Đồng và hợp kim của đồng
Định nghĩa kim loại đồng
Đồng là kim loại có một dạng thù hình, có mạng lập phương tâm mặt với thông số mạng a = 3,6A0 có các tính chất như sau:
- Khối lượng riêng lớn (g = 8,94g/cm3) lớn gấp 3 lần nhôm.
- Tính chống ăn mòn tốt.
- Nhiệt độ nóng chảy tương đối cao (10830C)
- Độ bền không cao (σb = 16Kg/mm2, HB = 40) nhưng tăng mạnh khi biến dạng nguội (σb = 45Kg/mm2, HB = 125). Do vậy một trong những biện pháp hóa bền đồng là biến dạng nguội. Mặc dù có độ cứng không cao nhưng đồng lại có khả năng chống mài mòn tốt.
- Tính công nghệ tốt, dễ dát mỏng, kéo sợi tuy nhiên tính gia công cắt kém.
- Theo TCVN đồng được ký hiệu bằng chữ Cu và theo sau nó là số chỉ hàm lượng %Cu (Cu99,99; Cu99,97; Cu99,95; Cu99,90)
- Theo tiêu chuẩn CDA (Copper Development Association) của Mỹ thì đồng nguyên chất được ký hiệu CDA 1xx. Ví dụ CDA 110.
Hợp kim của đồng
Có nhiều cách phân loại hợp kim của đồng nhưng phổ biến nhất là phân loại theo thành phần hóa học. Theo phương pháp này người ta chia hợp kim của đồng ra làm hai loại:
a. Latông (đồng vàng hay đồng thau): là hợp kim của đồng mà hai nguyên tố chủ yếu là đồng và kẽm. Ngoài ra còn có các nguyên tố khác như Pb, Ni, Sn...
Latông theo TCVN 1695-75 được ký hiệu bằng chữ L sau đó là các chữ ký hiệu tên nguyên tố hóa học và chỉ số thành phần của nó. Latông được chia thành hai nhóm:
- Latông đơn giản: là hợp kim của hai nguyên tố Cu-Zn với lượng chứa Zn ít hơn 45%. Zn nâng cao độ bền và độ dẻo của hợp kim đồng. Khi lượng Zn cao vượt quá 50% trong hợp kim Cu-Zn thì nó sẽ trở nên cứng và dòn.. Các mác thường dùng là LCuZn10, LCuZn20, LCuZn30 làm các ống tản nhiệt, ống dẫn và các chi tiết dập sâu vì loại này có độ dẻo cao.
- Latông phức tạp: là hợp kim trong đó ngoài Cu và Zn còn đưa thêm vào một số nguyên tố như Pb, Al, Sn, Ni… để cải thiện tính chất của hợp kim. Ví dụ: Pb làm tăng tính cắt gọt, Sn làm tăng tính chống ăn mòn, Al và Ni làm tăng cơ tính. Các loại latông phức tạp thường dùng: LCuZn29Sn1, LCuZn40Pb1.
Theo tiêu chuẩn CDA: latông đơn giản được ký hiệu CDA 2xx, ví dụ CDA 240 tương đương với LCuZn20. Latông phức tạp được ký hiệu CDA 3xx hoặc CDA 4xx, ví dụ CDA 370 tương đương với LCuZn40Pb1.
b. Brông (đồng thanh)
Là hợp kim của đồng với các nguyên tố khác ngoại trừ Zn. Brông được ký hiệu bằng chữ B, tên gọi của brông được phân biệt theo nguyên tố hợp kim chính. Người ta phân biệt các loại đồng thanh khác nhau tùy thuộc vào nguyên tố hợp kim chủ yếu đưa vào: ví dụ như Cu-Sn gọi là brông thiếc; Cu - Al gọi là brông nhôm.
Brông thiếc: là hợp kim của đồng với nguyên tố hợp kim chủ yếu là thiếc.
Brông thiếc có độ bền cao, tính dẻo tốt, tính chống ăn mòn tốt, thường dùng loại BCuSn10Pb1, BCuSn5Zn2Pb5 để làm ổ trượt, bánh răng, lò xo…
Theo tiêu chuẩn CDA brông thiếc được ký hiệu: CDA 5xx, ví dụ: CAD 521.
Brông nhôm: là hợp kim của đồng với nguyên tố hợp kim chủ yếu là nhôm. Brông nhôm có độ bền cao hơn Brông thiếc, tính chống ăn mòn tốt nhưng có nhược điểm là khó đúc, thường dùng thay Brông thiếc vì rẻ tiền. Các loại Brông nhôm thường dùng là BCuAl9Fe4, BCuAl10Fe4Ni4.
Theo tiêu chuẩn CDA brông nhôm được ký hiệu: CDA6xx, ví dụ: CAD614.
Brông Berili: là hợp kim của đồng với nguyên tố hợp kim chính là Be, còn gọi là đồng đàn hồi. Hợp kim có độ cứng cao, tính đàn hồi rất cao, tính chống ăn mòn và dẫn điện tốt, thường dùng làm lò xo trong các thiết bị điện. Thường dùng với ký hiệu BCuBe2 tương đương với CDA 172.
