Você acha difícil entender como o cobre interage com seu ponto de fusão?? Se você não tem uma concepção, você pode enfrentar dificuldades em operações como descascar, liga, e garantia de qualidade. O cobre é um metal importante, e o metalúrgico exige um ponto de fusão preciso para melhorar o processamento e a qualidade do produto que desenvolvem. Faça um começo esplêndido para aprimorar seu conhecimento metalúrgico lendo esta extensa postagem no blog!
Qual é o ponto de fusão do cobre?
Cobre normalmente tem um ponto de fusão de 1085 C ou 1984 F. A alta temperatura de fusão do cobre torna-o adequado para aplicações que incluem fiação elétrica, encanamento, e máquinas industriais. O conhecimento do seu ponto de fusão desempenha um papel crítico para metalúrgicos e engenheiros que desejam processar, elenco, e liga o cobre para reter sua boa condutividade elétrica e resistência.
Ponto de fusão & Outras propriedades do cobre puro
Aqui está uma tabela que resume as propriedades do cobre puro:
| Propriedade | Valor |
| Ponto de fusão | 1,984 °F (1,085 °C) |
| Densidade | 8.96 g/cm³ |
| Condutividade térmica | 401 S/m·K |
| Condutividade elétrica | 58.0 × 10⁶ S/m |
| Cor | Castanho avermelhado |
| Usos comuns | Fiação elétrica, encanamento, panelas, e máquinas industriais |
Ponto de fusão de ligas de cobre
Ligas de cobre, em geral, têm diferentes pontos de fusão dependendo dos componentes presentes nos materiais. Eles são produzidos pela adição de cobre com outros elementos para aumentar a resistência e as características de corrosão.. Por exemplo, latão contendo zinco terá um ponto de fusão mais baixo em comparação com o cobre. Esta flexibilidade permite desenvolver utilizações específicas em setores como a construção e o automóvel..
Aqui estão algumas ligas de cobre comuns e seus respectivos pontos de fusão:
| Liga de cobre | Composição da liga | Ponto de fusão |
| Latão | Cobre e Zinco | 1,650-1,720 °F (900-940 °C) |
| Bronze | Cobre e Estanho | 1,740 °F (950 °C) |
| Cuproníquel | Cobre e Níquel | 2,150 °F (1,177 °C) |
| Alumínio Bronze | Cobre e Alumínio | 1,740-1,830 °F (950-1,000 °C) |
| Berílio Cobre | Cobre e Berílio | 1,800 °F (982 °C) |
Pressão atmosférica vs.. Temperatura de fusão do cobre
O ponto de solda ou liga de solda como uma barra de cobre pode variar de acordo com influências ambientais, como pressão atmosférica. Na maioria dos casos, a aplicação de pressão aumenta o ponto de fusão dos metais, dos quais o cobre não é excepcional. O ponto de fusão do cobre em 1 pressão atm é 1085 graus Celsius para cobre puro. Este ponto reduz em grandes altitudes, por exemplo, no topo de montanhas. No entanto, o aumento da pressão aumenta o calor necessário para derreter o cobre.
Materiais estranhos no cobre geralmente levam a uma diminuição na ponto de fusão do metal. Peculiarmente, essas impurezas também podem causar um aumento no ponto de ebulição de uma determinada substância. Claro, a presença de impurezas como o oxigênio diminui o ponto de fusão da fase líquida do cobre. Os elementos de liga podem ser impurezas que permitem melhorar algumas das características úteis do material e, ao mesmo tempo, diminuir o seu ponto de fusão..
Fatores que influenciam o ponto de fusão do cobre
A pureza do cobre também pode ser verificada por tecnologias de medição como espectroscopia, raio X, PIC, EDX, e testes de condutividade.
Nível de porosidade
O nível de porosidade e o tamanho do grão determinam quão alta é a temperatura de fusão do cobre.. A tendência de ebulição e fusão muda em resposta à estrutura do grão quando uma liga diferente é usada. Por exemplo, latão e cobre têm vários graus de fusão, por causa dessas mudanças estruturais.
Relação Hall-Petch
A relação Hall-Petch determina como o tamanho do grão afeta a resistência dos metais. Eles também descobriram que as estruturas de grãos menores dos metais produzem metais mais fortes e mais duros., mas temperaturas mais baixas de fusão. Ao comparar mercúrio e cobre com chumbo, ver-se-ia que o chumbo compreende um tamanho de grão pequeno que leva a um baixo ponto de fusão.
Impacto do tamanho do grão
O ponto de fusão da liga de níquel-cobre é superior ao do cobre, 1,455 °C porque o níquel tem um tamanho de grão maior. As temperaturas de fusão também são determinadas pelos limites dos grãos - isto é, regiões onde dois grãos convergem. Tamanho de grão reduzido significa que os limites do material também são mais fracos e têm temperaturas de fusão mais baixas. Por outro lado, as estruturas de grãos maiores levam a temperaturas de fusão. Por exemplo, o cobre estanhado tem um ponto de fusão de cerca de 1,900 °F devido à alteração da estrutura do grão.
Densidade de Luxação
Os pontos de fusão também são determinados pela densidade de deslocamento. Normalmente, um cristal com uma pequena densidade de discordância é caracterizado por um alto ponto de fusão. Isso significa que partículas de cobre muito pequenas aquecem mais rapidamente do que as grandes, como é encontrado nos comportamentos de fusão do fio de cobre.. Alguns processos de fabricação alteram o tamanho do grão, e materiais de grãos mais finos derreterão mais rapidamente.
Energia superficial e estresse
As mudanças na energia superficial também afetam o ponto de fusão do cobre. O cobre pode derreter quando a energia térmica supera a energia superficial. A alta tensão no cobre contrai o arranjo atômico e, como resultado, diminui o ponto de fusão do cobre.. O estresse acelera a deformação plástica, alterando assim a temperatura de fusão.
Fatores Pós-Fabricação
Outros fatores pós-fabricação, como endurecimento e recristalização, também podem afetar os valores dos pontos de fusão.. Esses processos podem melhorar a orientação e a densidade do cobre, também aumentando sua resistência à temperatura.
Métodos para derreter cobre: Uma visão geral
Aqui estão os métodos para derreter o cobre, juntamente com uma breve descrição de seus princípios de funcionamento:
- Fusão de Forno: Usa o calor produzido a uma temperatura controlada do forno para derreter o cobre e depois moldá-lo na forma de um “coração”..
- Fusão por indução: Isso usa indução eletromagnética para produzir calor na substância de cobre para derreter.
- Tochas de propano ou gás natural: O calor direto da chama de uma tocha é usado para aquecer pequenas peças e pedaços de cobre para fusão.
- Aquecimento por resistência elétrica: Introduzir uma corrente elétrica através do cobre de modo que a resistência produza um calor elétrico para derreter o metal.
- Forno Reverberatório: Direciona o calor do teto do forno para o metal, para derreter mais facilmente em uma câmara maior.
- Derretimento a Vácuo: O processo de vácuo reduz a eletrólise e evita contaminações.
Comparando pontos de fusão de outros metais e cobre
Aqui está uma comparação dos pontos de fusão do cobre com vários outros metais:
| Metal | Ponto de fusão (°C) | Ponto de fusão (°F) |
| Cobre | 1,085 | 1,984 |
| Alumínio | 660 | 1,220 |
| Ferro | 1,538 | 2,800 |
| Ouro | 1,064 | 1,947 |
| Prata | 961 | 1,763 |
| Zinco | 419 | 787 |
| Liderar | 327 | 621 |
| Níquel | 1,455 | 2,651 |
| Titânio | 1,668 | 3,034 |
| Latão | 900 – 940 | 1,652 – 1,724 |
| Platina | 1,768 | 3,214 |
| Estanho | 232 | 450 |
| Tungstênio | 3,422 | 6,192 |
| Molibdênio | 2,623 | 4,753 |
| Bismuto | 271 | 520 |
| Cobalto | 1,495 | 2,723 |
| Mercúrio | -39 | -38.2 |
| Cromo | 1,907 | 3,465 |
| Vanádio | 1,910 | 3,470 |
| Ródio | 1,964 | 3,567 |
Como derreter cobre? Etapas envolvidas
Aqui estão as etapas básicas do processo para derreter cobre:
1. Reúna materiais
Reúna fios de cobre ou restos, ou derreta fio de cobre velho, ou sucata de cobre, em uma fornalha ou caldeirão. Use itens de segurança (luvas, óculos de proteção, avental), enquanto derrete.
2. Configure o forno
O tipo de forno de fusão a ser utilizado pode ser de indução, propano, ou elétrico dependendo da quantidade de cobre.
3. Prepare o cobre
Polir a superfície de cobre para eliminar quaisquer impurezas. Para facilitar o derretimento, pode-se cortar o cobre em fatias menores para maior facilidade.
4. Aqueça o forno
Ligue o forno e ajuste a temperatura desejada. A temperatura máxima deve ser de cerca de 1.085°C ou 1.984°F para cobre.
5. Carregue o cobre
Quando a fornalha está quente, coloque lentamente o cobre no caldeirão ou cadinho.
6. Monitore o processo de fusão
Monitore o cobre e observe a temperatura. Avançar, certifique-se de que não superaquece. Se necessário, use um termômetro para verificar a temperatura depois de algum tempo.
7. Remover escória
Quando o cobre é derretido, espuma se forma na superfície. Isso deve ser retirado regularmente para remover impurezas ou escórias.
8. Despeje o cobre fundido
Quando todo o cobre estiver liquefeito, despeje-o em um molde ou peça fundida. Precauções ambientais também precisam ser adotadas para evitar acidentes que envolvam derramamento ou respingo de produtos químicos..
9. Esfrie o cobre
Deixe o cobre derramado esfriar e solidificar nos moldes antes de levantá-lo.
10. Inspecione o produto final
Examinar o cobre solidificado quanto ao seu padrão, bem como a qualidade do material, brilhou durante o processo.
Resumo
O guia cobre uma visão geral das propriedades do cobre, que são cruciais para a sua utilização em diferentes áreas. Devido à sua alta condutividade térmica e elétrica, é usado em fiação elétrica, encanamento, e indústrias manufatureiras. O conhecimento sobre o cobre ajuda engenheiros e metalúrgicos a melhorar os métodos de fusão e as propriedades dos materiais para aumentar o desempenho dos sistemas à base de cobre..
Usando esses insights, as indústrias podem aprimorar sua aplicação para aumentar a eficiência e a confiabilidade do cobre para se tornar um material crítico na sociedade atual. Precisão máxima empresa é parceira comprometida em oferecer informações úteis e experiência em metalurgia. Entre em contato conosco hoje, e conheça, como podemos ajudá-lo com seu projeto de usinagem de cobre!
