Vask ja alumiinium elektrotehnikas

Pole juhendeid - mitte kuskil

Vask (lat. Cuprum) — üks seitsmest antiikajast tuntud metallist. Märkimisväärsed vasemaagi varud on USA-s, Tšiilis, Venemaal (Uuralis), Kasahstanis (Jezkazgan), Kanadas, Sambias ja Zaire'is.

Vask on osa enam kui 150 mineraalist, neist 17 on leidnud tööstuslikku kasutust, sealhulgas: borniit (Cu5FeS4), kalkopüriit (vaskpüriit – CuFeS2), kalkotsiit (vaseläige – Cu2S), kovelliit (CuS), malahhiit (Cu2 ( OH) ) 2 [CO3]). Sulfiidmaakide töötlemine annab umbes 80% kogu kaevandatavast vasest.

Kohalikku mett leidub ka looduses.

Puhas vask – tempermalmist ja pehme roosa rabe metall, üsna raske, suurepärane soojus- ja elektrijuht, kergesti alluv survetöötlusele. Just need omadused võimaldavad kasutada vasktooteid elektrotehnikas — praegu kasutatakse üle 70% kogu toodetud vasest elektritoodete tootmiseks. Maksimaalse elektrijuhtivusega toodete puhul kasutatakse nn "hapnikuvaba" vaske. Muudel juhtudel sobib ka kaubanduslik puhas vask, mis sisaldab 0,02-0,04% hapnikku.

Vase peamised omadused: erikaal - 8,93 g / cm3, sulamistemperatuur - 1083 ° C,elektritakistus vask temperatuuril 20 ° C 0,0167 Ohm * mm2 / m. Puhtal vasel on kõrge elektrijuhtivus (hõbeda järel teisel kohal). Seda vase kvaliteeti kasutatakse tööstuses vasest elektrisiinide valmistamiseks.

Vasest siinid toodetakse vastavalt standardile GOST 434-78. Seisund, milles vasest siinid tarbijale tarnitakse: kuumutamata (märgistus-T-kõva), lõõmutatud (M-pehme) ja TV-kõvad hapnikuvabast vasest siinid.

Deformeerunud olekus on vase tugevus suurem kui lõõmutatud metallil ja elektrijuhtivuse väärtused vähenevad.

Sulamid, mis suurendavad vase tugevust ja parandavad muid omadusi, saadakse, lisades sellesse lisandeid, nagu tsink, tina, räni, plii, alumiinium, mangaan ja nikkel. Sulamites kasutatakse üle 30% vaske.

Messing – vasesulamid tsingiga (vask 60–90% ja tsink 40–10%) – vasest tugevam ja oksüdeerumisele vähem vastuvõtlik. Räni ja plii lisamisega messingile paranevad selle hõõrdevastased omadused, tina, alumiiniumi, mangaani ja nikli lisamisega suureneb korrosioonikindlus. Lehte ja valatud tooteid kasutatakse masinaehituses, eriti keemiatööstuses, optikas ja instrumentide valmistamisel, tselluloosi- ja paberitööstuse võrkude tootmisel.

Pronks... Varem nimetati pronksiks vase (80-94%) ja tina (20-6%) sulameid. Nüüd toodetakse valendikuta pronkse, mis on oma nime saanud vase põhikomponendi järgi.

Alumiiniumpronksmaterjalid sisaldavad 5-11% alumiiniumi, neil on kõrged mehaanilised omadused koos korrosioonikindlusega.

25-33% pliid sisaldavaid pliipronkse kasutatakse peamiselt kõrgel rõhul ja suurel libisemiskiirusel töötavate laagrite tootmiseks.

Tinapronksi odavate asendajatena kasutatakse 4-5% räni sisaldavaid ränipronkse.

Berülliumpronksidele, mis sisaldavad 1,8-2,3% berülliumi, on iseloomulik kõvadus pärast kõvenemist ja kõrge elastsus. Nendest valmistatakse vedrusid ja vedrutooteid.

Kaadmiumpronkse – väikese kaadmiumisisaldusega vasesulamid (kuni 1%) – kasutatakse kärude kärude valmistamisel, vee- ja gaasitorude liitmike valmistamisel ning masinaehituses.

Joodised — värviliste metallide sulamid, mida kasutatakse jootmisel monoliitse keevisõmbluse saamiseks. Kõvajoodiste hulgast on tuntud vase-hõbeda sulam (44,5-45,5% Ag; 29-31% Cu; ülejäänu on tsink).

Venemaal toodavad vaskrehve mitmed tehased: OCM Kamensk-Uralsky, OCM Kolchuginsky, OCM Kirovsky.

Maailma vase tootmine kasvas 2007. aastal 2006. aastaga võrreldes 2,5% ja ulatus 17,76 miljoni tonnini. Vase tarbimine kasvas 2007. aastal 4%, kusjuures Hiina vase tarbimine hüppas aastaga 25%, samas kui USA vase tarbimine langes järsult 20%.

Alumiinium ja selle sulamid

Alumiiniumi ja mitmeid sellel põhinevaid sulameid kasutatakse elektrotehnikas tänu heale elektrijuhtivusele, korrosioonikindlusele, madalale erikaalule ja, mis oluline, madalamale maksumusele võrreldes vase ja selle juhtivate sulamitega.

Sõltuvalt elektritakistuse suurusest jaotatakse alumiiniumsulamid juhtivateks ja suure elektritakistusega sulamiteks.

Elektrilise alumiiniumi klasside A7E ja A5E erijuhtivus moodustab rahvusvahelise standardi järgi umbes 60% lõõmutatud vase juhtivusest. Juhtmete, kaablite ja rehvide tootmiseks kasutatakse tehnilist alumiiniumi AD0 ja elektrialumiiniumist A5E. Elektritööstuses kasutatakse süsteemide Al-Mg-Si AD31, AD31E madala legeeritud alumiiniumsulameid.

Maakoor sisaldab 8,8% alumiiniumi. See on hapniku ja räni järel looduses leviku poolest kolmas element ning metallide seas esimene. See on osa savidest, päevakividest, vilgukividest. Al-mineraale on teada mitusada (alumosilikaadid, boksiidid, aluniidid jt). Kõige olulisem alumiiniummineraal — boksiit sisaldab 28–60% alumiiniumoksiidi — alumiiniumoksiidi Al2O3.

Puhtal kujul sai alumiiniumi esimest korda 1825. aastal Taani füüsik H. Oersted, kuigi see on looduses kõige levinum metall.

Alumiiniumi tootmine toimub alumiiniumoksiidi Al2O3 elektrolüüsiga krüoliitsulamis NaAlF4 temperatuuril 950 ° C.

Alumiiniumi peamised omadused: tihedus - 2,7 × 103 kg / m3, alumiiniumi erisoojus 20 ° C - 0,21 cal / kraad, sulamistemperatuur - 658,7 ° C, alumiiniumi keemistemperatuur - 2000 ° C, joonpaisumise koefitsient alumiinium (temperatuuril umbes 20 °C): — 22,9 × 106 (1 / kraad)

Alumiiniumisulamid, mis suurendavad selle tugevust ja parandavad muid omadusi, saadakse legeerivate lisandite, nagu vask, räni, magneesium, tsink, mangaan, sisseviimisel.

Duralumiinium (duralumiinium, duralumiinium, Saksa linna nimest, kus sulami tööstuslik tootmine algas) - alumiiniumsulam (alus) vasega (Cu: 2,2-5,2%), magneesium (Mg: 0,2-2,7%) mangaan ( Mn 0,2-1%). Karastatud ja vanandatud, sageli vooderdatud alumiiniumiga. See on lennundus- ja transporditehnika ehitusmaterjal.

Silumiin — alumiiniumi (alus) kerged sulamid räniga (Si: 4-13%), mõnikord kuni 23% ja mõned muud elemendid: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). See toodab keeruka konfiguratsiooniga osi, peamiselt auto- ja lennutööstuses.

Magnalia — alumiiniumsulamid (alus) magneesiumiga (Mg: 1-13%) ja muude elementidega, millel on kõrge korrosioonikindlus, hea keevitatavus, kõrge plastilisus. Nendest valmistatakse voolitud valandeid (valatud magnaalia), lehtede, traadi, neetide jms. (Deformeeritav Magnalia).

Kasutusala poolest on alumiiniumisulamid terase ja malmi järel teisel kohal.

Mõned huvitavad faktid alumiiniumi kohta:

• Täiskasvanu kehas on kuni 140 mg alumiiniumi,

• 1 kg alumiiniumi autos säästab rohkem kui 10 liitrit bensiini iga 200 tuhande kilomeetri kohta,

• isegi õunad sisaldavad alumiiniumi - kuni 150 mg / kg,

• iga 20. aatomitest, mis moodustavad meie planeedi ülemise kesta, on alumiiniumi aatom,

• täiskasvanu päevane alumiiniumivajadus on hinnanguliselt 2,45 mg.

Madalama erijuhtivusega (umbes 56% lõõmutatud vasest) on alumiiniumi juhtmesulamid samad otstarved kui elektrialumiinium. Selliseid sulameid kasutatakse kõrgete tugevus-, roome- ja muude erinõuete täitmiseks.Alumiiniumrehve toodetakse vastavalt standardile GOST 15176-89 sulamitest AD31 ja AD31T, harvem AD0.

Primaaralumiiniumi tarbimine maailmas oli 2007. aastal 37,52 miljonit tonni, mis oli 3,184 miljonit tonni (ehk 9,3%) rohkem kui 2006. aastal. Primaaralumiiniumi toodang maailmas kasvas 2007. aastal 2006. aastaga võrreldes 4,024 miljoni tonni võrra ja jõudis 38,02 miljoni tonnini.

Vasetoodete tootjad

Suurim vasetootja Venemaa turul on MMC Norilsk Nickel

Meie riigi suuruselt teine ​​meetootja on UMMC holding.

Kolmas suur tegija Venemaa turul on Russian Copper Company. CJSC "Russian Copper Company" hõlmab 11 ettevõtet, mis tegutsevad neljas Venemaa piirkonnas, aga ka Kasahstani territooriumil.

Turul on vaskrehve mitmest tehasest: Kamensk-Uralsky OCM, Kolchuginsky OCM, Artemovsky OCM, Kirovsky OCM. Kirovsky ja Kolchuginsky OCM on osa OJSC UMMC-st.

Tehnoloogiad ja hinnad

Kuna vaskbusside valmistamise tehnoloogia on teada ja kõikides tehastes praktiliselt sama, siis tuleb tarbija jaoks esiplaanile hinna/kvaliteedi suhe. Kodumaised ettevõtted - tööstusharu liidrid toodavad praegu kvaliteetseid tooteid ja konkureerivad omavahel peamiselt hinna osas. Kuid rääkides vasest siinide kvaliteedist, tasub märkida, et lisandid, isegi väga väikestes kogustes, vähendavad oluliselt vase elektrijuhtivust. Seetõttu pole siin abielul kohta.

Samal ajal pakuvad välis- ja kohalikud ettevõtted uuenduslikke lahendusi, mis võimaldavad neil toota selgelt määratletud kvaliteediparameetritega tooteid.Pealegi toimub eriti kriitilistel hetkedel vaskrehvide tootmine meie endi, kohati originaalsete lahenduste järgi.

Näiteks toodab OJSC «KUZOTSM» vase-hõbedasulamist kollektorlinte. Selline sulam ületab tööomaduste poolest vaske ja erinevalt vase ja kaadmiumi sulamist on keskkonnasõbralik. Tehas toodab ka mitmeid kriitilisi elektriprofiile. Eelkõige on need ristkülikukujulised vasest elektriprofiilid, nagu pooljäigad rehvid, suurema pinnakattega täisrehvid: erineva kõvadusega sektsiooni väikeste külgede täieliku ümardamisega rehvid jne.

Pooljäigad rehvid on valmistatud Briti BS1432 pinnakvaliteedi nõuete täitmiseks ja pooljäikate mehaaniliste omaduste saamiseks. Rehvid valmistatakse pressitud toorikust kahe tõmbekäiguga vahepealse lõõmutusega ning viimistlus toimub traditsioonilise täisrehvi valmistamise skeemiga võrreldes väiksema deformatsiooniastmega.

Suurendatud pinnapuhtusega rehvid, mis on ette nähtud nende järgnevaks elektrolüütiliseks katmiseks hõbedaga, tagades kokkupuutepunktis kõrgeima elektrijuhtivuse ja see määrab erinõuded nende pinnakaredusele (Rz≤0,63 mikronit vastavalt standardile GOST 2789-73). Kliendi nõutav karedusnäitaja saavutati KUZOTsM-is mitmete tehnoloogiliste meetoditega - suurendatud summaarsete vähendamiste kasutamine joonistamise ajal, tõmbepinna täiendav ettevalmistamine enne joonistamise lõpetamist ja spetsiaalse kujuga kanali vastav töötlemine komposiit- ja monoliitvormidest. . Ülaltoodud garanteeritud kareduse tase (Rz≤0,63 mikronit) võimaldab kanda rehvi pinnale ühtlaselt etteantud paksusega katteid.Nii on võimalik luua madala kontakttakistusega ja kõrge elektrijuhtivusega kontaktpindu.

Rehvidel, mille sektsiooni väikesed küljed on täielikult ümardatud, st mille kumerusraadius on võrdne poole rehvi paksusest, on traditsiooniliste ees teatud eelised: isolatsioonikatte kulumiskindlus suureneb painde puudumise tõttu. profiili nurkades saavutatakse märkimisväärne vase kokkuhoid ning sektsiooni voolukoormuse jaotumise näitajad on täiustatud rehvid.

Mõne kuu pärast peaksid Venemaa elektritoodete tootjate ja nende välismaiste konkurentide suhted liikuma uude etappi. Selle põhjuseks on ühinemine WTOga. Ühest küljest avab WTOga liitumine Venemaa tootjatele välisturu. Teisest küljest tähendab WTO-ga liitumine kohustuslikku imporditollimaksude langetamist, mida tuleks 3 4 aastaga vähendada ligi poolteist korda. Peamine konkurents saab olema toodete kvaliteedis.

N. Aleksandrov. Metallid ja hinnad