Baker in aluminij v elektrotehniki

Brez vodnikov — nikjer

Baker (lat. Cuprum) — ena od sedmih kovin, znanih iz antike. Pomembne zaloge bakrove rude so v ZDA, Čilu, Rusiji (Ural), Kazahstanu (Jezkazgan), Kanadi, Zambiji in Zairu.

Baker je del več kot 150 mineralov, 17 jih je našlo industrijsko uporabo, vključno z: bornitom (Cu5FeS4), halkopiritom (bakrov pirit - CuFeS2), halkocitom (bakrov lesk - Cu2S), kovelitom (CuS), malahitom (Cu2 (OH). ) 2 [CO3]). Predelava sulfidnih rud zagotavlja približno 80% vsega izkopanega bakra.

Lokalni med najdemo tudi v naravi.

Čisti baker — kovljiva in mehka rožnata krhka kovina, precej težka, odličen prevodnik toplote in elektrike, zlahka podvržena tlačni obdelavi. Prav te lastnosti omogočajo uporabo bakrenih izdelkov v elektrotehniki — trenutno se več kot 70 % vsega proizvedenega bakra porabi za proizvodnjo električnih izdelkov. Za izdelke z največjo električno prevodnostjo se uporablja tako imenovani "brezkisikov" baker. V drugih primerih je primeren tudi komercialni čisti baker, ki vsebuje 0,02-0,04 % kisika.

Glavne značilnosti bakra: specifična teža - 8,93 g / cm3, tališče - 1083 ° C,električni upor baker pri 20 ° C 0,0167 Ohm * mm2 / m. Čisti baker ima visoko električno prevodnost (na drugem mestu za srebrom). Ta kakovost bakra se uporablja v industriji za izdelavo električnih vodil iz bakra.

Bakrene zbiralke so izdelane v skladu z GOST 434-78. Stanje, v katerem so bakrene zbiralke dostavljene potrošniku: neogrevane (oznaka-T-trda), žarjene (M-mehke) in TV-trde zbiralke iz brezkisikovega bakra.

V deformiranem stanju je trdnost bakra višja od trdnosti žarjene kovine in vrednosti električne prevodnosti so zmanjšane.

Zlitine, ki povečajo trdnost in izboljšajo druge lastnosti bakra, dobimo z dodajanjem dodatkov, kot so cink, kositer, silicij, svinec, aluminij, mangan in nikelj. Za zlitine se uporablja več kot 30% bakra.

Medenina - zlitine bakra s cinkom (baker od 60 do 90% in cink od 40 do 10%) - močnejše od bakra in manj dovzetne za oksidacijo. Z dodatkom silicija in svinca medenini se povečajo njene antifrikcijske lastnosti, z dodatkom kositra, aluminija, mangana in niklja pa protikorozijska odpornost. Pločevine in litine se uporabljajo v strojegradnji, predvsem v kemični industriji, v optiki in instrumentaciji, pri izdelavi mrež za celulozno in papirno industrijo.

Bron ... Prej so zlitine bakra (80-94%) in kositra (20-6%) imenovali bron. Zdaj se proizvajajo bronasti izdelki brez lumena, ki so poimenovani po glavni komponenti po bakru.

Aluminijeve brone vsebujejo 5-11 % aluminija, imajo visoke mehanske lastnosti v kombinaciji z odpornostjo proti koroziji.

Svinčeni bronz, ki vsebuje 25-33% svinca, se uporablja predvsem za proizvodnjo ležajev, ki delujejo pri visokem tlaku in visokih drsnih hitrostih.

Silicijeve brone, ki vsebujejo 4-5% silicija, se uporabljajo kot poceni nadomestki za kositrne brone.

Za berilijeve bronze, ki vsebujejo 1,8-2,3% berilija, je značilna trdota po utrjevanju in visoka elastičnost. Iz njih izdelujejo vzmeti in vzmetne izdelke.

Kadmijeve bronze - bakrove zlitine z majhno vsebnostjo kadmija (do 1%) - se uporabljajo pri izdelavi vozičkov za vozičke, za izdelavo fitingov za vodovodne in plinske cevi ter v strojništvu.

Spajke - zlitine barvnih kovin, ki se uporabljajo pri spajkanju za pridobitev monolitnega varjenega šiva. Med trdimi spajkami je znana zlitina bakra in srebra (44,5-45,5% Ag; 29-31% Cu; ostalo je cink).

V Rusiji bakrene pnevmatike proizvaja več tovarn: OCM Kamensk-Uralsky, OCM Kolchuginsky, OCM Kirovsky.

Svetovna proizvodnja bakra se je leta 2007 v primerjavi z letom 2006 povečala za 2,5 % in je znašala 17,76 milijona ton. Poraba bakra se je v letu 2007 povečala za 4 %, pri čemer je poraba bakra na Kitajskem poskočila za 25 % medletno, medtem ko se je poraba bakra v ZDA močno zmanjšala za 20 %.

Aluminij in njegove zlitine

Aluminij in številne zlitine na njegovi osnovi se uporabljajo v elektrotehniki zaradi dobre električne prevodnosti, odpornosti proti koroziji, majhne specifične teže in, kar je pomembno, nižje cene v primerjavi z bakrom in njegovimi prevodnimi zlitinami.

Glede na velikost električnega upora delimo aluminijeve zlitine na prevodne in zlitine z visokim električnim uporom.

Specifična električna prevodnost električnega aluminija razreda A7E in A5E je približno 60 % prevodnosti žarjenega bakra v skladu z mednarodnim standardom. Tehnični aluminij AD0 in elektrotehnični aluminij A5E se uporabljata za izdelavo žic, kablov in pnevmatik. Nizkolegirane aluminijeve zlitine sistemov Al-Mg-Si AD31, AD31E se uporabljajo v elektroindustriji.

Zemeljska skorja vsebuje 8,8 % aluminija. Je tretji najpogostejši element v naravi za kisikom in silicijem ter prvi med kovinami. Je del glin, glinencev, sljude. Znanih je nekaj sto Al mineralov (aluminosilikati, boksiti, aluniti in drugi). Najpomembnejši aluminijev mineral - boksit vsebuje 28-60% aluminijevega oksida - aluminijev oksid Al2O3.

V čisti obliki je aluminij leta 1825 prvič pridobil danski fizik H. Oersted, čeprav je najpogostejša kovina v naravi.

Proizvodnja aluminija poteka z elektrolizo aluminijevega oksida Al2O3 v kriolitni talini NaAlF4 pri temperaturi 950 ° C.

Glavne značilnosti aluminija: gostota - 2,7 × 103 kg / m3, specifična toplota aluminija pri 20 ° C - 0,21 cal / deg, tališče - 658,7 ° C, vrelišče aluminija - 2000 ° C, koeficient linearne ekspanzije aluminij (pri temperaturi približno 20 ° C): — 22,9 × 106 (1 / deg)

Aluminijeve zlitine, ki povečajo njegovo trdnost in izboljšajo druge lastnosti, dobimo z dodajanjem legirnih dodatkov, kot so baker, silicij, magnezij, cink, mangan.

Duraluminij (duraluminij, duraluminij, iz imena nemškega mesta, kjer se je začela industrijska proizvodnja zlitine) - aluminijeva talina (osnova) z bakrom (Cu: 2,2-5,2%), magnezijem (Mg: 0,2-2,7%) manganom ( Mn : 0,2-1 %). Kaljen in postaran, pogosto obložen z aluminijem. Je strukturni material za letalsko in transportno inženirstvo.

Silumin - lahke zlitine aluminija (osnova) s silicijem (Si: 4-13%), včasih do 23% in nekaterimi drugimi elementi: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Proizvaja dele kompleksne konfiguracije, predvsem v avtomobilski in letalski industriji.

Magnalia — aluminijeve zlitine (osnova) z magnezijem (Mg: 1-13%) in drugimi elementi z visoko odpornostjo proti koroziji, dobro varljivostjo, visoko plastičnostjo. Uporabljajo se za izdelavo litih odlitkov (lite magnalije), pločevin, žice, zakovic itd. (Deformabilna magnalija).

Po obsegu uporabe so aluminijeve zlitine na drugem mestu po jeklu in litem železu.

Nekaj ​​zanimivih dejstev o aluminiju:

• v telesu odraslega človeka je do 140 mg aluminija,

• 1 kg aluminija v avtomobilu prihrani več kot 10 litrov bencina na vsakih 200 tisoč kilometrov,

• celo jabolka vsebujejo aluminij - do 150 mg / kg,

• vsak 20. atom, ki sestavlja zgornjo lupino našega planeta, je atom aluminija,

• dnevna potreba odrasle osebe po aluminiju je ocenjena na 2,45 mg.

Z nižjo specifično prevodnostjo (približno 56 % žarjenega bakra) imajo zlitine aluminijevih prevodnikov enak namen kot električni aluminij. Takšne zlitine se uporabljajo za izpolnjevanje visoke trdnosti, lezenja in drugih posebnih zahtev.Aluminijaste pnevmatike se proizvajajo po GOST 15176-89 iz zlitin AD31 in AD31T, manj pogosto AD0.

Svetovna poraba primarnega aluminija je v letu 2007 znašala 37,52 milijona ton, kar je bilo za 3,184 milijona ton (ali 9,3 %) več kot v letu 2006. Svetovna proizvodnja primarnega aluminija se je v letu 2007 v primerjavi z letom 2006 povečala za 4,024 milijona ton in dosegla 38,02 milijona ton.

Proizvajalci bakrenih izdelkov

Največji proizvajalec bakra na ruskem trgu je MMC Norilsk Nickel

Drugi največji proizvajalec medu v naši državi je holding UMMC.

Tretji pomemben igralec na ruskem trgu je Ruska bakrena družba. CJSC "Russian Copper Company" vključuje 11 podjetij, ki delujejo v štirih regijah Rusije, pa tudi na ozemlju Kazahstana

Na trgu so bakrene pnevmatike iz več tovarn: Kamensk-Uralsky OCM, Kolchuginsky OCM, Artemovsky OCM, Kirovsky OCM. Kirovsky in Kolchuginsky OCM sta del OJSC UMMC.

Tehnologije in cene

Ker je tehnologija izdelave bakrenih avtobusov znana in je praktično enaka v vseh tovarnah, je za potrošnika v ospredju razmerje med ceno in kakovostjo. Domača podjetja - vodilna v panogi trenutno proizvajajo kakovostne izdelke in tekmujejo med seboj, predvsem s ceno. Ko pa govorimo o kakovosti bakrenih vodil, je treba omeniti, da nečistoče, tudi v zelo majhnih količinah, znatno zmanjšajo električno prevodnost bakra. Zato poroka tukaj nima mesta.

Obenem tuja in domača podjetja ponujajo inovativne rešitve, ki jim omogočajo proizvodnjo izdelkov z jasno opredeljenimi parametri kakovosti.Še več, v posebej kritičnih trenutkih proizvodnja bakrenih gum poteka po lastnih, včasih izvirnih rešitvah.

Na primer, OJSC «KUZOTSM» proizvaja kolektorske trakove iz zlitine bakra in srebra. Takšna zlitina po operativnih lastnostih presega baker in je za razliko od zlitine bakra s kadmijem okolju prijazna. Tovarna proizvaja tudi številne kritične električne profile. Predvsem so to pravokotni bakreni električni profili, kot so poltoge pnevmatike, polne pnevmatike s povečano površinsko pokritostjo: pnevmatike s popolno zaokroženostjo majhnih stranic preseka z različno trdoto itd.

Poltoge pnevmatike so izdelane tako, da izpolnjujejo zahteve britanskega standarda BS1432 glede kakovosti površine in da pridobijo poltoge mehanske lastnosti. Pnevmatike so izdelane iz stisnjene gredice v dveh prehodih vlečenja z vmesnim žarjenjem, končna obdelava pa poteka z zmanjšano stopnjo deformacije v primerjavi s tradicionalno shemo izdelave polnih pnevmatik.

Pnevmatike s povečano površinsko čistostjo, namenjene njihovi kasnejši elektrolitski prevleki s srebrom, ki zagotavljajo največjo električno prevodnost na mestu stika, kar narekuje posebne zahteve za njihovo površinsko hrapavost (Rz≤0,63 mikronov po GOST 2789-73). Indikator hrapavosti, ki ga je zahteval kupec, je bil dosežen v KUZOTsM s številnimi tehnološkimi metodami - z uporabo povečanih skupnih redukcij med vlečenjem, dodatno pripravo vlečene površine pred zaključkom vlečenja in ustrezno obdelavo posebej oblikovanega kanala iz kompozitnih in monolitnih matric. . Zgoraj zajamčena raven hrapavosti (Rz≤0,63 mikronov) omogoča enakomerno nanašanje premazov določene debeline na površino pnevmatike.Na ta način je mogoče ustvariti kontaktne površine z nizko kontaktno odpornostjo in visoko električno prevodnostjo.

Pnevmatike s popolnim zaokroževanjem majhnih stranic preseka, to je s polmerom ukrivljenosti, ki je enak polovici debeline pnevmatike, imajo določene prednosti pred tradicionalnimi: odpornost proti obrabi izolacijske prevleke se poveča zaradi odsotnosti ovinkov v kotih profila se dosežejo znatni prihranki bakra, kazalniki porazdelitve trenutne obremenitve na odseku pa so izboljšane pnevmatike.

V nekaj mesecih naj bi odnosi med ruskimi proizvajalci električnih izdelkov in njihovimi tujimi konkurenti prešli na novo stopnjo. To je posledica vstopa v WTO. Po eni strani vstop v STO ruskim proizvajalcem odpira tuji trg. Po drugi strani pa vstop v WTO pomeni obvezno znižanje uvoznih dajatev, ki naj bi se v 3 4 letih znižale za skoraj enkrat in pol. Glavna konkurenca bo v kakovosti izdelkov.

N. Aleksandrov. Kovine in cene