MĚĎ A JEJÍ SLITINY. Neželezné kovy a jejich slitiny

Poznámka: tyto materiály slouží pouze pro opakování STT žáků SPŠ Na Třebešíně, Praha 10;s platností do r. 2016 v návaznosti na platnost norem. Zákaz šířění a modifikace těchto materálů. Děkuji Ing. D. Kavková

Neželezné kovy a jejich slitiny

MĚĎ A JEJÍ SLITINY

Technicky čistá měď  nealotropický kov  krystalová mřížka krychlová plošně středěná

 vysoká elektrická i tepelná vodivost  tvařitelnost za tepla i za studena  dobrá odolnost proti korozi

Výskyt  ryzí měď se v přírodě nachází vzácně  větší množství se vyskytuje převážně

ve sloučeninách nejčastěji ve formě sulfidů kuprit Cu2O

chalkopyrit CuFeS2

malachit Cu CO3 azurit 2Cu CO3

Ložiska měděných rud  světová ložiska - Chile, Peru, USA, Kanada, Zairu, Zambie, Kazachstán, Polsko

 Česká republika

Azurit  zásaditý uhličitan mědi (stejně jako malachit)  modrá barva

- měděná ruda  dekorační kámen  malá naleziště v Podkrkonoší (Studenec)

Výroba  redukcí z poměrně chudých rud (2 až 6)%Cu

 opakovaná hutnická či elektrolytická

rafinace (99 až 99,95)% Cu  zpracování - tváření nad 650°C - méně na odlitky (hustě teče, špatné vyplnění formy, uvolňují se plyny - pórovité odlitky)

Důl Kennecott Copper Mine - Utah  údajně jedna ze dvou člověkem vytvořených staveb na Zemi, která je vidět z vesmíru  založen v roce 1848  vytěženo ˃ 18 000 000 tun měděné rudy

Velikost dolu  ø díry 4 km, hloubka 1,2 km, délka silnic 800 km  odhad do roku 2015 - důl bude o 150 metrů hlubší

Technika  lopata rypadla najednou uzme 98 tun zeminy - cena 400 milionů Kč, hmotnost 1 400 tun  nákladní vůz vysoký 7 m,

uveze 255 až 360 tun (řidič je při jízdě ve výšce 6 metrů nad zemí)

Vlastnosti Cu 99,95 žíhané Hustota ρ (kg.dm-1)

8 , 940

Teplota tání t (°C)

1 083

Elektrická vodivost (S)

58 (6x větší než ocel)

Mez pevnosti Rm (MPa)

220

Tažnost A5 (%)

50

Kontrakce Z (%)

70

Tvrdost HB

50

Tvařitelnost za studena

velmi dobrá

Tvařitelnost za tepla

velmi dobrá

Slévatelnost

obtížná

Svařitelnost

dobrá

Pájitelnost Obrobitelnost

velmi dobrá dobrá

Odolnost proti korozi  kladný elektrochemický potenciál (+ 0,34 V)  pasivační účinky oxidů vytvářejí ochranné povrchové vrstvy  odolnost atmosférické korozi

- měděnka (vrstva zásaditého síranu a uhličitanu měďnatého) zelená barva (patina) měděnka v pražském metru

Použití mědi  elektrotechnický průmysl - více než 50% - vodiče (silové i sdělovací) - lana, dráty, vinutí  výroba slitin mosazi a bronzu

- elektrotechnický, chemický, potravinářský a strojírenský průmysl

Mosazi  slitiny Cu se zinkem, popř. dalšími kovy  mosazi tvářené - 20 jak. značek, Ms 70 (70% Cu, 30% Zn)

 mosazi slévárenské - Ms L a číslo (obsah % Cu)  vlastnosti

- nemagnetické - odolnost chemickým vlivům i mořské vodě - pevnost větší než čistá měď

Tvářené mosazi  automatová mosaz Ms (58 - 60) - obsahuje navíc ≈ 2%Pb - použití pro hromadnou výrobu na automatech či tvářené části za tepla (šrouby, armatury)  elektrotechnická mosaz Ms (63 - 68)

- dobře tvárná za studena - příměsi do 1,9%Pb - objímky žárovek, součásti spínačů, instalační materiál, automobilové chladiče  mosaz Ms 68/ Ms 70 - hluboké tažení

Tvářené mosazi  tombaky - mosaz s obsahem > 80% Cu

- chemicky stálé - dobře tvárné za studena - chladiče, nábojnice, lopatky parních turbín  speciální mosazi - přísadové prvky (Mn, Al, Fe, Sn, Ni) - velmi namáhané součásti (lopatky parních turbín, pístnice, vřetena ventilátorů)

Speciální mosazi  niklová mosaz Ms65 Ni14 (zbytek Zn)

- jiný název Alpaka, Nové stříbro - použití (jemná mechanika, optika, elektrotechnika, pružící elektrovodné součásti v korozivním prostředí)  Ms70 Al - kondenzátorové trubky  Ms60 Sn - hudební nástroje  Ms58 Mn - součásti armatur

Slévárenské mosazi  obsahují (55 až 80)%Cu, (2 až 3)%Pb nebo    

Si, Al, Fe, Mn a zbytek Zn mosaz Ms80 Si3 Pb3 - lití ložisek a pouzder mosaz Ms66 Al15 Fe3 Mn2 - matice, šneky mosaz Ms59 Mn1 Al1 - oběžná kola odstředivých čerpadel mosazné pájky

Mosazné pájky  vícesložkové mosazi  skupina tzv. tvrdých pájek  použití - spoje více mechanicky namáhané

- pájení kovů a slitin s tepl. tání > 1 000°C  druhy B – Cu P10 - měď a její slitiny B – Cu60 Zn Ag - elektrotechnika B – Cu60 Zn Si - slitiny Cu, šedá litina B – Cu50 Zn Ni - ocel, nikl, slinuté karbidy

Bronzy  slitiny Cu s cínem (nebo Ni, Mn, Ni, Pb,…)  dvojsložkové či vícesložkové  tvářené nebo slévárenské

3 - listý lodní šroub

kluzná pouzdra ložisek

Cínové bronzy  nejpoužívanější  obsah do 20%Sn  slitiny s obsahem Sn < 9% - zpracování tvářením

Cu Sn1 - trubky výměníků tepla, šrouby Cu Sn3 - děrovaná a tlaková síta  slitiny s obsahem Sn > 9% - slévárenské bronzy Cu Sn10 - věnce ozubených kol, kl. ložiska Cu Sn12 - armatury

Bronzy slévárenské  bronzy olověné

- slitiny Cu a Pb, popř. další kovy (Sn,…) - použití jako ložiskové kovy  bronzy červené - ložiska obráběcích strojů - armatury (odolnost teplé tlakové vodě i páře)

Biologický význam Cu  doporučená denní dávka Cu v potravě ≈ 1mg

(dávka až k 0,1 g organismu neškodí)  potraviny bohaté na Cu - např. játra, kakao, ořechy, houby, korýši,…  nedostatek Cu se projevuje - anémií (chudokrevností) - zpomalením duševního vývoje - zhoršením metabolismu cukrů - dochází ke ztrátě pigmentů a vypadávání vlasů, k poruše tvorby a kvality kostí i vaziva

Zdroje  www.svetovanej.cz  geologie.vsb.cz