Vask-nikli sulam: omadused, GOST. Vask-nikli sulamite tootmine. Müntide puhastamine vask-nikli sulamist

Vask kuulub värviliste metallide rühma . Puhas vormis on see kõrge termo- ja elektrijuhtivus, mistõttu seda kasutatakse peamiselt elektrotehnika valdkonnas. Vask on väga mitmekesine materjal, mida saab kergesti töödelda surve all külmas ja kuumas olekus.

Vase mehhaaniliste, disaini- ja kasutusomaduste parandamiseks kasutatakse selle ühendeid teiste metallidega. Sulandumisprotsessi tulemusena muutub kristallvõre struktuur, ioonide ja aatomite vahel tekivad täiendavad sidemed. See suurendab sulami tugevust võrreldes puhta metalliga.

Miks vask on nikliga sulatatud

Termotuumasünteesil on peamine legeeriv element nikkel . Sellel on korrosioonikindlus, seetõttu kasutatakse seda peamiselt karmistamiseks. Selle legeerimisel vaskga moodustuvad pidevad tahked lahused. Vask-nikli sulam omandab hulga uusi omadusi:

• Suureneb materjali kuumuskindlus;
• Elektrilise takistuse temperatuuri koefitsient on oluliselt vähenenud;
• Seal on suur korrosioonikindlus, eriti merevees.

Klassifikatsioon

Vase ja nikli sulamite omadused sõltuvad nikli ja teiste selles sisalduvate ainete osakaalust. Praegu on loodud palju uusi unikaalsete omadustega spetsiaalseid materjale. Sõltuvalt kasutusvaldkonnast on need jaotatud struktuurseteks ja elektrotehnilisteks.

• Konstruktsioonilised - neil on kõrge korrosiooni- ja tugevusomadused. Nende tooted on vastupidavad agressiivsetele keskkonnadele. See on nikli hõbe, nikli hõbe ja kunial. Selles loetelus on eraldi koht Monel, mille koosseis ja nende osakaal on mõnevõrra erinevad.
• Elektrotehnilised - iseloomustavad suurenenud elektritakistust ja termoelektrilisi omadusi, neid kasutatakse elektrienergia ja elektrotehnika valdkonnas. See on konstantaan, manganiin ja kopulid.

Keemilise koostise ja füüsikaliste omaduste tundmine võimaldab määrata vask-nikli sulamit ühes rühmas.

Melchior

Sisaldab umbes 80% vaske, umbes 20% niklit, samuti vähe mangaani ja rauda. Selline sulam oli teada inimestele juba III sajandil eKr. E. Nimega "valge vask" tänu helekollasele värvile, meenutab hõbedat. Sellel on kõrged korrosioonikindlad omadused, samuti suur tugevus ja kulumiskindlus, vask-nikli sulam. Sulamistemperatuur on umbes 1170 ° C. Hea plastilisus võimaldab teil toodetega survet avaldada. Kasutatakse kondensaatorite tootmisel, see toodab meditsiinivahendeid, odavaid ehteid, söögiriistu, münte.

Neusilber

See vask-nikli sulam, millel on hõbedane, rohekas värvusega tsink. Sõltuvalt brändist võib see sisaldada kuni 35% niklit ja kuni 45% tsinki, ülejäänu - vaske. Selline tsinki tahke aine vähendab oluliselt selle tootmiskulusid. Neusilberil on nikli hõbedaga sarnased mehaanilised omadused. See on korrosioonikindel, vastupidav, piisavalt plastist kuum- ja külmtöötlemiseks surve all.

Mõnikord on see veelgi legeerunud pliiks, et seda paremini töödelda. Enamik neist on valmistatud instrumentide osadest, kelladest, meditsiinivahenditest. Huvitav on see, et tänapäeval on tänu odavusele nüüd, et hõbe ehted on sagedamini kui hõbedast valmistatud ehted, medalid ja medalid. Neusilberit kasutatakse ka emaili valmistamiseks.

Cunial

See koosneb vasest, niklist (kuni 20%), väikestest alumiiniumi lisanditest. Lõpustatakse temperatuuril 1183 ° C, millele järgneb kustutamine ja vananemine, mille tulemuseks on väga tugev tugevus ja madal temperatuuritaluvus. See jaguneb kaubamärkideks A (MNA13-3) ja B (MNA 6-1,5).
Markil A on kaks olulist omadust - tugev tugevus ja ainulaadne korrosioonikindlus korrosioonikeskkonnas. Näiteks merevees võib seda kasutada aastakümneid. Seetõttu kasutatakse sulamit eriotstarbeliste osade (propellerite) valmistamiseks.

Mark B-l on vedrustusomadused, mistõttu seda kasutatakse laialdaselt vastutustundlikul eesmärgil elastsete elementide valmistamisel. Samuti on see väga vastupidav kinkidele külma. See toodab struktuurseid osi, mis töötavad madalate temperatuuride tingimustes.

Monel

See sisaldab umbes kaks kolmandikku niklist ja üks kolmandik vasest. Sulamistemperatuur on 1350 ° C. Selle vask-nikli sulam peamine omadus on selle korrosioonikindlus. Sellel on kõrged mehaanilised omadused - tugevus ja plastikust deformatsioon. Monel brändi НМЖМц sisaldab ligikaudu 28% vaske, 3% rauda, umbes 3% magneesiumi, väike kogus koobaltit ja niklit.

Monel-400 on samade omadustega. See on Special Metals Corporationi mark ja see on patenteeritud 1906. aastal. Seetõttu ei saa seda nime kasutada teised tootmisettevõtted. Nii oli veel üks sulam - Nicorros. Kuid need materjalid on kõigis keemilistes ja tehnilistes omadustes identsed. Kuna sulam sisaldab rohkem kui poole niklit protsentides, on selle maksumus üsna kõrge. Siiski on olemas tehnoloogia vask-nikli sulamite tootmiseks looduslike sulfiidimaagide toorainetest koos mõlema elemendi sisaldusega, ilma eelneva eraldamiseta eraldi komponentidena. See võimaldab oluliselt vähendada lõpptoodangu hinda.

Monelit kasutatakse söövitavates keskkondades kasutatavate toodete tootmiseks, mehaanilise stressi suurenemise tingimustes. See laevaehitus, keemia- ja õlitööstus, meditsiiniseadmete tootmine, masinate ja seadmete vastutavad osad.

Constantan

On valge värv, millel on iseloomulik kollakas vool. Struktuuris on: vask -59%; Nikkel - 39-41%; Mangaan - 1-2%. Sulamistemperatuur 1260 ° C See vask-nikli sulam sai oma nime tänu põhilisele omadusele - termilisele stabiilsusele. Sellel on väga hea elektritakistuse väärtused, mille soojuspaisumisteguri väike väärtus on. See sulam läheb termoelektriliste traatide tootmiseks, mõõtevahendite tootmisel ning elektriküttelementidel, mis töötavad temperatuuril kuni 400-500 kraadi.

Constantanist valmistatud traat on spetsiaalselt kuumtöödeldud, mille tulemusena pinna metall moodustab õhukese oksiidkile. Tänu sellele pole toode vaja täiendavat lakki või kaitsekatte. Constantan on väga plastiline. See omadus võimaldab seda kasutada vask-nikli sulamite keevitamisel.

Konstantani puuduseks on selle piisavalt kõrge EMF - umbes 43 μV. See välistab traadi ja lindi kasutamise kõrge täpsusega mõõteseadmetes.

Manganiin

Sisaldab ligikaudu 5% nikli, 12% mangaani ja vase baasi. Sulamistemperatuur on 960 ° C. Huvitav on, et umbes 1888. aastal leiutati Ameerika Ühendriikide Edward Venstoni manganiin leiutisekohaselt konstantinina elektrimõõtevahendite mähiste erimaterjalina. Sellel on tõepoolest kõrge elektritakistus, samuti väga madal EMF, mis on ühendatud vaskega (mitte üle 1 μV), mis eristab seda konstantinist.

Resistentsuse temperatuuri koefitsiendi vähendamiseks sulatatakse mangaandikaabel temperatuuril umbes 600 kraadi vaakumitingimustel ja seejärel aeglaselt jahutatakse. See tehnoloogia võimaldab teil suurendada temperatuuri, mille juures materjal säilitab oma elektriomadused, kuni 200 ° C. Rullis juba kinnitatud traati täiendavalt kuumutatakse 150 ° C-ni korduvalt. See saavutab kunstliku vananemise mõju, pärast mida minimaalsed muutused metallist kristallstruktuuris on minimaalsed.

Mangaani stabiilse elektrilise vastupidavusindeksiga materjali peamine kasutusala on erinevate elektriliste vooluhulgade (vool, pinge, võimsus) mõõtmiseks mitmesuguseid kõrge täpsusega instrumente.

Kopel

Teine eriline sulam. Sisaldab vaske, 43% niklit, mõnda rauda ja mangaani. Sulamistemperatuur 1290 ° C. Tänu optimaalsele stabiilselt madalale vastupidavusele ja suurele TEMP-le, mis on seotud erinevate metallidega, kasutatakse sulamit termopaaride ja elektroodide jaoks juhtmete valmistamiseks. Materjali soojusjuhtivuse indeks suureneb proportsionaalselt töötemperatuuriga:

• 100 ° C juures - 6,95 V;
• Kell 600-49V.

Kopelid on väga kuumakindlad - põhiomadusi rikkudes suudab see taluda kuumutamist kuni 600 kraadini ja on korrosioonile vastupidav.
Kopelit kasutatakse mittekontaktsete temperatuurimõõtmiste sensorseadmete termopaarides. Nad kasutavad termoelektoreid maksimaalse TEPS-ga - kroomi, vase või rauda. Need elemendid on positiivsed elektroodid ja kopel-negatiivsed. Termopaari kopelkromeli kasutatakse peamiselt püromeetril, et pidevalt jälgida temperatuuri režiimi vahemikus 200 kuni 600 kraadi tööstuslike ja laboratoorsete seadmete puhul.

Sulamisprotsess

Vask-nikli sulamite tootmisel on suhteliselt sarnased tehnoloogiad. Melchior, neisilber, kunial, konstantin, manganiin sulatatakse kõigepealt induktsioonahjudes kaltsineeritud söe all. Jäätmete lisamine lubatakse kuni 80% ulatuses.

Sulamisprotsess algab vasest ja niklist. Kui nad sulavad, lisatakse jäätmeid suurtes tükkides, siis väikesed. Viimane koht on koormatud tsinkiga. Pärast laengu viimast sulatamist deoksüdeeritakse mangaan ja räni (nikkel-hõbe) või räni ja mangaan (konstantaan ja kuprorikkel). Seejärel eemaldatakse sulatise kogu räbu ja lisatakse rohkem süsi. Kuumutage hõõglambi mass ligikaudu 1300 ° C-ni, vajadusel lisage mangaan-kloriid rafineerimiseks.

Kunialy cooking tehnoloogia erineb veidi, kuna need sisaldavad alumiiniumi. Enne alumiiniumi sisestamist lisatakse tingimata sulatamiseks 0,1% deoksüdatsiooni mangaanist. Ja pärast alumiiniumi lahustamist piserdatakse sulama pinnaga voolu. Kui seda ei tehta, moodustatakse kiled, millest sulamine muutub valamiseks kõlbmatuks.

Keemilised, füüsikalised ja strukturaalsed omadused määravad erinevate vask-nikli sulamite kasutamise ulatuse. GOST 492-73, GOST 5063-73, GOST 5187-70, GOST 5220-78, GOST 17217-79, GOST 10155-75 on nende tootmise põhistandardid.

Müntide mündid

Ligikaudu eelmise sajandi lõpust oli mööbli valmistatud vask-nikli sulamist mööda kõikjal. Selle kompositsioon oli erinevates rahapajades väga erinev. Kuid põhimõtteliselt sisaldas see alust kuni 30% nikli, väikese rauava lisandi ja vasega. Kuna tavapäraste müntide metall peab olema peamiselt tasane, kiiduv, kulumiskindel ja odav, määrati mündisulamist koostis praktiliselt. Seejärel kasutati müntide valmistamiseks kõige populaarsemat kapslit.

Kaasaegsed vene mündid on valmistatud erinevatest sulamitest. Enne 2009. aastat välja antud mündid on täielikult valmistatud niklist hõbedast. Terasemündid, mille nimiväärtus on üks ja viis senti ja vask vii-rubli mündid, on kaetud õhukese nikli hõbedaga. Sellist materjali nimetati "bimetalliks". Nii et metallraha tootmiskulud vähenevad üha enam.

Vase ja nikli sulamid on kergelt õhust oksüdatsiooni all. Seetõttu võib selle märke leida ainult vanad mündid või need, mis on juba ammu olnud agressiivses keskkonnas. Ekspertide-aarete jahimehed ja numismaatikajad kasutavad mitmesuguseid müntide väärtuslike koopiate puhastamist - rahvusretseeltest kõrgtehnoloogiatesse.
Seebi lahusega puhastamine eemaldab ainult rohekaid vaskoksiide. Kasutatakse ka oliiviõli, äädikhapet, Goya pastat. Tuleb meeles pidada, et need vahendid ei saa mitte ainult naastud ära võtta, vaid ka reageerida sulamiga, kahjustades münti. Kõige tõhusam, õrn ja kiireim on mööbli puhastamine vask-nikli sulamist elektrolüüsi teel.