Bakrene nikljeve zlitine: lastnosti, GOST. Proizvodnja bakreno-nikljevih zlitin. Čiščenje kovancev iz zlitine bakra in niklja

Baker spada v skupino neželezne kovine.

Za izboljšanje mehanskih, konstrukcijskih in lastnostnih lastnosti bakra se uporabljajo njegove spojine z drugimi kovinami. Zaradi fuzijskega procesa se struktura kristalnih rešetk spreminja, nastajajo dodatni vezi med ioni in atomi. To povečuje moč zlitine v primerjavi s čisto kovino.

Zakaj je baker spojen z nikljam

Pri fiksiranju niklja je glavni legirni element. Ima odpornost proti koroziji, zato se v glavnem uporablja za utrjevanje. Pri legiranju z bakrom se oblikujejo neprekinjene trdne raztopine. Bakrene nikljeve zlitine pridobijo številne nove lastnosti:

• povečuje toplotno upornost materiala;
• temperaturni koeficient električne upornosti je znatno zmanjšan;
• obstaja velika odpornost na korozijo, zlasti v morski vodi.

Razvrstitev

Lastnosti zlitine bakra in niklja so odvisne od odstotka niklja in drugih snovi v njej. Trenutno so nastali številni novi posebni materiali z edinstvenimi značilnostmi. Odvisno od področja uporabe so razdeljeni na strukturne in elektrotehnične.

• Strukturni - imajo visoke protikorozijske in trdnosti. Izdelki iz njih so odporni proti agresivnim okoljem. To je srebro srebro, nikelj srebro in cunial. Posebno mesto na tem seznamu je Monel, katerega sestava in proporcionalno razmerje med elementi sta nekoliko drugačna.
• Elektrotehnika - značilna povečana električna odpornost in termoelektrične lastnosti, se uporabljajo v energetiki in elektrotehniki. To je konstantan, manganin in kopul.

Poznavanje kemijske sestave in fizikalnih lastnosti omogoča določitev zlitine bakra in niklja v eni od skupin.

Melchior

Vsebuje približno 80% bakra, okoli 20% niklja, pa tudi malo mangana in železa. Tovrstna zlitina je bila znana ljudem še v 3. stoletju pred našim štetjem. e. pod imenom "beli baker", zahvaljujoč svetlo srebrna barva, spominja na srebro. Ima visoke antikorozijske lastnosti, pa tudi veliko stopnjo trdnosti in odpornost proti obrabi zlitine bakra in niklja. Tališče je približno 1170 ° C. Dobra plastičnost omogoča obdelavo izdelkov iz tlaka. Uporablja se pri proizvodnji kondenzatorjev, proizvaja medicinske instrumente, poceni nakit, jedilni pribor, kovance.

Neusilber

Ta zlitina bakra in niklja z dodatkom cinka, ki ima srebrno, zelenkasto obarvano barvo. Glede na blagovno znamko lahko vsebuje do 35% niklja in do 45% cinka, ostalo - baker. Taka trdna vsebnost cinka bistveno zmanjša stroške njegove proizvodnje. Neusilber ima približno enake mehanske lastnosti kot srebro iz niklja. Je odporen proti koroziji, trpežen, dovolj plastičen za obdelavo v vročih in hladnih razmerah s tlakom.

Včasih je dodatno dopirano s svincem za boljšo obdelavo. Večina je izdelana iz delov instrumentov, ročnih ur, medicinskih instrumentov. Zanimivo je, da je zahvaljujoč cenovno ugodnosti zdaj od njega bolj pogosto nakit iz srebra izdelan nakit, medalje in medalje. Neusilber se uporablja tudi pri izdelavi emajla.

Cunial

Sestavljen je iz bakrene baze, niklja - do 20%, majhnih dodatkov iz aluminija. Stekleničko pri temperaturi 1183 ° C, ki mu sledi gašenje in staranje, kar doseže zelo visoko trdnost in nizko temperaturno upornost. Razdeljen je na blagovne znamke A (MNA13-3) in B (MNA 6-1,5).
Mark A ima dve pomembni lastnosti - visoka trdnost in edinstvena odpornost na korozijo v agresivnih okoljih. Na primer, v morski vodi se lahko uporablja desetletja. Zato se zlitina uporablja za izdelavo delov za posebne namene (propelerjev).

Mark B ima vzmetne lastnosti, zato se široko uporablja za izdelavo elastičnih elementov odgovorne uporabe. Prav tako je zelo odporen proti udarcem v zmrzali. Izdeluje konstrukcijske dele, ki delujejo v pogojih nizkih temperatur.

Monel

Vsebuje približno dve tretjini niklja in eno tretjino bakra. Tališče je 1350 ° C. Glavna lastnost te zlitine bakra in niklja je njegova odpornost na korozijo. Ima visoke mehanske lastnosti - trdnost in plastično deformacijo. Monel blagovna znamka NZHMMts vsebuje približno 28% bakra, 3% železa, okoli 3% magnezija, majhno količino kobalta in niklja.

Monel-400 ima enake značilnosti. Je blagovna znamka Special Metals Corporation in je bila patentirana leta 1906. Zato druge proizvodne družbe tega imena ne morejo uporabljati. Torej je bila še ena zlitina - Nicorros. Vendar pa so ti materiali enaki v vseh kemičnih in tehničnih lastnostih. Ker je zlitina več kot polovica niklja v odstotkih, je njegov strošek precej visok. Vendar pa obstaja tehnologija za proizvodnjo zlitine bakra in niklja z uporabo surovin iz naravnih sulfidnih rud z vsebino obeh elementov, ne da bi se predhodno razdelili na posamezne sestavine. To omogoča znatno zmanjšanje stroškov končnega izdelka.

Monel se uporablja za proizvodnjo izdelkov, ki se uporabljajo v korozivnih okoljih, pogojih povečanega mehanskega stresa. Ta ladjedelniška, kemična in naftna industrija, proizvodnja medicinskih instrumentov, odgovorni deli strojev in naprav.

Constantan

Ima belo barvo z značilnim rumenkastim izlivom. Sestava vključuje: baker -59% - nikelj - 39-41% - mangan - 1-2%. Tališče 1260 ° C Ta zlitina bakra in niklja je dobila ime zaradi glavne lastnosti - toplotne stabilnosti. Ima zelo dobre električne odpornosti z nizko vrednostjo koeficienta toplotnega raztezanja. Zlitina gre za izdelavo žice za termočlene, pri proizvodnji merilnih instrumentov, pa tudi za električne grelne elemente, ki delujejo pri temperaturah do 400-500 stopinj.

Žico, izdelano iz konstantana, se podvrže posebni toplotni obdelavi, zaradi česar je kovina na površini tanko oksidna folija. Zahvaljujoč temu izdelek ne potrebuje dodatnega lakirnega ali zaščitnega premaza. Constantan je zelo plastičen. Ta lastnost omogoča uporabo pri varjenju bakrenih nikljevih zlitin.

Pomanjkljivost konstantana je njegova dovolj velika EMF - približno 43 μV. To izključuje uporabo žice in traku iz njega v visoko natančnih merilnih napravah.

Manganin

Vsebuje približno 5% niklja, 12% mangana in bakra. Tališče je 960 ° C. Zanimivo je, da je ameriški Edvard Venston izumil manganin približno 1888 na podlagi izmišljenega konstantana kot posebnega materiala za navijanje električnih merilnih instrumentov. Res ima visoko električno upornost, kot tudi izredno nizek EMF, povezan z bakrom (ne več kot 1 μV), kar ga razlikuje od konstanta.

Da bi zmanjšali temperaturni koeficient odpornosti, je manganska žica žarjena pri temperaturah okoli 600 stopinj v vakuumu, nato pa počasi ohladi. Ta tehnologija vam omogoča, da povečate temperaturo, pri kateri material ohrani svoje električne lastnosti, do 200 ° C. Žica, ki je že navita v tuljavi, se ponovno segreva na 150 ° C. Tako se doseže učinek umetnega staranja, po katerem se zmanjšajo spremembe v kristalni strukturi kovine.

Glavno področje uporabe manganina kot materiala s stabilnimi indeksi električne upornosti je izdelava različnih visoko preciznih instrumentov za merjenje električnega toka (tok, napetost, moč).

Kopel

Še ena posebna zlitina. Vsebuje baker, 43% niklja, nekaj železa in mangana. Tališče 1290 ° C Zaradi optimalnega razmerja med stabilno nizko uporovnostjo in visokim TEMP, povezanim z različnimi kovinami, se zlitina uporablja za izdelavo žic za termoelemente in elektrode. Indikator toplotne prevodnosti materiala se poveča sorazmerno z delovno temperaturo:

• pri 100 stopinjah Celzija - 6.95V;
• pri 600 do 49V.

Kopel je zelo odporen na toploto - brez prekinitve osnovnih lastnosti lahko prenese ogrevanje do 600 stopinj in je odporen proti koroziji.
Kopel se uporablja v termočelih senzorskih naprav za brezkontaktno merjenje temperature. Uporabljajo termočlove z najvišjo TEPS - s kromom, bakrom ali železom. Ti elementi so pozitivne elektrode in kopel negativne. Termoelement kopel-kromel se uporablja predvsem v pirometriji za stalno spremljanje temperaturnega režima v območju od 200 do 600 stopinj v industrijskih in laboratorijskih instalacijah.

Postopek taljenja

Pri proizvodnji bakrovih nikljevih zlitin so relativno podobne tehnologije. Melchior, nikelj srebro, kunial, konstantan, manganin se najprej raztopijo v indukcijskih pečeh pod plastjo kalciniranega oglja. Dovoljeno je, da se odpadki dopolnijo do 80%.

Postopek taljenja se začne z bakrom in niklom. Ko se talijo, se odpadki dodajo v velikih kosih, nato pa majhni. Zadnji kraj je natovorjen s cinkom. Po izdelavi končnega taljenje pristojbine deoxidized z mangan in silicij (novega srebra) ali silicija in mangana (konstantana in novega srebra). Po tem se vse žlindre odstrani s površine taline in doda se več oglja. Maso žarilne tekočine segreje na približno 1300 ° C, po potrebi dodamo manganov klorid za prečiščevanje.

Tehnologija kuhanja kunialy se nekoliko razlikuje, saj vsebujejo aluminij. Pred vpeljavo aluminija je treba za taljenje nujno dodati 0,1% mangana za deoksidacijo. Po raztapljanju aluminija se površina taline posipa s fluksom. Če se to ne naredi, nastanejo filmi, od katerih talina postane neprimerna za prelivanje.

Kemične, fizikalne in strukturne lastnosti določajo obseg uporabe različnih bakrovih nikljevih zlitin. GOST 492-73, GOST 5063-73, GOST 5187-70, GOST 5220-78, GOST 17217-79 in GOST standardi 10155-75 so osnovne pri njihovi izdelavi.

Kovanci kovancev

Od konca stoletja do konca stoletja so povsod kovali kovanci iz niklja bakra in niklja. Njegova sestava je bila v različnih kovnicah zelo različna. V bistvu pa je vseboval do 30% niklja, manjše nečistoče železa in bakra kot baze. Ker je kovina za navadne kovance predvsem prilepljena, voljna, odporna proti obrabi in poceni, je bila sestava zlitine kovanca določena na praktičen način. Kasneje je bila še posebej priljubljena pri izdelavi kovancev, ki so jo uporabljali kuponikel.

Sodobni ruski kovanci so izdelani iz različnih zlitin. Kovanci, izdani pred letom 2009, so sestavljeni izključno iz srebra iz niklja. Jekleni kovanci z nominalno vrednostjo enega in petih centov ter bakrenimi kovanci s petimi rublji so prekriti s tanko plastjo nikljavega srebra. Tak material je bil imenovan "bimetal". Tako se stroški proizvodnje kovinskega denarja vedno bolj zmanjšujejo.

Zlitine bakra in niklja so rahlo dovzetne za oksidacijo v zraku. Zato se njegovi znaki lahko najdejo le na starih kovancih ali tistih, ki so že dolgo v agresivnem okolju. Strokovnjaki-lovci zakladov in numizmatiki uporabljajo različna sredstva za čiščenje dragocenih kopij kovancev - od nacionalnih receptov do naprednih tehnologij.
Čiščenje z milno raztopino odstrani samo zelenkaste bakrene okside. Uporabite tudi oljčno olje, ocetno kislino, paste "Goya". Upoštevati je treba, da ta sredstva ne morejo vzeti le plošč, temveč tudi reagirati z zlitjo, kar škoduje kovancu. Najbolj učinkovit, nežen in hiter je čiščenje kovancev iz bakrovih nikljevih zlitin z elektrolizo.