Empat Keluarga Bahan Tembaga
Tembaga merah, juga dipanggil tembaga tulen, adalah tembaga dalam bentuk unsurnya. Kerana warna merah mawar dan filem oksida yang terbentuk pada permukaannya, ia secara amnya digambarkan sebagai tembaga. Bahan tembaga tempa Cina dibahagikan kepada empat kumpulan: tembaga biasa T1, T2, T3 dan T4; tembaga bebas oksigen TU1 dan TU2 bersama-sama dengan gred bebas oksigen ketulenan tinggi dan vakum; kuprum ternyahoksida TUP dan TUMn; dan kuprum khas, di mana sejumlah kecil unsur pengaloian ditambah untuk memperbaiki sifat tertentu, meliputi kuprum arsenik, kuprum telurium dan kuprum perak.
Tembaga mempunyai kekonduksian elektrik dan terma yang baik serta keplastikan yang sangat baik, dan ia mudah untuk digunakan dalam keadaan panas dan sejuk. Gabungan itulah sebabnya gred kuprum tulen digunakan dalam kuantiti yang banyak untuk wayar, kabel, berus, elektrod pemesinan nyahcas elektrik dan sebarang produk lain yang bergantung kepada kekonduksian tinggi. T2, gred biasa yang paling banyak digunakan, membawa sekurang-kurangnya 99.90 % tembaga campur perak di bawah GB/T 5231, iaitu tahap yang mengekalkan kekonduksian di bahagian atas julat komersial sambil kekal menjimatkan.
Loyang: Kuprum dan Zink
Loyang ialah aloi kuprum dan zink dengan warna kuning terang. Aloi kuprum binari-zink dipanggil loyang biasa, dan aloi yang mengandungi lebih daripada dua unsur dipanggil loyang khas. Menambah zink meningkatkan kekuatan, kekerasan dan kebolehmesinan sambil mengurangkan kekonduksian, dan ia juga menukar warna daripada merah ke kuning apabila kandungan zink meningkat. Loyang mempunyai rintangan haus yang kuat, itulah sebabnya ia digunakan untuk injap, paip air, paip sambungan penghawa dingin di dalam dan di luar unit, dan radiator. Jalur loyang komersial biasanya mengandungi 55 - 70 % kuprum dengan keseimbangan zink, dan 62 % dan 65 % kuprum gred H62 dan H65 mendominasi pasaran jalur dan tiub. Loyang dihasilkan kepada ASTM B36/B36M untuk plat, kepingan, jalur dan bar bergulung, dengan sebutan GB/T 5231 untuk produk tempa dan nombor bahan EN 1412 untuk pesanan Eropah.
Gangsa: Tembaga dengan Timah atau Plumbum
Gangsa adalah aloi terawal dalam sejarah peleburan logam. Ia dibuat dengan menambah timah atau plumbum kepada tembaga tulen dan ia mempunyai kepentingan sejarah yang istimewa serta nilai perindustrian hari ini. Varieti utama ialah gangsa timah, gangsa aluminium dan gangsa khas, juga dipanggil aloi tembaga tinggi. Berbanding dengan tembaga tulen, gangsa mempunyai kekuatan yang lebih tinggi dan takat lebur yang lebih rendah: gangsa dengan 25% timah cair pada kira-kira 800 darjah, manakala tembaga tulen cair pada 1083 darjah. Gangsa juga menuang dengan baik dan menawarkan rintangan haus dan kestabilan kimia, yang menjadikannya sesuai untuk menuang semua jenis peralatan, bahagian mekanikal, galas dan gear. Timah-fosfor gangsa, dengan 3 - 10 % timah dan 0.03 - 0.35 % fosforus, ialah versi yang paling kerap dinyatakan untuk galas, semak, gear dan spring, dan ia dihasilkan kepada ASTM B139/B139M untuk rod dan bar, ASTM B103/B103M untuk reka bentuk plat, kepingan dan jalur Eropah dan Jepun
Piawaian, Borang dan Pemilihan
| Keluarga | Penamaan tipikal | Borang bekalan utama |
|---|---|---|
| Tembaga biasa | T1, T2, T3, T4 | Wayar, kabel, jalur, kepingan, bar bas, tiub |
| Tembaga bebas oksigen | TU1, TU2 | Tiub, jalur, bar, komponen vakum |
| Tembaga terdeoksida | TUP, TUMn | Tiub, paip, kepingan, kelengkapan |
| Tembaga khas | Arsenik, telurium, tembaga perak | Rod, bar, sesentuh, tiub pemeluwap |
| Tembaga | H62, H65, H68, C26000, C26800 | Jalur, tiub, rod, kelengkapan, perkakasan |
| Gangsa | Gangsa timah, gangsa aluminium, gangsa fosfor | Rod, bar, tuangan, galas, stok gear |
Penamaan kuprum tempa dan aloi kuprum dinyatakan dalam GB/T 5231, dengan GB/T 2059 meliputi jalur aloi tembaga dan kuprum dan ASTM B152/B152M meliputi plat kuprum, kepingan, jalur dan bar bergulung. Sistem penomboran Eropah ditakrifkan oleh EN 1412, dan ISO 1190-1 memberikan peraturan penetapan antarabangsa, jadi spesifikasi yang ditulis dalam satu sistem boleh ditukar kepada yang lain tanpa mengubah bahan.
Bagaimana Memilih Keluarga yang Tepat
Pilihan bermula dari fungsi bahagian. Di mana kekonduksian elektrik atau haba adalah keperluan yang mengawal, gred tembaga biasa atau bebas oksigen digunakan, dan gred bebas oksigen dipilih apabila bahagian itu akan dipateri atau disepuhlindapkan dalam suasana pengurangan. Di mana bahagian mesti menahan haus, memegang benang atau dimesin pada kelajuan tinggi, loyang biasanya merupakan pilihan yang lebih baik, dengan kekonduksian yang lebih rendah diterima sebagai pertukaran. Di mana kekuatan, rintangan haus dan rintangan kakisan mesti digabungkan, gangsa dipilih. Apabila sifat khusus diperlukan, seperti pemesinan percuma dalam bahan bebas plumbum-atau rintangan lembut yang dipertingkatkan pada suhu, keluarga kuprum khas memberikan jawapan melalui penambahan arsenik, telurium atau perak.
Kesemua enam keluarga dibekalkan sebagai tiub dan paip, plat, kepingan, jalur, gegelung, bar, rod, dawai, profil dan kelengkapan, dengan komposisi kimia, sifat mekanikal dan dimensi diperakui untuk setiap haba. Pemilihan hendaklah menyatakan keluarga dan gred, rujukan standard, perangai, dimensi dengan toleransi dan pensijilan yang diperlukan supaya bahan yang dihantar sepadan dengan lukisan dengan tepat.
Soalan Lazim
S: Apakah perbezaan antara tembaga T2 dan tembaga TU1?
A: T2 ialah kuprum biasa dengan sekurang-kurangnya 99.90% kuprum ditambah perak dan kandungan oksigen terkawal. TU1 ialah kuprum bebas oksigen dengan oksigen terhad kepada paras yang sangat rendah, yang menghilangkan risiko pereputan hidrogen semasa pematerian dan penyepuhlindapan.
S: Apakah yang membezakan loyang daripada gangsa?
A: Loyang ialah aloi kuprum dan zink, manakala gangsa ialah aloi kuprum dengan timah atau plumbum. Loyang lebih kuat dan lebih mudah untuk dimesin untuk kos tertentu, manakala gangsa menawarkan kekuatan yang lebih tinggi, rintangan haus yang lebih baik dan takat lebur yang lebih rendah untuk tuangan.
S: Mengapakah gangsa mempunyai takat lebur yang lebih rendah daripada kuprum?
A: Penambahan timah merendahkan takat lebur, jadi gangsa dengan 25% timah cair pada kira-kira 800 darjah berbanding dengan 1083 darjah untuk tembaga tulen. Suhu lebur yang lebih rendah itu adalah salah satu sebab gangsa meleleh dengan baik.
S: Keluarga kuprum manakah yang patut digunakan untuk konduktor elektrik?
A: Kuprum biasa seperti T2 atau kuprum bebas oksigen seperti TU1, bergantung kepada sama ada bahagian itu akan dipanaskan dalam suasana mengurangkan. Kedua-duanya memberikan kekonduksian tertinggi, dan gred kuprum khas digunakan hanya apabila sifat pemesinan atau suhu tertentu diperlukan.
S: Apakah gred tembaga khas yang digunakan?
A: Kuprum arsenik menahan pelembutan dan digunakan untuk tiub pemeluwap, mesin tembaga telurium secara bebas untuk sesentuh dan penyambung, dan tembaga perak menahan pelembutan pada suhu tinggi untuk kerja bar bas dan komutator.
S: Piawaian manakah yang mengawal klasifikasi?
A: GB/T 5231 untuk penetapan aloi tembaga dan tembaga tempa, GB/T 2059 untuk jalur, ASTM B152/B152M untuk produk rata tembaga, ASTM B36/B36M untuk loyang, ASTM B103/B103M dan ASTM B139/B139M untuk nombor bahan phosphor Eropah dan 139M 1190-1 untuk jawatan antarabangsa.
