Proprietà
- Tipo di lega: binario
- Contenuto: rame e zinco
- Densità: 8,3-8,7 g / cm 3
- Punto di fusione: 1652-1724 ° F (900-940 ° C)
- Durezza di Moh: 3-4
caratteristiche
Le proprietà esatte dei diversi tipi di ottone 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 forme desiderate pur mantenendo un'elevata resistenza.
Mentre ci sono differenze tra gli ottoni con contenuto di zinco alto e basso, tutti gli ottoni sono considerati malleabili e duttili (bassi ossidi di zinco in più). Grazie al suo basso punto di fusione, l'ottone può anche essere lanciato relativamente facilmente. Tuttavia, per le applicazioni di colata, generalmente viene 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 protettivo di ossido (patina) sulla sua superficie che protegge dall'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 una conduttività elettrica (la sua conduttività elettrica può variare dal 23% al 44% rispetto a quella del rame puro) ed è resistente all'usura e alle scintille.
Come il rame, le sue proprietà batteriostatiche hanno comportato il suo utilizzo negli impianti sanitari e nelle strutture sanitarie.
L'ottone è considerato un basso attrito e una lega non magnetica, mentre le sue proprietà acustiche hanno portato al suo utilizzo in molti strumenti musicali a "banda di ottoni". Artisti e architetti apprezzano le proprietà estetiche del metallo, in quanto possono essere prodotti in una gamma di colori, dal rosso intenso al giallo dorato.
Storia
Le leghe di rame e zinco furono prodotte all'inizio del V secolo aC in Cina e furono ampiamente utilizzate nell'Asia centrale tra il II e il III secolo aC. Questi pezzi decorativi di metallo, tuttavia, possono essere meglio definiti "leghe naturali", in quanto non vi è alcuna prova che i loro produttori abbiano coscientemente legato rame e zinco. Invece, è probabile che le leghe siano state fuse da minerali di rame ricchi di zinco, producendo metalli simili a quelli di ottone.
Documenti greci e romani suggeriscono che la produzione intenzionale di leghe simili all'ottone moderno, utilizzando rame e un minerale ricco di ossido di zinco noto come calamina, si è verificato intorno al 1 ° secolo aC. L'ottone calamina veniva prodotto con un processo di cementazione, in cui il rame veniva fuso in un crogiolo con smithsonite (o calamina) macinata a terra.
A temperature elevate, 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 di ottone è stato utilizzato per quasi 2000 anni fino all'inizio del 19 ° secolo. Non molto tempo dopo che i Romani avevano scoperto come produrre ottone, la lega veniva usata per la monetazione nelle zone della moderna Turchia. Questo presto si diffuse in tutto l'Impero Romano.
tipi
"Ottone" è un termine generico che si riferisce a una vasta gamma di leghe di rame e 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 viene spesso prodotto da rottame 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 il grado esatto 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 1981 ° F (1083 ° C), il rame deve prima essere fuso. Una volta fuso, lo zinco viene aggiunto con un rapporto appropriato per il tipo di ottone prodotto. Mentre è ancora fatta una certa tolleranza per la perdita di zinco alla vaporizzazione.
A questo punto, qualsiasi altro metallo aggiuntivo, come piombo , alluminio, silicio o arsenico, viene aggiunto alla miscela per creare la lega desiderata.
Una volta che la lega fusa è pronta, viene versata in stampi dove solidifica in grandi lastre o billette. Le billette - la maggior parte delle volte in ottone alfa-beta - possono essere trasformate direttamente in fili, tubi e tubi mediante estrusione a caldo, che consiste nel spingere il metallo riscaldato attraverso uno stampo o una forgiatura a caldo.
Se non vengono 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.
Sotto un'atmosfera di gas per prevenire l'ossidazione, la lega viene riscaldata e fatta rotolare di nuovo, un processo è noto come ricottura prima di essere nuovamente arrotolato a temperature più basse (laminazione a freddo) a fogli di circa 0,1 "(2,5 mm). deforma la struttura granulometrica interna dell'ottone, risultando in un metallo molto più forte e duro, che può essere ripetuto fino a raggiungere lo spessore o la durezza desiderati.
Infine, i fogli vengono tagliati e tagliati per produrre la larghezza e la lunghezza richieste. Tutti i fogli, i materiali fusi, i materiali forgiati e l'ottone estruso sono dotati di un bagno chimico, solitamente usato acido cloridrico e solforico per rimuovere la scala di ossido di rame nero e ossidare.
applicazioni
Le preziose proprietà dell'ottone e la relativa facilità di produzione ne hanno fatto una delle leghe più utilizzate. Compilare un elenco completo di tutte le applicazioni di ottone sarebbe un compito colossale, ma per avere un'idea delle industrie e dei tipi di prodotti in cui si trova l'ottone, possiamo classificare e sintetizzare alcuni usi finali in base al tipo di ottone utilizzato:
Ottone da taglio libero (es. Ottone C38500 o 60/40):
- Dadi, bulloni, parti filettate
- terminali
- Jets
- rubinetti
- iniettori