Koppar-nickel: egenskaper, GOST. Produktion av koppar-nickellegeringar. Rengöring mynt av koppar-nickel-legering

Koppar tillhör gruppen av icke-järnmetaller. I sin rena form har det hög termisk och elektrisk ledningsförmåga, är det emellertid huvudsakligen används inom den elektriska industrin. Koppar - en mycket formbart material, som lämpar sig väl för tryckbehandling i kallt och varmt.

Att förbättra de mekaniska konstruktions- och prestandaegenskaperna hos kopparföreningen med användning av det med andra metaller. Som ett resultat, ändrar fusionsprocessen strukturen hos kristallgittren, finns det ytterligare kommunikation mellan joner och atomer. Nämligen det ökar legeringens hållfasthet jämfört med ren metall.

Vad koppar legerat med nickel

När legerings nickel är huvudlegeringsämne. Den har en korrosionsbeständighet, men används huvudsakligen för härdning. När legerings det med koppar bildar kontinuerliga fasta lösningar. Koppar-Nickel förvärvar ett antal nya funktioner:

• ökar värmebeständigheten hos materialet;
• signifikant minskad temperaturkoefficient för resistivitet;
• det finns hög motståndskraft mot korrosion, särskilt i saltvatten.

klassificering

Egenskaperna av koppar-nickellegeringen beror på andelen innehöll nickel och andra ämnen. För närvarande skapade en hel del nya speciella material med unika harakteristikami.V beroende på applikation, är de indelade i strukturell och elektrisk.

• Strukturella - har höga korrosions och hållfasthetsegenskaper. Produkter av dem är resistenta mot aggressiva medier. Denna tyska silver, nysilver och kunial. En särskild plats i denna lista är Monel, vars sammansättning och proportionerna av elementen är något annorlunda.
• Elektro - ha ökat elektriskt motstånd och termoelektriska egenskaper, deras användning i energi- och elektroteknik. Det konstantan, manganin och Copel.

Kunskap om den kemiska sammansättningen och fysiska egenskaper för att bestämma den koppar-nickellegering i en av grupperna.

Tyska silver

Den innefattar cirka 80% koppar, 20% nickel, samt lite järn och mangan. En sådan legering är känd för människor även i III-talet f.Kr.. e. kallas "vit koppar" på grund av ljus silverfärg, som liknar silver. Den har höga antikorrosionsegenskaper och en stor marginal av säkerhet och hållbarhet av koppar-nickellegering. Smältpunkt - ungefär 1170 ° C. Bra formbarhet kan hantera produkter för tryck. Används vid framställning av kondensatorer, är den gjord av medicinska instrument, billiga smycken, bestick, mynt.

nysilver

Detta koppar-nickellegering med tillsats av zink med en silverfärg med en grönaktig nyans. Beroende på vilken typ kan innehålla upp till 35% nickel och upp till 45% zink, resten - koppar. Sådan fast zinkhalt reducerar signifikant kostnaderna för dess produktion. German silver har ungefär samma mekaniska egenskaper som kopparnickel. Det är resistent mot korrosion, slitstark, formbart nog att bearbetas i varmt och kallt tryckmetod.

Ibland dopade vidare leda till bättre bearbetning. Främst eftersom det tillverkar komponenter instrument, klockor och medicinska instrument. Det är intressant att i dag på grund av den låga kostnaden på grund av honom oftare än tyska silver, producera smycken, medaljer och beställningar. Nickel Silver används även vid tillverkning av emalj.

Kunial

Den består av en kopparbaserad nickel - 20%, små tillsatser av aluminium. Smält vid en temperatur av 1183 ° C följt av störtkylning och åldring än uppnås mycket hög hållfasthet och beständighet mot låga temperaturer. Indelad i klass A (MNA13-3) och B (6-1,5 MNA).
Brand A har två viktiga egenskaper - hög hållfasthet och unika korrosionsbeständighet i korrosiva miljöer. Till exempel i havsvatten, det kan drivas i årtionden. Därför används en legering för tillverkning av delar för speciella ändamål (propellrar).

Grade B har fjädrande egenskaper, så det är allmänt används för tillverkning av elastiska element ansvarig destination. Det är också mycket motståndskraftig mot brott i kylan. Från det producera strukturella delar som arbetar vid låga temperaturförhållanden.

monel

Den innehåller ungefär två tredjedelar nickel och en tredjedel koppar. Smältpunkt - 1350 ° C. Den viktigaste egenskapen av koppar-nickellegering - korrosionsbeständighet. Den har höga mekaniska egenskaper - styrka och plastisk deformation. Monel varumärke NMZhMts innehåller ca 28% koppar, 3% järn, ca 3% magnesium, en liten mängd kobolt och nickel.

Den har samma egenskaper Monel-400. Han är ett varumärke av Special Metals Corporation och patenterades 1906. Därför kan andra tillverkande företag inte använda detta namn. Så det finns en annan legering - Nicorros. Dessa material är identiska i alla kemiska och tekniska harakteristikam.Tak legeringen innehåller mer än hälften av andelen nickel, kostnaden är ganska hög. Emellertid finns är tekniken för tillverkning av koppar-nickel-legering med användning av råvaror av naturliga sulfidmalmer med innehållet av de två elementen, utan föregående separation i enskilda ämnen. Detta kan avsevärt minska kostnaden för slutprodukten.

Monel används för produktion, ekspluatruemyh i aggressiva miljöer under hög mekanisk belastning. Denna varvsindustri, kemisk och oljeindustri, tillverkning av medicinska instrument, kritiska delar av maskiner och anordningar.

konstantan

Det är vit till färgen med en karakteristisk gulaktig melass. Kompositionen består av: -59% koppar; nickel - 39-41%; Mangan - 1-2%. Smälttemperatur 1260 ° C Detta koppar-nickellegering har fått sitt namn från den viktigaste egenskapen - termisk stabilitet. Den har mycket goda prestanda för den elektriska resistansen vid en expansionstemperatur koefficient låg. Legeringen är för produktion av termoelementtråd, vid tillverkning av instrument, samt elektriska värmeelement som arbetar vid temperaturer upp till 400-500 grader.

Trådar gjorda av konstantan, utsattes för speciell värmebehandling, som ett resultat av vilket metallytan för att bilda en tunn oxidfilm. Med denna produkt inte kräver ytterligare lackering eller skyddande beläggning. Konstantan är mycket plast. Denna egenskap tillåter dess användning i svetsning koppar-nickellegeringar.

Nackdelen med konstantan är dess ganska hög EMF - ca 43 mV. Detta eliminerar användningen av ledningar och band av honom i instrument med hög precision mätning.

manganin

Det innehållande ca 5% nickel, 12% mangan och koppar bas. Smältpunkt - 960 ° C. Intressant nog var manganin uppfanns av amerikanska Edward Venstonom om år 1888 på grundval de också uppfunnit konstantan som ett speciellt material för lindningarna av elektriska apparater. Det har en hög elektrisk resistivitet och mycket låg EMF parat med koppar (ej mer än 1 mV), vilket skiljer den från konstantan.

För att reducera temperaturkoefficienten för resistens manganovuyu tråd glödgas vid temperaturer av ca 600 grader under vakuum, och kyldes därefter långsamt. Denna teknik gör det möjligt att öka den temperatur vid vilken ett material bibehåller sina elektriska egenskaper upp till 200 ° C. Redan i såret spoltråden ytterligare upprepade gånger upphettas till 150 ° C. Detta uppnår effekten av artificiell åldring, efter vilka förändringar i den kristallina strukturen av metallen minimeras.

Det huvudsakliga området för applicering av manganin liknande material med stabila resistivitet - tillverkning av olika precisionsinstrument för att mäta prestanda för den elektriska strömmen (strömstyrka, spänning, effekt).

Kopel

En annan speciell legering. Den innehåller koppar, 43% nickel, lite järn och mangan. Smälttemperatur 1290 ° C Med det optimala förhållandet stabilt låg resistivitet och hög TEDS parat med olika metallegeringar som används för tillverkning av tråd för termoelementen och elektroderna. Indikator TEDS material ökar i proportion till arbetstemperaturen:

• på 100 grader Celsius - 6,95V;
• 600 - 49B.

Copel mycket termiskt stabil - utan att störa de grundläggande egenskaperna tål värme upp till 600 grader och är resistent mot korrosion.
Copel termosensor används i anordningar för beröringsfri temperaturmätning. Termoelementen används med maximala TEDS - krom, koppar eller järn Dessa element är positiva elektroder och Copel -negativ. Kopel-kromel termoelement används huvudsakligen i pyrometri för kontinuerlig övervakning av temperaturen i intervallet från 200 till 600 grader i industri- och laboratoriemiljö.

smältning process

I produktionen av koppar-nickellegeringar vidhäftar relativt liknande tekniker. Melchior, nickelsilver, kunial, konstantan, manganin först smältes i en induktionsugn under ett träkol säng kalcineras. Tillsats till satsen av avfall för att vara 80%.

Processen börjar med smältning av koppar och nickel. Eftersom de smälta tillsatt avfall stora bitar, sedan fint. Den sista laddade zink. Efter den slutliga smältningen av laddningen producerar deoxideras med mangan och kisel (nysilver), eller kisel och mangan (konstantan och nickel silver). Därefter avlägsnas från smältans yta och hela slaggen tillsättes även träkol. Värma den brinnande massan till en temperatur av ca 1300 ° C, sattes manganklorid för raffinering vid behov.

Något olika tillagningsteknik kunialey eftersom de innehåller aluminium. Före införandet av aluminium i smältan krävs för att lägga till 0,1% mangan för deoxidation. Efter upplösning av aluminiumsmälta ytan strö flux. Om detta inte görs, den film som bildas från vilken smältan blir olämplig för att hälla.

Kemiska, fysikaliska och strukturella egenskaper bestämma destinationsområdets olika koppar-nickellegeringar. GOST 492-73, GOST 5063-73, GOST 5187-70, GOST 5220-78, GOST 17.217-79 och GOST 10155-75 standarder är grundläggande i tillverkningen.

coinage

I slutet av förra seklet allt började prägla mynt av koppar-nickellegering. Dess sammansättning är kraftigt varieras på olika myntverk. Men främst den innehåller upp till 30% nickel, järn mindre förorening och koppar som en bas. Eftersom konventionell metall för mynt vara primärt duktila, formbara, hållbar och billig, praktiskt sätt bestämde vi sammansättningen av myntet legering. Därefter särskilt populär för tillverkning av nickel silvermynt som används.

Moderna ryska mynt är tillverkade av olika legeringar. Framför allt helt består av nickel silvermynt utfärdats före 2009. Stål mynt av en och två cent och fem-rubeln koppar belagd med ett tunt skikt av nickel-silver. Sådant material kallas "bimetall". Så mer och mer minskat kostnaden för tillverkningen av metallpengar.

Legeringar av koppar och nickel, lite känsliga för luftoxidation. Därför kan dess symptom finns bara på de gamla mynt, eller de som länge varit i krävande miljöer. Experter, skattjägare och mynt som används för rengöring av exemplar av mynt olika sätt - från populära recept till avancerad teknik.
Rengöring med tvål och vatten avlägsnar bara goda gröna kopparoxider. Appliceras som olivolja, ättiksyra, pasta "Goya". Vi måste komma ihåg att dessa verktyg inte bara kan ta bort plack, men också reagera med sig själva legering, orsakar skador på myntet. Den mest effektiva, mild och snabb rengöring av mynt är en koppar-nickellegering genom elektrolys.