Alama este un binar aliaj compus din cupru și zinc care este produs de milenii și este apreciat pentru viabilitatea, duritatea, coroziune rezistență și aspect atractiv.
Proprietăți
- Tip de aliaj: binar
- Conținut: cupru și zinc
- Densitate: 8,3-8,7 g / cm3
- Punctul de topire: 900-940 ° C (1652-1724 ° F)
- Moh's Durness: 3-4
caracteristici
Proprietățile exacte ale diferitelor suturi depind de compoziția aliajului de aramă, în special de raportul cupru-zinc. În general, însă, toate alamele sunt apreciate pentru prelucrabilitatea lor sau pentru ușurința cu care metalul poate fi format în forme și forme dorite, păstrând în același timp o rezistență ridicată.
În timp ce există diferențe între sutiene cu conținut ridicat și scăzut de zinc, toate aramele sunt luate în considerare maleabil și ductil (alamele joase de zinc mai mult decât atât). Datorită punctului său de topire scăzut, alama poate fi turnată relativ ușor. Cu toate acestea, pentru aplicațiile de turnare, de obicei este preferat un conținut ridicat de zinc.
Alamele cu un conținut mai mic de zinc pot fi ușor prelucrate la rece, sudate și brațate. Un conținut ridicat de cupru permite, de asemenea, metalului să formeze un strat protector de oxid (patină) pe suprafața sa protejează împotriva coroziunii suplimentare, o proprietate valoroasă în aplicațiile care expun metalul la umiditate și intemperii.
Metalul are atât căldură bună, cât și conductivitate electrică (conductivitatea sa electrică poate fi de la 23% la 44% cea a cuprului pur) și este rezistentă la uzură și la scânteie. La fel ca cuprul, proprietățile sale bacteriostatice au dus la utilizarea acestuia în corpurile de baie și în instalațiile de asistență medicală.
Alama este considerată un aliaj cu frecare scăzută și non-magnetică, în timp ce proprietățile sale acustice au dus la utilizarea sa în multe instrumente muzicale „bandă de alamă”. Artiștii și arhitecții apreciază proprietățile estetice ale metalului, deoarece pot fi produse într-o gamă de culori, de la roșu profund până la galben auriu.
Aplicații
Proprietățile valoroase ale alamului și ușurința relativă a producției l-au făcut unul dintre cele mai utilizate aliaje. Compilarea unei liste complete cu toate aplicațiile de alamă ar fi o sarcină colosală, dar pentru a face o idee despre industrii și tipurile de produse în care se găsește alama putem clasifica și rezuma câteva utilizări finale în funcție de gradul de alamă folosit:
Alama de tăiere gratuită (de exemplu, alama C38500 sau 60/40):
- Piulițe, șuruburi, părți filetate
- Terminale
- jeturi
- burghiu de filetat
- Injectoare
Istorie
Aliajele de cupru-zinc au fost produse încă din secolul al V-lea î.Hr. în China și au fost utilizate pe scară largă în Asia centrală până în secolul II și III î.Hr. Cu toate acestea, aceste piese decorative din metal pot fi cel mai bine denumite „aliaje naturale”, deoarece nu există dovezi că producătorii lor au aliat în mod conștient cuprul și zincul. În schimb, este probabil ca aliajele să fie topite din minereuri de cupru bogate în zinc, producând metale brute de aramă.
Documentele grecești și romane sugerează că producția intenționată de aliaje similare cu alama modernă, folosind cupru și un minereu bogat în oxid de zinc cunoscut sub numele de calamină, a apărut în jurul secolului I î.Hr. Alama de calamină a fost produsă printr-un proces de cimentare, prin care cupru a fost topit într-un creuzet cu minereu smithsonit măcinat (sau calamină).
La temperaturi ridicate, zincul prezent în astfel de minereu se transformă în vapori și pătrunde cuprul, producând astfel o aramă relativ pură cu un conținut de zinc de 17-30%. Această metodă de producție de aramă a fost utilizată aproape 2000 de ani până la începutul secolului al XIX-lea. La scurt timp după ce romanii au descoperit cum să producă alama, aliajul era folosit pentru monede în zonele Turciei moderne. Aceasta s-a răspândit curând în tot Imperiul Roman.
Tipuri
„Alama” este un termen generic care se referă la o gamă largă de aliaje cupru-zinc. De fapt, există peste 60 de tipuri diferite de alamă specificate de standardele EN (Norma Europeană). Aceste aliaje pot avea o gamă largă de compoziții diferite, în funcție de proprietățile necesare pentru o anumită aplicație.
producere
Alama este produsă cel mai adesea din resturi de cupru și lingouri de zinc. Resturile de cupru sunt selectate pe baza impurităților sale, deoarece sunt dorite anumite elemente suplimentare pentru a produce gradul exact de aramă necesar.
Deoarece zincul începe să fiarbă și să se vaporizeze la 907 ° C la 1665 ° F, sub punctul de topire a cuprului 1981 ° F (1083 ° C), cupru trebuie mai întâi topit. Odată topit, se adaugă zinc la un raport adecvat gradului de aramă produs. În timp ce se acordă o anumită alocare pentru pierderea de zinc la vaporizare.
În acest moment, orice alte metale suplimentare, cum ar fi conduce, amestecul se adaugă aluminiu, siliciu sau arsen, pentru a crea aliajul dorit. Odată ce aliajul topit este gata, acesta este turnat în matrițe unde se solidifică în plăci mari sau în panouri. Billetele - cel mai adesea din alama beta alfa - pot fi procesate direct în fire, conducte și tuburi prin extrudare la cald, ceea ce implică împingerea metalului încălzit printr-o matriță sau forjare la cald.
Dacă nu sunt extrudate sau forjate, panourile sunt apoi reîncălzite și alimentate prin role de oțel (un proces cunoscut sub numele de laminare la cald). Rezultatul este plăcile cu o grosime mai mică de jumătate de inch (<13mm). După răcire, alama este apoi alimentată printr-o mașină de frezat sau scalper, care taie un strat subțire din metal, pentru a îndepărta defectele de suprafață și oxidul.
Sub atmosferă de gaz pentru a preveni oxidarea, aliajul este încălzit și laminat din nou, proces cunoscut sub numele de recoacere, înainte de a fi rulat din nou la temperaturi mai reci (laminare la rece) până la foi de aproximativ 0,1 "(2,5 mm) grosime. Procesul de laminare la rece deformează structura internă a bobului din aramă, rezultând un metal mult mai puternic și mai dur. Această etapă poate fi repetată până când se obține grosimea sau duritatea dorită.
În cele din urmă, foile sunt tăiate și tăiate pentru a produce lățimea și lungimea necesare. Toate foile, materialele turnate, forjate și aramă extrudată li se oferă o baie chimică, de obicei, una din acid clorhidric și sulfuric, pentru a îndepărta scara de negru de oxid de cupru și a lacului.