Без проводников — никуда

Медь (лат. Cuprum) — один из семи металлов, узнаваемых с глубокой древности. Значимые припасы медных руд находятся в США, Чили, Рф (Урал), Казахстане (Джезказган), Канаде, Замбии и Заире.

Медь заходит в состав более 150 минералов, промышленное применение отыскали 17 из них, в том числе: борнит (Cu5FeS4), халькопирит (медный колчедан — CuFeS2), халькозин (медный блеск — Cu2S), ковеллин (CuS), малахит (Cu2(OH)2[CO3]). Переработка сульфидных руд дает около 80% от всей добываемой меди.

В природе Встречается и самородная медь.

Незапятнанная медь — ковкий и мягкий металл в изломе розоватого цвета, довольно тяжкий, хороший проводник тепла и электричества, просто подвергается обработке давлением. Конкретно эти свойства позволяют использовать изделия из меди в электротехнике — в настоящее время более 70% всей производимой меди идет на выпуск электротехнических изделия. Для изделий с максимальной электропроводностью, употребляют так именуемую «безкислородную» медь. В иных случаях пригодна и технически незапятнанная медь, содержащая 0,02-0,04% кислорода.

Главные свойства меди: удельный вес — 8,93 г/cм3, температура плавления — 1083°С, удельное электронное сопротивление меди при 20°С 0,0167 Ом*мм2/м. Незапятнанная медь обладает высочайшей электронной проводимостью (на втором месте после серебра). Конкретно это качество меди употребляют в промышленности для производства электротехнических шин из меди.

Медные шины делаются по ГОСТ 434-78. Состояния в котором поставляются медные шины потребителю: не отожженная (маркировка — Т-твердое), отожженным (М-мягкое) и ТВ-твердые шины, сделанные из бескислородной меди.

В деформированном состоянии крепкость меди выше, чем у отожженного металла, а значения электропроводности понижены.

Сплавы, повышающие крепкость и улучшающие другие характеристики меди, получают введением в нее добавок, таких, как цинк, олово, кремний, свинец, алюминий, марганец, никель. На сплавы идет более 30% меди.

Латуни — сплавы меди с цинком (меди от 60 до 90% и цинка от 40 до 10%) — прочнее меди и менее подвержены окислению. При присадке к латуни кремния и свинца увеличиваются ее антифрикционные свойства, при присадке олова, алюминия, марганца и никеля растет противокоррозийная стойкость. Листы, литые изделия употребляются в машиностроении, в особенности в химическом, в оптике и приборостроении, в производстве сеток для целлюлознобумажной индустрии.

Бронзы. Ранее бронзами называли сплавы меди (80-94%) и олова (20-6%). В настоящее время создают безоловянные бронзы, называемые по главному вослед за медью компоненту.

Дюралевые бронзы содержат 5-11% алюминия, владеют высочайшими механическими качествами в сочетании с антикоррозийной стойкостью.

Свинцовые бронзы, содержащие 25-33% свинца, употребляют приемущественно для производства подшипников, работающих при больших давлениях и больших скоростях скольжения.

Кремниевые бронзы, содержащие 4-5% кремния, используют как дешевенькие заменители оловянных бронз.

Бериллиевые бронзы, содержащие 1,8-2,3% бериллия, отличаются твердостью после закалки и высокой упругостью. Их применяют для производства пружин и пружинящих изделий.

Кадмиевые бронзы — сплавы меди с небольшим количества кадмия (до1%) — употребляют при производстве троллейных проводов, для производства арматуры водопроводных и газовых линий и в машиностроении.

Припои — сплавы цветных металлов, используемые при пайке для получения цельного паяного шва. Посреди жестких припоев известен медносеребряный сплав (44,5-45,5% Ag; 29-31% Cu; остальное — цинк).

В России медные шины изготавливают нескольких заводов: Каменск-Уральский ОЦМ, Кольчугинский ОЦМ, Кировский ОЦМ.

Мировое создание меди в 2007 году подросло на 2,5% по сравнению с 2006 г. и составило 17,76 млн. тонн. Потребление меди в 2007 году подросло на 4%, при всем этом медное потребление Китая взлетело на 25% за год, в то время как медное потребление в США резко свалилось на 20%.

Алюминий и его сплавы

Алюминий и ряд сплавов на его базе находят применение в электротехнике, благодаря неплохой электропроводности, коррозионной стойкости, маленькому удельному весу, и, что важно, наименьшей ценой, по сравнению с медью и ее проводниковыми сплавами.

В зависимости от величины удельного электросопротивления, дюралевые сплавы подразделяют на проводниковые и сплавы с повышенным электронным сопротивлением.

Удельная электронная проводимость электротехнического алюминия марок А7Е и А5Е составляет порядка 60% от проводимости отожженной меди по международному эталону. Технический алюминий АД0 и электротехнический А5Е употребляют для производства проводов, кабелей и шин. Применение в электротехнической индустрии получили низколегированные сплавы алюминия системы Al-Mg-Si АД31, АД31Е.

В земной коре содержится 8,8% алюминия. Это 3-ий по распространенности в природе элемент после кислорода и кремния и первый — посреди металлов. Он входит в состав глин, полевых шпатов, слюд. Понятно несколько сотен минералов Al (алюмосиликаты, бокситы, алуниты и другие). Важный минерал алюминия — боксит содержит 28-60% глинозема — оксида алюминия Al2O3.

В чистом виде алюминий в первый раз был получен датским физиком Х. Эрстедом в 1825 году, хотя и является самым всераспространенным металлом в природе.

Создание алюминия осуществляется электролизом глинозема Al2O3 в расплаве криолита NaAlF4 при температуре 950°C.

Главные свойства алюминия: плотность — 2,7×103 кг/м3, удельная теплоемкость алюминия при 20°C — 0,21 кал/град, температура плавления — 658,7°C, температура кипения алюминия — 2000°C, коэффициент линейного расширения алюминия (при температуре около 20°C) : — 22,9 × 106(1/град)

Сплавы алюминия, повышающие его крепкость и улучшающие другие характеристики, получают введением в него легирующих добавок, таких, как медь, кремний, магний, цинк, марганец.

Дуралюмин (дюраль, дюралюминий, от названия германского городка, где было начато промышленное создание сплава) — плав алюминия (база) с медью (Cu: 2,2-5,2%), магнием (Mg: 0,2-2,7%) марганцем(Mn: 0,2-1%). Подвергается закалке и старению, нередко плакируется алюминием. Является конструкционным материалом дла авиационного и транспортного машиностроения.

Силумин — легкие литейные сплавы алюминия (база) с кремнием (Si: 4-13%), время от времени до 23% и некоторыми другими элементами: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Из него изготавливают детали сложной конфигурации, приемущественно в авто- и авиастроении.

Магналии — сплавы алюминия (база) с магнием (Mg: 1-13%) и другими элементами, владеющие высочайшей коррозийной стойкостью, неплохой свариаемостью, высочайшей пластичностью. Из них изготавливают фасонные отливки (литейные магналии), листы, проволоку, заклепки и т. д. (деформируемые магналии).

По широте внедрения сплавы алюминия занимают 2-ое место после стали и чугуна.

Несколько увлекательных фактов про алюминий:

• в теле взрослого человека находится до 140 мг алюминия,
  

• 1 кг алюминия в автомобиле сберегает более 10 л бензина на каждые 200 тысяч км,

• алюминий содержится даже в яблоках — до 150 мг/кг,
  

• каждый 20-й из атомов, слагающих верхнюю оболочку нашей планеты — это атом алюминия,

• дневная потребность взрослого человека в алюминии оценивается в 2,45 мг.

При более низкой удельной проводимости (около 56% от отожженной меди), дюралевые проводниковые сплавы имеют то же предназначение, что и электротехнический алюминий. Такие сплавы употребляют для обеспечения требований высочайшей прочности, ползучести и др. специальных требований. Дюралевые шины изготавливают по ГОСТ 15176-89 из сплавов АД31 и АД31Т, пореже АД0.

Мировое потребление первичного алюминия в 2007 г. составило 37,52 млн. тонн, что на 3,184 млн. тонн (либо на 9,3%) больше, чем в 2006 г. Мировое создание первичного алюминия подросло в 2007 г. на 4,024 млн. тонн по сравнению с 2006 г. и достигнуло 38,02 млн. тонн.

Производители медной продукции

Наикрупнейший производитель меди на российском рынке — ГМК «Норильский никель»

2-ой по величине производитель меди в нашей стране — холдинг УГМК.

3-ий большой игрок русского рынка — «Русская медная компания». В состав ЗАО «Русская медная компания» входят 11 предприятий, действующих в четырех областях Рф, а также на территории Казахстана

На рынке находятся медные шины нескольких заводов: Каменск-Уральского ОЦМ, Кольчугинского ОЦМ, Артемовского ОЦМ, Кировского ОЦМ. Кировский и Кольчугинский ОЦМ входят в состав ОАО «УГМК».

Технологии и цены

Так, как разработка производства медных шин известна, и на всех заводах фактически схожа, для потребителя на первый план выступает соотношение стоимость/качество. Российские предприятия — фавориты отрасли в настоящее время выпускают доброкачественную продукцию и соревнуются меж собой, в основном, по цене. Но, говоря о качестве медных шин, необходимо отметить, что примеси даже в очень малозначительных количествах значительно понижают электропроводность меди. Потому браку тут не место.

В то же время забугорными и отечественными предприятиями предлагаются новаторские решения, дозволяющие выпускать продукцию с четко данными параметрами свойства. Более того, в особо ответственных моментах изготовка медных шин происходит по собственным, время от времени необычным, решениям.

К примеру, ОАО «КУЗОЦМ» выпускает коллекторные полосы из сплава меди с серебром. Таковой сплав превосходит медь по эксплуатационным чертам, а в отличие от сплава меди с кадмием является экологически незапятнанным. Завод производит и целый ряд электротехнических профилей ответственного предназначения. В частности это — медные прямоугольные электротехнические профили, такие, как полутвердые шины, твердые шины с повышенной чистотой поверхности: шины с полным закруглением малых сторон сечения различной твердости и др.

Шины полутвердые выпускаются для ублажения требований ВS1432 британских эталонов по качеству поверхности и получения механических параметров, отвечающих полутвердому состоянию. Шины делаются из прессованной заготовки за два прохода волочения с промежуточным отжигом, а чистовое волочение проводится с пониженной степенью деформации по сравнению с традиционной схемой производства жестких шин.

Шины с повышенной чистотой поверхности, созданные для следующего электролитического покрытия их серебром, обеспечивающего самую большую электропроводность в месте контакта, и это диктует особенные требования к шероховатости их поверхности (Rz≤0,63 мкм по ГОСТ 2789-73). Требуемый заказчиком показатель шероховатости достигнут на КУЗОЦМ целым рядом технологических приемов — применением завышенных суммарных обжатий при волочении, дополнительной подготовкой поверхности протяжки перед чистовым волочением, соответственной обработкой канала специальной формы составных и монолитных волочил. Обозначенный выше гарантированный уровень шероховатости (Rz≤0,63 мкм) позволяет обеспечить нанесение покрытий данной, однородной по поверхности шины толщины. Тем удается сделать контактные поверхности, владеющие малым переходным сопротивлением и высокой электропроводностью.

Шины с полным закруглением малых сторон сечения, то есть с радиусом закругления, равным половине толщины шины владеют определенными преимуществами по сравнению с традиционными: увеличивается износостойкость изоляционного покрытия вследствие отсутствия его извивов в углах профиля, достигается значимая экономия меди, улучшаются характеристики рассредотачивания токовой нагрузки по сечению шины.

Через несколько месяцев дела русских производителей электротехнической продукции и их зарубежных соперников должны перейти в новую стадию. Это связано со вступлением в ВТО. С одной стороны, вступление в ВТО открывает перед русскими производителями наружный рынокС другой стороны, вступление в ВТО значит непременное понижение ввозных экспортных пошлин, которые должны уменьшиться за 3-4 года чуть ли не в полтора раза. И главная конкурентность будет в качестве продукции.

Н. Александров. Металлы и цены