Медь (copper) в металлургии производят в виде катодов, литых или деформированных полуфабрикатов. Она обладает ценными технологическими свойствами: высокой электро- и теплопроводностью (2-е место среди металлов, уступая только серебру), хорошо обрабатывается давлением, резанием, легко сваривается, химически малоактивна. По механическим свойствам медь можно отвести к металлам со средней прочностью и высокой пластичностью (в зввисимости от чистоты: σв=220-260 МПа; σт=40-60 МПа; δ=40-45%; Е=125 ГПа).
Содержание меди в земной коре относительно невелико — 0,01%, при этом встречаются довольно крупные месторождения. Известно более 250 медь содержащих минералов, однако промышленное значение имеют халькопирит CuFeS2, халькозин Cu2S, ковелин CuS, малахит и азурит. Металлургическим путем медь получают обычно из сульфидных руд, содержащих от 0,5 до 10% Cu. Технологический процесс предусматривает гидрометаллургический цикл на обогатительных фабриках (дробление, измельчение, флотация) для отделения пустой породы; плавку в отражательной печи с переводом меди в штейн, который конвертируют в горизонтальных конверторах продувкой воздуха. Жидкую черновую медь очищают в анодных печах и разливают ее в аноды, которые подвергают электролитическому рафинированию, получая медные катоды, которые могут подвергать переплаву в индукционных печах, с последующей разливкой в вайербарсы. Содержание Cu в вайербарсах от 99,0 до 99,95%.
На основе меди производят медные сплавы: бронзы, латуни и медно-никелевые сплавы. Медь используют для пригововления лигатур на основе меди, легирования цветных сплавов, сталей и чугунов, производства медных порошков. Она служит основным материалом для проводов, кабелей, шин, контактов и других токопроводящих частей электрических агрегатов и установок. Ее применяют для изготовления теплообменников-нагревателей, холодильников, индукторов плавильных и нагревательных печей и т.д. Из меди производят все виды полуфабрикатов, получаемых обработкой давлением: плиты, листы, ленты, фольгу, поковки, штамповки, трубы, профили, проволоку.
Стандарты
Производство меди в Украине регламентируется ГОСТ 859-2001 «Медь. Марки».
Классификация и химический состав
Химический состав меди должен удовлетворять требованиям ГОСТ 859-2001, приведенным в табл. 1 и табл. 2. При учете и оформлении сопроводительной документации допускается указывать массовую долю примесей в меди всех марок в граммах на тонну (частях на миллион, ррм).
Таблица 1: Химический состав катодной меди по ГОСТ 859-2001
| Элемент | Массовая доля для марок, % | ||||
| М00к | М0к | М1к | М2к | ||
| Cu, не менее | — | 99,97 | 99,95 | 99,93 | |
| Примеси по группам, не более: | |||||
| 1 | Bi | 0,00020 | 0,0005 | 0,001 | 0,001 |
| Se | 0,00020 | — | — | — | |
| Te | 0,00020 | — | — | — | |
| Сумма 1-ой группы | 0,00030 | — | — | — | |
| 2 | Cr | — | — | — | — |
| Mn | — | — | — | — | |
| Sb | 0,0004 | 0,001 | 0,002 | 0,002 | |
| Cd | — | — | — | — | |
| As | 0,0005 | 0,001 | 0,002 | 0,002 | |
| P | — | 0,001 | 0,002 | 0,002 | |
| Сумма 2-ой группы | 0,0015 | — | — | — | |
| 3 | Pb | 0,0005 | 0,001 | 0,003 | 0,005 |
| 4 | S | 0,0015 | 0,002 | 0,004 | 0,010 |
| 5 | Sn | — | 0,001 | 0,002 | 0,002 |
| Ni | — | 0,001 | 0,002 | 0,003 | |
| Fe | 0,0010 | 0,001 | 0,003 | 0,005 | |
| Si | — | — | — | — | |
| Zn | — | 0,001 | 0,003 | 0,004 | |
| Co | — | — | — | — | |
| Сумма 5-ой группы | 0,0020 | — | — | — | |
| 6 | Ar | — | — | — | — |
| Сумма перечисленных примесей | 0,0065 | — | — | — | |
| О, не более | 0,01 | 0,015 | 0,02 | 0,03 | |
Таблица 2: Химический состав литой и деформированной меди по ГОСТ 859-2001
| Марка | Массовая доля элемента, % | |||||||
| Cu, не менее |
Cu+Ar, не менее |
Bi | Fe | Ni | Zn | Sn | Sb | |
| не более | ||||||||
| М00б | 99,99 | — | 0,0005 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
| М0б | — | 99,97 | 0,001 | 0,004 | 0,002 | 0,003 | 0,002 | 0,002 |
| М1б | — | 99,95 | 0,001 | 0,004 | 0,002 | 0,003 | 0,002 | 0,002 |
| М00 | 99,96 | — | 0,0005 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
| М0 | — | 99,93 | 0,0005 | 0,004 | 0,002 | 0,003 | 0,001 | 0,002 |
| М1 | — | 99,90 | 0,001 | 0,005 | 0,002 | 0,004 | 0,002 | 0,002 |
| М1р | — | 99,90 | 0,001 | 0,005 | 0,002 | 0,005 | 0,002 | 0,002 |
| М1ф | — | 99,90 | 0,001 | 0,005 | 0,002 | 0,005 | 0,002 | 0,002 |
| М2р | — | 99,70 | 0,002 | 0,05 | 0,2 | — | 0,05 | 0,005 |
| М3р | — | 99,50 | 0,003 | 0,05 | 0,2 | — | 0,05 | 0,05 |
| М2 | — | 99,70 | 0,002 | 0,05 | 0,2 | — | 0,05 | 0,005 |
| М3 | — | 99,50 | 0,003 | 0,05 | 0,2 | — | 0,05 | 0,05 |
Таблица 2: продолжение
| Марка | Массовая доля элемента, % | Способ получения (справочный) |
|||||
| As | Pb | S | O | P | Ag | ||
| не более | |||||||
| М00б | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,0003 | 0,002 | Переплавка катодов в восстановительной или в инертной атмосфере или вакууме |
| М0б | 0,002 | 0,003 | 0,003 | 0,001 | 0,002 | — | |
| М1б | 0,002 | 0,004 | 0,004 | 0,003 | 0,002 | — | |
| М00 | 0,001 | 0,001 | 0,002 | 0,003 | 0,0005 | 0,002 | Переплавка катодов |
| М0 | 0,001 | 0,003 | 0,003 | 0,004 | — | — | |
| М1 | 0,002 | 0,005 | 0,004 | 0,05 | — | — | |
| М1р | 0,002 | 0,005 | 0,005 | 0,01 | 0,002-0,012 | — | Переплавка катодов и лома меди с раскислением фосфором |
| М1ф | 0,002 | 0,005 | 0,005 | — | 0,012-0,04 | — | |
| М2р | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,005-0,06 | — | |
| М3р | 0,05 | 0,03 | 0,01 | 0,01 | 0,005-0,06 | — | |
| М2 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,07 | — | — | Огневое рафинирование и переплавка отходов и лома меди |
| М3 | 0,01 | 0,05 | 0,01 | 0,08 | — | — | |
Примечания:
- В меди марок М00б и М00 массовая доля селена не должна превышать 0,0005 %, теллура — 0,0005 %.
- По соглашению (контракту) изготовителя с потребителем допускается изготовление меди марки М0б с массовой долей кислорода не более 0,002 %.
- В обозначение меди марок M1 и M1p, предназначенной для электротехнической промышленности и подлежащей испытаниям на электропроводность, дополнительно включают букву Е.
Требования к физическим свойствам меди — удельному электрическому сопротивлению, спиральному удлинению (способности к рекристаллизации при заданных параметрах термической обработки), механическим свойствам устанавливают в стандартах на конкретные виды продукциии (или) соглашением (контрактом) сторон.
Литература
- ГОСТ 859-2001 «Медь. Марки».
- Энциклопедия неорганических материалов. В двух томах. К.: Высшая школа, 1977.
- Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Изд. 2-е испр. и доп. М: Металлургия, 1981. 416 с.
- Воздвиженский В.М. и др. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. — М.:Машиностроение, 1984. -432 с., ил.
Производители и поставщики
- A.M.P.E.R.E. Polska (г. Вроцлав, Польша)
- STANCHEM sp.j. (г. Люблин, Польша)
