L'ottone è un binario lega composto da rame e zinco che è stato prodotto per millenni ed è apprezzato per la sua lavorabilità, durezza, corrosione resistenza e aspetto attraente.
Proprietà
- Tipo di lega: binario
- Contenuto: rame e zinco
- Densità: 8,3-8,7 g / cm3
- Punto di fusione: 1652-1724 ° F (900-940 ° C)
- Durezza di Moh: 3-4
caratteristiche
Le proprietà esatte dei diversi ottoni dipendono dalla composizione della lega di ottone, in particolare dal rapporto rame-zinco. In generale, tuttavia, tutti gli ottoni sono apprezzati per la loro lavorabilità o per la facilità con cui il metallo può essere formato nelle forme e nelle forme desiderate mantenendo alta resistenza.
Mentre ci sono differenze tra gli ottoni con alto e basso contenuto di zinco, vengono considerati tutti gli ottoni malleabile e duttile (ottone a basso contenuto di zinco di più). Grazie al suo basso punto di fusione, l'ottone può anche essere fuso in modo relativamente semplice. Tuttavia, per le applicazioni di fusione, di solito è preferito un elevato contenuto di zinco.
Gli ottoni con un contenuto di zinco inferiore possono essere facilmente lavorati a freddo, saldati e brasati. Un alto contenuto di rame consente inoltre al metallo di formare uno strato di ossido protettivo (patina) sulla sua superficie protegge da ulteriore corrosione, una proprietà preziosa nelle applicazioni che espongono il metallo all'umidità e agli agenti atmosferici.
Il metallo ha sia un buon calore che conduttività elettrica (la sua conduttività elettrica può variare dal 23% al 44% di quella del rame puro) ed è resistente all'usura e alle scintille. Come il rame, le sue proprietà batteriostatiche hanno portato al suo uso in sanitari e strutture sanitarie.
L'ottone è considerato una lega a basso attrito e non magnetica, mentre le sue proprietà acustiche hanno portato al suo uso in molti strumenti musicali "brass band". Artisti e architetti apprezzano le proprietà estetiche del metallo, in quanto può essere prodotto in una gamma di colori, dal rosso intenso al giallo dorato.
applicazioni
Le preziose proprietà dell'ottone e la relativa facilità di produzione l'hanno resa una delle leghe più utilizzate. Compilare un elenco completo di tutte le applicazioni di ottone sarebbe un compito colossale, ma avere un'idea delle industrie e i tipi di prodotti in cui si trova l'ottone possiamo classificare e sintetizzare alcuni usi finali in base al grado di ottone Usato:
Ottone a taglio libero (ad es. Ottone C38500 o 60/40):
- Dadi, bulloni, parti filettate
- terminali
- Jets
- rubinetti
- iniettori
Storia
Le leghe di rame-zinco furono prodotte già nel V secolo a.C. in Cina e furono ampiamente utilizzate in Asia centrale nel II e III secolo a.C. Questi pezzi di metallo decorativo, tuttavia, possono essere meglio indicati come "leghe naturali", in quanto non vi è alcuna prova che i loro produttori abbiano consapevolmente legato rame e zinco. Invece, è probabile che le leghe siano state fuse da minerali di rame ricchi di zinco, producendo metalli grezzi simili ad ottone.
Documenti greci e romani suggeriscono che la produzione intenzionale di leghe simili all'ottone moderno, usando il rame e un minerale ricco di ossido di zinco noto come calamina, avvenne intorno al I secolo a.C. L'ottone di calamina è stato prodotto usando un processo di cementazione, per cui il rame è stato fuso in un crogiolo con minerale smithsonite (o calamina) macinato.
Alle alte temperature, lo zinco presente in tale minerale si trasforma in vapore e permea il rame, producendo così un ottone relativamente puro con contenuto di zinco del 17-30%. Questo metodo di produzione dell'ottone fu utilizzato per quasi 2000 anni fino all'inizio del XIX secolo. Non molto tempo dopo che i romani avevano scoperto come produrre l'ottone, la lega veniva utilizzata per la conio nelle aree della Turchia moderna. Questo presto si diffuse in tutto l'impero romano.
tipi
'Ottone' è un termine generico che si riferisce a una vasta gamma di leghe rame-zinco. In effetti, ci sono oltre 60 diversi tipi di ottone specificati dalle norme EN (norma europea). Queste leghe possono avere una vasta gamma di composizioni diverse a seconda delle proprietà richieste per una particolare applicazione.
Produzione
L'ottone è spesso prodotto da rottami di rame e lingotti di zinco. Il rame di scarto viene selezionato in base alle sue impurità, poiché alcuni elementi aggiuntivi sono desiderati per produrre l'esatto grado di ottone richiesto.
Poiché lo zinco inizia a bollire e vaporizza a 1665 ° F (907 ° C), al di sotto del punto di fusione del rame a 1083 ° C (1981 ° F), il rame deve prima essere fuso. Una volta fuso, lo zinco viene aggiunto con un rapporto appropriato per il grado di ottone prodotto. Mentre si tiene ancora conto della perdita di zinco per vaporizzazione.
A questo punto, qualsiasi altro metallo aggiuntivo, come ad esempio condurre, alluminio, silicio o arsenico vengono aggiunti alla miscela per creare la lega desiderata. Una volta che la lega fusa è pronta, viene versata negli stampi dove si solidifica in grandi lastre o billette. Le billette - il più delle volte in ottone alfa-beta - possono essere trasformate direttamente in fili, tubi e tubi tramite estrusione a caldo, il che comporta la spinta del metallo riscaldato attraverso una matrice o la forgiatura a caldo.
Se non estrusi o forgiati, le billette vengono quindi riscaldate e alimentate attraverso rulli in acciaio (un processo noto come laminazione a caldo). Il risultato sono lastre con uno spessore inferiore a mezzo pollice (<13 mm). Dopo il raffreddamento, l'ottone viene quindi alimentato attraverso una fresatrice, o scalper, che taglia uno strato sottile dal metallo per rimuovere i difetti di fusione superficiale e l'ossido.
In atmosfera gassosa per prevenire l'ossidazione, la lega viene riscaldata e laminata di nuovo, un processo noto come ricottura, prima di essere nuovamente arrotolato a temperature più fredde (laminazione a freddo) su fogli di spessore di circa 0,1 "(2,5 mm). Il processo di laminazione a freddo deforma la struttura a grana interna dell'ottone, risultando in un metallo molto più forte e duro. Questo passaggio può essere ripetuto fino a raggiungere lo spessore o la durezza desiderati.
Infine, i fogli vengono segati e tranciati per produrre la larghezza e la lunghezza richieste. Tutti i fogli, i materiali in ottone fuso, forgiato ed estruso sono sottoposti a un bagno chimico, generalmente costituito da acido cloridrico e solforico, per rimuovere la scaglia di ossido di rame nero e offuscare.