Čisti baker in bakrove zlitine

1. Kemijska sestava

Čisti baker

Nanaša se na nelegirani baker z najmanjšo vsebnostjo bakra (Cu) 99,3 % (po standardih, kot sta ASTM B152 ali GB/T 5231). Značilne so nečistoče v sledovih (npr. kisik, železo, svinec).<0.7% and not added intentionally. Common grades include:

C11000 (baker brez-kisika, OFHC): 99,99 % Cu, nizka vsebnost kisika za visoko prevodnost.

C12200 (fosfor-deoksidiran baker): 99,90 % Cu + ~0,02–0,05 % fosforja (za odstranjevanje kisika, preprečevanje "vodikove krhkosti" v visoko-temperaturnih okoljih).

Bakrove zlitine

Ustvarjen z dodajanjem enega ali več legirnih elementov (npr. cinka, kositra, aluminija, niklja, železa, silicija) čistemu bakru za izboljšanje trdnosti, trdote, odpornosti proti koroziji ali obdelovalnosti. Legirni elementi običajno predstavljajo 1–40 % celotne sestave. Primeri:

Medenina: baker + cink (npr. C26000 "Medenina za kartuše": 70 % Cu + 30 % Zn).

Bron: baker + kositer (npr. C90700 "Naval Bronze": 88 % Cu + 10 % Sn + 2 % Zn) ali baker + ne-kositrni elementi (npr. aluminijev bron, silicijev bron).

Baker-nikelj (bakrov nikelj): baker + nikelj (npr. C71500 "70/30 bakrov nikelj": 70 % Cu + 30 % Ni).

2. Mehanske lastnosti

Lastnina	Čisti baker	Bakrove zlitine
Natezna trdnost	Nizka (220–300 MPa v žarjenem stanju). Mehka in duktilna, nagnjena k deformacijam pod obremenitvijo.	Višje (300–900 MPa, odvisno od zlitine in toplotne obdelave). Legirni elementi (npr. kositer, nikelj, železo) tvorijo trdne raztopine ali intermetalne spojine za krepitev matrice.
Trdota (Brinell)	Nizka (40–60 HB). Lahko se opraska ali deformira.	Višje (60–200 HB). Na primer, mornariški bron (C90700) ima trdoto ~110 HB, medtem ko lahko aluminijev bron (C61400) doseže 180 HB.
Duktilnost (% raztezek)	Visoka (40–50 % v žarjenem stanju). Odlično za vlečenje, upogibanje ali oblikovanje v kompleksne oblike (npr. žice, cevi).	Nižje (10–40 %). Duktilnost se zmanjša, ko se poveča trdnost/trdota, vendar nekatere zlitine (npr. kartušna medenina C26000) še vedno ohranijo dobro sposobnost oblikovanja.
Odpornost na utrujenost	Ubogi. Dovzeten za poškodbe zaradi utrujenosti pri ponavljajočih se obremenitvah.	Superior. Legirni elementi izboljšajo odpornost proti cikličnim obremenitvam (kritično za komponente, kot so zobniki, ventili ali ladijska strojna oprema).

3. Odpornost proti koroziji

Čisti baker

Dobra odpornost proti koroziji v blagih okoljih (npr. zrak, sladka voda, ne-oksidativne kisline) zaradi zaščitnega oksidnega filma. Vendar:

Občutljivo za "razcinkanje" v okoljih,-bogatih s kloridi (npr. morska voda), če so prisotne nečistoče.

Občutljivo za korozijo v okoljih,-ki vsebujejo amoniak (npr. industrijske emisije) ali žveplovo kislino v visokih koncentracijah.

Bakrove zlitine

Odpornost proti koroziji je prilagojena z legiranjem:

Medenina: dobra odpornost na zrak in sladko vodo, vendar slaba na morsko vodo (nagnjena k razcinkanju, razen če je stabilizirana z arzenom, npr. C26800 "arzenska medenina").

Mornariška bronasta: odlična odpornost na morsko vodo, biološke obraščanje (npr. rane) in razpršeno sol-idealno za uporabo v morju.

Baker-nikelj (C71500): izjemna odpornost proti koroziji v morski vodi, eroziji in kavitaciji-, ki se uporablja v ladijskih trupih, toplotnih izmenjevalnikih in ploščadih na morju.

Aluminijev bron: odporen proti koroziji v težkih okoljih (npr. industrijske kemikalije, slana voda) in ima proti-obrabne lastnosti.

4. Toplotna in električna prevodnost

Čisti baker

Izredna prevodnost:

Električna prevodnost: ~98–100 % IACS (mednarodni standard za žarjeni baker)-merilo za električne prevodnike.

Toplotna prevodnost: ~390 W/(m·K)-superiorna za aplikacije prenosa toplote.

Bakrove zlitine

Prevodnost se zmanjša z večanjem vsebnosti zlitin (elementi zlitin motijo pretok elektronov):

Medenina (C26000): električna prevodnost ~28 % IACS; toplotna prevodnost ~110 W/(m·K).

Baker-nikelj (C71500): električna prevodnost ~2 % IACS; toplotna prevodnost ~29 W/(m·K).

Bron: Prevodnost se spreminja (npr. mornariški bron: ~15 % IACS; silicijev bron: ~30 % IACS).

info-448-439 info-443-447

info-443-447 info-441-447

5. Obdelava in izdelava

Čisti baker

Enostaven za obdelavo prek:

Hladna obdelava (vlečenje, valjanje, ekstrudiranje) zaradi visoke duktilnosti.

Vroča obdelava (kovanje, litje) pri zmernih temperaturah (700–900 stopinj).

Varjenje (trdo spajkanje, spajkanje, TIG/MIG varjenje) z minimalnim tveganjem nastanka razpok.

Strojna obdelava: zahteva mazanje, da se prepreči lepljenje (čisti baker je "gumast" in lahko zamaši rezalna orodja).

Bakrove zlitine

Obdelovalnost je odvisna od zlitine:

Medenina (C26000): odlična obdelovalnost ("prosto-rezanje" z dodanim svincem, npr. C36000 "prosto-rezovanje medenine") in oblikovanje-uporablja se za vijake, ventile in okrasne dele.

Bron: težje strojno obdelati kot medenina, vendar ga je mogoče kovati ali uliti v zapletene oblike (npr. ležaje, zobnike).

Baker-nikelj: težko ga je obdelati zaradi visoke žilavosti-zahteva ostra orodja in nizke hitrosti; varjenje je izvedljivo z ustrezno tehniko.

6. Stroški

Čisti baker

Višji stroški zaradi visokih zahtev glede čistosti (zlasti baker-brez kisika za elektroniko). Cene so neposredno povezane s svetovnimi trgi bakra.

Bakrove zlitine

Stroški se razlikujejo glede na legirne elemente:

Medenina: nižja cena kot čisti baker (cink je cenejši od bakra).

Bron: višji stroški kot medenina (kositer je dražji od cinka).

Baker-nikelj: Najvišja cena (nikelj je prvovrstna kovina)-uporablja se samo v-zmogljivih aplikacijah, kjer je odpornost proti koroziji kritična.

7. Scenariji uporabe

Čisti baker

Elektrika: žice, kabli, zbiralke, transformatorji in vezja (visoka prevodnost).

Toplota: Toplotni izmenjevalniki, radiatorji in hladilni sistemi (visoka toplotna prevodnost).

Vodovodne instalacije: Cevi in fitingi (odpornost proti koroziji v sladki vodi).

Elektronika: polprevodniške komponente (baker-brez kisika, da se prepreči kontaminacija).

Bakrove zlitine

Medenina: okrasni predmeti (vratne kljuke, pipe), glasbeni inštrumenti, tulci za strelivo in vodovodne napeljave (ravnotežje stroškov, možnosti oblikovanja in odpornosti proti koroziji).

Bron: ležaji, puše, zobniki, ladijski propelerji in arhitekturna oprema (visoka trdnost, odpornost proti obrabi in odpornost proti koroziji z morsko vodo).

Baker-nikelj: ladijski trupi, izmenjevalniki toplote, obrati za razsoljevanje in naftne ploščadi na morju (ekstremna odpornost proti koroziji v morski vodi).

Aluminijeva bronasta: industrijski ventili, črpalke in rudarska oprema (odpornost na abrazijo in močne kemikalije).

Povzetek

Čisti baker je cenjen zaradiizjemna prevodnost in duktilnostvendar nima trdnosti in odpornosti proti koroziji v težkih okoljih. Nasprotno pa so bakrove zlitine zasnovane za optimizacijotrdnost, trdota, odpornost proti koroziji ali obdelovalnostza posebne aplikacije-z zamenjavo nekaj prevodnosti za izboljšano delovanje. Izbira med čistim bakrom in bakrovimi zlitinami je odvisna od zahtevanih lastnosti (npr. prevodnosti, trdnosti, odpornosti proti koroziji) in stroškovnih omejitev v scenarijih kon-uporabe.