 1084,6 stupňů při standardním atmosférickém tlaku, běžně zaokrouhlená na 1084 stupňů nebo uváděná jako 1984 stupňů F. Komerční literatura někdy uvádí 1083 stupňů a smíchání 1083 stupňů a 1084 stupňů v jednom souboru dat vytváří zmatek, kterému se lze vyhnout. pro řízení procesu je lepší pracovat konzistentně s přibližně 1084 stupni (1984 stupňů F).

Slitina se chová jinak. Začíná tát v solidu a je plně kapalný pouze v likvidu a interval mezi nimi je oblast mrazu. To je důvod, proč je mosaz nebo měď-nikl popsán rozsahem tání spíše než jedním bodem tání, zatímco červená měď, která je v podstatě nelegovaná, taje při jedné teplotě.

Bod tání běžných druhů červené mědi

Červená měď je zušlechtěna na více než 99,9 % mědi a standardní druhy se liší především obsahem kyslíku a zbytkových nečistot spíše než chováním při tavení. Protože se použité přísady měří v ppm, je teplota tání všech těchto jakostí prakticky stejná.

Fosfor je jediná přísada s měřitelným účinkem na tuhnutí. Protože se jedná o výkonný deoxidátor, zůstávají TP1 a TP2 během svařování a pájení bezvadné a úzký rozsah tání, který fosfor přináší, je v těchto procesech spíše výhodou než vadou. Označení jakosti se řídí čínským systémem výrobků z mědi, ve kterém písmeno T označuje čistou měď, U označuje měď bez kyslíku -a P označuje měď deoxidovanou- fosforem.

Faktory, které mění chování při tání

Legující prvky: nikl, zinek a cín znatelně snižují solidus a dokonce i o několik desetin procenta rozšiřuje rozsah mrazu.

Zbytkové a příměsové prvky: síra, olovo a vizmut jsou v mědi prakticky nerozpustné a mohou jak snížit rozsah tavení, tak způsobit zkrat za tepla při zpracování za tepla.

Obsah kyslíku: houževnatá smolná měď nese 0,02-0,04 % kyslíku ve formě oxidu měďnatého, který nemění bod tání, ale reaguje s vodíkem v redukční atmosféře za vzniku poréznosti páry, takže druhy s kyslíkem-jsou nevhodné pro pece s vodíkem nebo pro sestavy, které budou pájeny v redukčním plynu.

Tlak: teplota tání mědi stoupá s tlakem, ale posun se stává významným pouze při tlacích, které jsou mnohem vyšší než tlaky používané ve slévárenské praxi.

Podmínky měření: čistota vzorku, kalibrace termočlánku a atmosféra pece – to vše může posunout naměřenou hodnotu o několik stupňů, proto se pro komerční práci uvádí spíše toleranční pásmo než jeden údaj.

Praktická praxe tavení a odlévání

Červená měď se musí zahřát nad bod tání, než se stane plně tekutým, a při výrobě je zachována rezerva, aby tavenina dosáhla požadované licí teploty při zachování tekutosti. Používají se odporové pece, indukční pece a plynové pece; indukční tavení je preferováno tam, kde je důležitá těsná kontrola teploty a nízký odběr plynu, zatímco plynové pece zůstávají běžné pro větší taveniny.

O kvalitě taveniny mědi rozhodují tři kontroly. Nejprve je třeba regulovat teplotu pece a rychlost ohřevu, aby se zabránilo přehřátí, které zvyšuje absorpci plynu a oxidační ztráty. Za druhé, tavenina by měla být chráněna vhodným krytem nebo řízenou atmosférou, protože měď při teplotě lití snadno oxiduje. Za třetí, tavicí a licí zařízení by mělo být obloženo a vyčištěno, aby se do taveniny nedostalo železné, sírové nebo olovo znečištěné z předchozích taveb, protože tyto prvky zhoršují jak vodivost, tak tažnost za tepla.

Srovnání s jinými kovy a návod k použití

Měď se taví nad stříbrem a zlatem, ale hluboko pod niklem a železem, což je základem jejího použití v pájených a pájených sestavách: stříbrná-výplň ložisek nebo cínová-pájka mohou být roztaveny ve spoji, zatímco měď samotná zůstane pevná. Slitiny mědi, jako je mosaz a měď-nikl, se taví pod bodem tání červené mědi a jejich rozsah tuhnutí je určen přísadami do slitin.

Jak tavení Data Guides Application

Při obrábění určuje bod tání teplotní strop pro suché řezání a volbu strategie chlazení a vysvětluje, proč měď vyžaduje vyšší řeznou rychlost a ostřejší břit než ocel. Při svařování a pájení definuje interpass teplotu, která udržuje nízkou deformaci při vytváření spoje. Při tavení a kontinuálním lití nastavuje dostupné přehřátí, a to je důvod, proč se měď odlévá ve vodou-chlazených formách a s grafitovými nebo žáruvzdornými vyzdívky, které snášejí vysoké teplotní gradienty. Uživatelé s vysokými-teplotami by také měli pamatovat na to, že ačkoli měď velmi dobře vede teplo a přiměřeně dobře odolává oxidaci, její pevnost a tvrdost s rostoucí teplotou neustále klesá, takže součásti určené pro provoz za tepla obvykle potřebují buď disperzní-zpevnění, nebo změnu průřezu.

Často kladené otázky

Otázka: Jaký je bod tání červené mědi?
Čistá červená měď taje při teplotě asi 1084 stupňů (1984 stupňů F) při standardním atmosférickém tlaku. Hodnota 1084,6 stupně je uznávaným referenčním číslem a starší údaj 1083 stupňů, který se stále objevuje v některých katalozích, odráží spíše zaokrouhlení a rané měření než jiný materiál.

Otázka: Mají druhy T1, T2, TU2 a TP2 různé teploty tání?
Ne. Jejich přídavky se měří v dílech na tisíc, takže teplota tání je ve skutečnosti stejná, asi 1084 stupňů. Výběr jakosti se řídí spíše obsahem kyslíku, vodivostí a požadavky na výrobu než chováním při tavení.

Otázka: Taví slitiny mědi při nižší teplotě než červená měď?
Obecně ano. Přidání zinku, cínu nebo niklu sníží solidus a vytvoří rozsah tání namísto jednoho bodu tání, takže mosaz a měď-nikl se začnou tavit pod bodem tání čisté mědi.

Otázka: Proč je pro odlévání a svařování důležitý bod tání?
Určuje nastavenou hodnotu pece, přehřátí lití, teplotu předehřevu a meziprůchodu a rychlost chlazení. Práce s konstantní hodnotou tání zabraňuje přehřátí, nadměrné oxidaci a defektům smršťování.

Otázka: Mění tlak teplotu tání mědi?
Teplota tání stoupá s tlakem, ale účinek je zanedbatelný při tlacích používaných ve slévárenské praxi a praxi tepelného zpracování a stává se měřitelným pouze za extrémních podmínek.

Otázka: Jaký je rozdíl mezi bezkyslíkatou-a houževnatou smolnou mědí?
Bezkyslíkaté-třídy jako T1 a TU2 obsahují velmi málo kyslíku, zatímco houževnatá smolná měď jako T2 nese 0,02-0,04 % kyslíku jako oxid měďnatý. Teplota tání se nezměnila, ale houževnatá smolná měď může v redukčních atmosférách vyvinout poréznost páry, takže pro pájené a svařované sestavy jsou specifikovány bezkyslíkové- nebo fosforem dezoxidované typy.