Мед и алуминий в електротехниката

Без водачи - никъде

Мед (латински Cuprum) - един от седемте метали, разпознаваеми от древни времена. Значителни количества медна руда са в САЩ, Чили, Русия (Урал), Казахстан (Dzhezkazgan), Канада, Замбия и Заир.

Мед влиза в 150 минерали, промишлено приложение намерена 17 от тях, включително: борнит (Cu5FeS4), халкопирит (халкопирит - CuFeS2), халкоцит (Cu2S халкоцит -), ковелит (CuS), малахит (Cu2 (ОН ) 2 [СОЗ]). Обработката на сулфидни руди дава около 80% от цялата екстрахирана мед.

В природата се среща и местната мед.

Непробит мед - ковък и мек метал в розово цветна фрактура, доста тежък, добър проводник на топлина и електричество, просто се подлага на лечение под налягане. По-конкретно, тези свойства позволяват употребата на медни продукти в електротехниката - понастоящем повече от 70% от цялата произведена мед е предназначена за производството на електрически продукти. За продукти с максимална електрическа проводимост използвайте така наречената "безкислородна" мед. В други случаи е подходяща и техническа чиста мед, съдържаща 0.02-0.04% кислород.

Основните свойства на медта: специфично тегло - 8.93 g / cm3, точка на топене - 1083 ° C, специфично електронно съпротивление на мед при 20 ° C 0.0167 Ohm * mm2 / m. Неекранираната мед има най-високата електропроводимост (вторият е само среброто). По-конкретно, това качество на медта се използва в промишлеността за производството на електрически гуми, изработени от мед.

Медните автобуси са направени в съответствие с GOST 434-78. Състоянията, при които медните гуми се доставят на потребителя: не се отгряват (маркировката е Т-твърда), изглажда (M-мека) и гуми от твърдо тяло, направени от мед без кислород.

В деформираното състояние силата на медта е по-висока от тази на износения метал и стойностите на проводимостта са понижени.

Сплави, които увеличават якостта и подобряват другите характеристики на медта, се получават чрез добавяне на добавки като цинк, калай, силиций, олово, алуминий, манган и никел. Повече от 30% мед се използва за сплави.

Месинг - медни сплави с цинк (мед от 60 до 90% и цинк от 40 до 10%) - по-силни от медта и по-малко склонни към окисляване. С добавянето на силиций и олово към месинг, антифрикционните му свойства се увеличават, а антикорозионната устойчивост се увеличава с добавянето на калай, алуминий, манган и никел. Листовете се използват в машиностроенето, особено в химическата промишленост, оптиката и инструменталната екипировка, при производството на мрежи за целулозно-хартиената промишленост.

Бронз. Преди това медни сплави (80-94%) и калай (20-6%) се наричат ​​бронз. Понастоящем има бронзови калайдисти, наречени по медния компонент.

Duraluminните бронз съдържат 5-11% алуминий, притежават най-високи механични качества в комбинация с устойчивост на корозия.

Оловните бронзове, съдържащи 25-33% олово, се използват основно за производството на лагери, работещи при високо налягане и високи скорости на плъзгане.

Силиконовите бронзове, съдържащи 4-5% силиций, се използват като евтини заместители на калаените бронз.

Берилиевите бронзи, съдържащи 1.8-2.3% берилий, се различават по твърдостта след втвърдяване и висока еластичност. Използват се за производство на пружини и пролетни продукти.

Кадмий бронз - медни сплави с малки количества от Cd (до 1%) - използват в производството на тролейбуси проводници, за производство на укрепващи вода и газ линии и в машиностроенето.

Сплавите са сплави от цветни метали, използвани за запояване, за да се получи спойка. Сред твърдите запояватели е известна мед-сребърна сплав (44,5-45,5% Ag- 29-31% Cu- останалата част е цинк).

В Русия, медни автобуси правят няколко завода: Kamensk-Uralsky OCM, Kolchuginsky OTSM, Кировски OTSM.

Световното производство на мед през 2007 г. се е увеличило с 2,5% в сравнение с 2006 г. и възлиза на 17,76 млн. Тона. Потреблението на мед през 2007 г. се е увеличило с 4%, докато потреблението на мед в Китай е нараснало с 25% в сравнение с миналата година, докато потреблението на мед в САЩ спадна рязко с 20%.

Алуминий и неговите сплави

Алуминиеви и редица сплави на негова основа се използват в електротехниката, поради добра електрическа проводимост, устойчивост на корозия, малко специфично тегло, и най-важното, по-ниска цена в сравнение с медни жици и неговите сплави.

В зависимост от електрическото съпротивление, дюралмовите сплави са разделени на проводник и сплави с повишено електронно съпротивление.

Специфичната електропроводимост на електротехническите алуминиеви класове А7Е и А5Е е около 60% от проводимостта на изпичаната мед съгласно международния стандарт. Технически алуминий АД0 и електротехнически А5Е за производство на проводници, кабели и гуми. Приложенията в електротехническата промишленост са получили нисколегирани алуминиеви сплави от системата Al-Mg-Si AD31, AD31E.

Земната кора съдържа 8,8% алуминий. Това е третият най-изобилен в природата елемент след кислород и силиций и първият - в средата на металите. Тя е част от глини, фелдшпат, слюда. Ясно е, че няколко стотин минерала от А1 (алуминосликати, боксити, алунити и др.). Важен минерал от алуминий - боксит съдържа 28-60% алуминиев оксид - алуминиев оксид Al2O3.

В чиста форма алуминият е получен за пръв път от датския физик Х. Оерстед през 1825 г., въпреки че е най-широко разпространеният метал в природата.

Създаването на алуминий се извършва чрез електролиза на А1203 двуалуминиев триокис в крилолитната NaAlF4 стопилка при температура от 950 ° С

Основни алуминиеви свойства: плътност - 2,7 х 103кг / м3, специфичната топлина на алуминий при 20 ° С - 0,21 кал / ° С, точка на топене - 658,7 ° С, температурата на кипене на алуминий - 2000 ° С, с коефициент на линейно разширение алуминий (при температура от около 20 ° C): - 22,9 × 106 (1 / deg)

Алуминиеви сплави, които повишават якостта и подобряват други характеристики, се получават чрез внасянето на добавки за сплавяване като мед, силиций, магнезий, цинк и манган.

Дуралуминиум (дуралуминиум, дуралуминиум, от името на германския град, където промишленото производство е образувано сплав) - топене алуминий (база) с мед (Си: 2,2-5,2%), магнезий (Mg: 0,2-2,7 %) с манган (Mn: 0.2-1%). Той е закален и остарял, често е облицован с алуминий. Това е структурен материал за авиационния и транспортния инженеринг.

Силумин - Леки леене алуминиеви сплави (база) с силиций (Si: 4-13%), от време на време до 23% и някои други елементи: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). От нея се произвеждат части от сложна конфигурация, главно в автомобилната и въздухоплавателната индустрия.

Magnalium - алуминиеви сплави (база) с магнезий (Mg: 1-13%) и други елементи, притежаващи най-висока устойчивост на корозия, добра заваряемост, висока пластичност. От тях се произвеждат профилни отливки (леене на магнолии), листове, жици, нитове и т.н. (деформируеми магнолии).

Според широчината на въвеждане, алуминиевите сплави заемат второ място след стомана и чугун.

Някои интересни факти за алуминий:

• в тялото на възрастен е до 140 мг алуминий,
  

• 1 кг алуминий в колата спестява повече от 10 литра бензин за всеки 200 хиляди километра,

• алуминият се съдържа дори при ябълки - до 150 mg / kg,
  

• на всеки 20 от атомите, съставляващи горната черупка на нашата планета, е атом от алуминий,

• ежедневното изискване на възрастен в алуминий се оценява на 2,45 mg.

При по-ниска проводимост (около 56% от закалената мед), сплавите на диураминовите проводници имат същата функция като електрическия алуминий. Тези сплави се използват за осигуряване на изискванията за най-висока якост, пълзене и други специални изисквания. Гумите от Duralumin се произвеждат в съответствие с GOST 15176-89 от сплави AD31 и AD31T, по-рядко AD0.

Световната консумация на първичен алуминий през 2007 г. е в размер на 37,520,000. Тона, което е 3,184 милиона. Тона (или 9.3%) повече в сравнение с 2006 г. Създаването на света първичен алуминий е нараснал в 2007-4024000. тона в сравнение с 2006 г. и достигна 38,02 милиона тона.

Производители на медни продукти

Най-големият производител на мед на руския пазар е MMC Norilsk Nickel

Вторият по големина производител на мед у нас е стопанството на UMMC.

Третият голям играч на руския пазар е руската мед компания. Структурата на CJSC "Russian Copper Company" включва 11 предприятия, опериращи в четири региона на Русия, както и в Казахстан

На пазара има медни автобуси на няколко фабрики: Kamensk-Ural OCM, Kolchuginsky OTSM, Artemovsky OTSM, Kirovsky OTSM. Kirovsky и Kolchuginsky OTSM са включени в OJSC UMMC.

Технологии и цени

Така че, как е известно развитието на производството на медни гуми и във всички фабрики е сходно, за потребителя се появява съотношението цена / качество. Руските предприятия - любителите на индустрията в момента произвеждат доброкачествени продукти и се конкурират помежду си, главно на цена. Но, говорейки за качеството на медните гуми, трябва да се отбележи, че примесите, дори в много незначителни количества, значително намаляват електрическата проводимост на медта. Защото бракът не е мястото.

В същото време чуждестранните и местни предприятия предлагат иновативни решения, които позволяват производството на продукти с ясно определени параметри на собствеността. Освен това, в особено критични моменти, подготовката на медните гуми възниква сама по себе си, от време на време необичайни решения.

Например, OAO KUZOTSM произвежда колекторни колани, изработени от мед и сребърна сплав. Тази сплав е по-добра от медта по отношение на производителността и за разлика от мед-кадмиевата сплав е екологична. Заводът произвежда цяла гама от електрически профили за отговорно използване. По-специално, това са медни правоъгълни електрически профили, като полутвърди гуми, твърди гуми с повишена повърхностна чистота: гуми с пълно закръгляване на малки страни от секции с различна твърдост и т.н.

Полутвърдите гуми се произвеждат, за да отговарят на изискванията на BS1432 от британските стандарти за качество на повърхността и да получат механични параметри, съответстващи на полутвърдо състояние. Гумите се изработват от пресования цилиндър в два прохода на чертеж с междинно отгряване и завършващото теглене се извършва с намалена степен на деформация в сравнение с традиционната схема за производство на твърди гуми.

Гуми с повишена грапавост на повърхността от за следващото електролитно покритие от сребро, който осигурява най-голяма проводимост в точката на контакт, и това диктува специални изисквания към неравностите на повърхността (Rz≤0,63 микрона ГОСТ 2789-73). Изисква грапавост клиент постигната на KUZOTSM различни методи за обработка - използването на прекомерно общо намаление при изготвянето, допълнителна подготовка на повърхността преди довършителни протяжки чертеж, на съответния канал за обработка на специално оформени композитен и монолитна повлече. Посочено по-горе на гарантираното ниво на грапавост (Rz≤0,63 микрона) позволява покритие от този, с постоянна дебелина върху повърхността на гумата. По този начин е възможно да се създадат контактни повърхности, които имат малко преходно съпротивление и висока електрическа проводимост.

Гуми с пълна закръгляване на малък страничен разрез, т.е. с радиус на кривина, равен на половината от дебелината на гумата притежават определени предимства в сравнение с традиционните: повишена устойчивост на износване на изолационното покритие, поради липса на неговите плисета в ъглите на профила постига значително спестяване на мед, подобрени характеристики rassredotachivaniya натоварване ток в раздела гуми.

След няколко месеца делата на руските производители на електрически продукти и техните чуждестранни конкуренти трябва да се преместят на нов етап. Това се дължи на присъединяването към СТО. От една страна, присъединяването към СТО отваря руски производител на открито rynokS От друга страна, присъединяването към СТО означава необходимо понижаване на експортните мита за внос, които трябва да бъдат намалени почти наполовина след 3-4 години. И основната конкурентоспособност ще бъде в качеството на продуктите.

Н. Александров. Метали и цени