COBRE E SUAS LIGAS

COBRE E SUAS LIGASPROPRIEDADES FSICAS DO COBRE

Ponto de Fuso 1083C 1083 Densidade 8,96 g/cm3 Estrutura Cristalina cfc strutura Resistividade Eltrica 1,673x10-6 ohm.cm (100% IACS) Condutividade Trmica 0,941 cal/cm2.s.C (Al= 0,52) .s. Contrao volumtrica ao solidificar 4,2%

COBRE E SUAS LIGASPROPRIEDADES MECNICAS

DeformaDeforma-se facilmente Apresenta grande alongamento nos estados: recozido, encruado e fundido Elongao ~60% Tm baixa dureza O mdulo de elasticidade de 12.650 kgf/mm2 Apresenta elevada resistncia corroso

Cerca de 1/3 de todo o cobre produzido de alguma forma usado na indstria eltrica

COBRE E SUAS LIGASPROPRIEDADES MECNICAS E TEMPERATURA

O COBRE um material criognico, pois suas prop. mecnicas melhoram a baixa temperatura. A temperatura do nitrognio lquido sua resist. 50% superior da temp. ambiente. As prop. mecnicas do Cu permanecem satisfatrias at 150-200 oC 150-

COBRE E SUAS LIGASPRINCIPAIS RESERVAS DE COBRE

Encontram-se no Chile, EUA, Canad, antiga EncontramURSS, Peru, Zambia e Zaire

CUSTO

3-4 vezes mais caro que o Al e 6-7 vezes mais caro que o ao-carbono

COBRE E SUAS LIGASA DUREZA DO COBRE PODE SER AUMENTADA POR Adio de elementos de liga (Cr, Cd) Tratamento trmico Encruamento

As ligas de cobre apresentam boas propriedades mecnicas e boa resistncia fadiga

COBRE E SUAS LIGASELEMENTO RESIDUAL

Prata

Aumenta a condutividade trmica Aumenta a dureza

Oxignio

Responsvel pela fragilizao

COBRE E SUAS LIGASCLASSIFICAO QUANTO AO TEOR DE COBRE I- Cobre IAIA- Tipos comerciais de Cu mnimo de 99,3% de Cu IBIB- Cobres Ligados elementos de liga 1% II-

TIPOS DE COBRE COMERCIAL (MNIMO DE Cu 99,3%)

1- COBRE ETP

COBRE ELETROLTICO TENAZ 2- COBRE FRNC COBRE REFINADO FOGO DE ALTA CONDUTIVIDADE 3- COBRE FRTP COBRE REFINADO FOGO, TENAZ 4- COBRE CUOF COBRE ISENTO DE OXIGNIO 5- COBRE CU CAST COBRE REOFUNDIDO 6- COBRE DLP COBRE DESOXIDADO COM FSFORO (Baixo teor de P) 7- COBRE DHP COBRE DESOXIDADO COM FSFORO (alto teor de P)

O PROBLEMA DA PRESENA DO OXIGNIO NO COBRE

O oxignio forma um composto euttico com o cobre (CuO2-Cu) , de ponto de fuso mais baixo (1066 C) que o Cobre puro comercial, segregando ento para a regio intergranular. Isso faz-se que a haja perda da ductilidade faz-

Outro agravante d-se na presena de gases redutores, dcomo por exemplo H2, e temperaturas elevadas onde o composto euttico forma vapor d'gua na regio intergranular. Este fenmeno pode acontecer no processo de soldagem.

TIPOS DE COBRE COMERCIAL (MNIMO DE Cu 99,3%)1- COBRE ETP COBRE ELETROLTICO TENAZ % Cu 99,9% no mnimo Oxignio 0,02-0,07% 0,02 Condutividade no estado recozido 100% IACS Aplicaes Industrias eltrica, mecnica, qumica, construo civil

COBRE ETP- ELETROLTICO TENAZAPLICAES NA INDSTRIA ELTRICA Cabos para rede eltrica Linhas telefnicas Transformadores Peas de rdio e TV nodos

COBRE ETP- ELETROLTICO TENAZAPLICAES NA INDSTRIA MECNICA Arruelas Rebites Radiadores de automveis Trocadores de calor Fios, tiras,

COBRE ETP- ELETROLTICO TENAZAPLICAES NA INDSTRIA QUMICA Caldeiras Destiladores Tanques Alambiques APLICAES NA CONSTRUO CIVIL Objetos artsticos Telhados Calhas,

TIPOS DE COBRE COMERCIAL (MNIMO DE Cu 99,3%)2- COBRE FRNC COBRE REFINADO FOGO DE ALTA CONDUTIVIDADE % Cu 99,9% Oxignio Teor incerto ( de menor custo) ( Condutividade 100% IACS Aplicaes no to nobres quanto o eletroltico

TIPOS DE COBRE COMERCIAL (MNIMO DE Cu 99,3%)3- COBRE FRTP COBRE REFINADO FOGO, TENAZ % Cu 99,8 % ou 99,85% Oxignio Teor controlado Condutividade no 100% IACS Impurezas teores maiores que o ETP e FRNC Aplicaes mesmas do eletroltico, com restries a indstria eltrica (no to nobre)

TIPOS DE COBRE COMERCIAL (MNIMO DE Cu 99,3%)4- COBRE CUOF COBRE ISENTO DE OXIGNIO % Cu 99,95 % a 99,99% o Cu eletroltico sem xido Condutividade 100% IACS mais caro que os anteriores resistente fragilizao pelo Hidrognio

4- COBRE CUOF COBRE ISENTO DE OXIGNIOAPLICAES Equipamentos eletro-eletrnicos como: eletro Peas para radar Antenas nodos de tubos de raios-x raios

TIPOS DE COBRE COMERCIAL (MNIMO DE Cu 99,3%)5- COBRE CU CAST COBRE REOFUNDIDO GRAU A 99,75 % de Cu % Cu GRAU B 99,5 % de Cu obtido de cobre secundrio destinado a fabricao de ligas de Cu

TIPOS DE COBRE COMERCIAL (MNIMO DE Cu 99,3%)6- COBRE DLP COBRE DESOXIDADO COM FSFORO % Cu 99,85% de Cu Teor de Fsforo baixo 0,004-0,012% 0,004

TIPOS DE COBRE COMERCIAL (MNIMO DE Cu 99,3%)7- COBRE DHP COBRE DESOXIDADO COM FSFORO % Cu 99,9 - 99,8% de Cu Teor de Fsforo alto 0,015-0,04% 0,015

TIPOS DE COBRE COMERCIAL (MNIMO DE Cu 99,3%)7- COBRE CLP COBRE VAZADO EM MOLDE % Cu 99,9 - 99,8% de Cu Teor de Fsforo alto 0,015-0,04% 0,015

COBRES LIGADOS OU COBRES BAIXA LIGACONTM ELEMENTOS DE LIGA MENORES QUE 1% DCTEIS produtos semi-manufaturados semipor conformao mecnica apresentam-se na forma de chapas, fios, apresentamarames, tiras, barras, tubos,.. PARA FUNDIO

COBRES LIGADOS OU COBRES BAIXA LIGA - DCTEISPODEM SER REUNIDOS EM 3 GRUPOS DE LIGAS Ligas de alta condutividade eltrica (Ag) Ligas de alta resistncia mecnica (As, Cd, Cr, Zr) Ligas de alta usinabilidade (Pb, Te, S, Se, Cd) Algumas ligas podem possuir uma ou + caractersticas dos grupos

LIGAS DE ALTA CONDUTIVIDADE TRMICA E ELTRICAPRINCIPAL ELEMENTO DE LIGA: Ag: 0,02-0,12% 0,02 A Ag melhora a resistncia mecnica do Cu puro A Ag melhora a fluncia do Cu puro a altas temperaturas A Ag tem solubilidade total no Cu nessas concentraes Condutividade eltrica 90-100% IACS 90-

LIGAS DE ALTA CONDUTIVIDADE TRMICA E ELTRICA

Ag: 0,02-0,12%APLICAES Na indstria eltrica, como: Bobinas Interruptores Aletas de radiadores Etc.

LIGAS DE ALTA RESISTNCIA MECNICAPRINCIPAL ELEMENTO DE LIGA: As: 0,013-0,05% 0,013 Tem condutividade eltrica 35-45 % 35IACS O As melhora a resistncia mecnica do Cu puro, principalmente altas temperaturas O As melhora a resistncia corroso do Cu puro

LIGAS DE ALTA RESISTNCIA MECNICA As: 0,013-0,05%PRINCIPAIS APLICAES Na indstria qumica usada em tubulaes industriais que entram em contato com lquidos e gases pouco corrosivos Na construo mecnica em trocadores de calor, tubulaes para caldeiras

LIGAS DE ALTA RESISTNCIA MECNICAPRINCIPAL ELEMENTO DE LIGA: Cd: 0,6-1% 0,6 Tem condutividade eltrica 80 % IACS O Cd solvel no Cu O Cd melhora a resistncia mecnica, fadiga e ao desgaste do Cu puro Esse cobre ligado apresenta elevada resistncia ao amolecimento pelo aquecimento

LIGAS DE ALTA RESISTNCIA MECNICAPRINCIPAL ELEMENTO DE LIGA: Cd: 0,6-!% 0,6Aplicaes na indstria eltrica molas de contato, linhas de transmisso

LIGAS DE ALTA RESISTNCIA MECNICAPRINCIPAL ELEMENTO DE LIGA: Cr: 0,8% Tem condutividade eltrica 80- 85% 80IACS O Cr no totalmente solvel no Cu Esse cobre ligado pode ser tratado termicamente por solubilizao para melhorar as propriedades mecnicas em geral

LIGAS DE ALTA RESISTNCIA MECNICAPRINCIPAL ELEMENTO DE LIGA: Zr: 0,1-0,25% 0,1 Tem condutividade eltrica 90% IACS O Zr solvel no Cu Esse cobre ligado pode ser tratado termicamente por solubilizao para melhorar as propriedades mecnicas em geral

LIGAS DE ALTA RESISTNCIA MECNICAPRINCIPAL ELEMENTO DE LIGA: Zr: 0,1-0,25% 0,1

Aplicaes na indstria eltrica, especialmente em aplicaes em que esto sujeitas alta solicitao

LIGAS DE ALTA USINABILIDADE

PADRES DE USINAGEM LATO usinabilidade 100 COBRE TENAZ usinabilidade 20

Essas ligas combinam alta condutividade eltrica e boa usinabilidade Cu-Te (0,3-0,8%) usinabilidade 85 Cu- (0,3 Cu-S (0,2-0,5%) usinabilidade 85 Cu- (0,2 Cu-Se Cu-

OUTRAS LIGAS DE ALTA USINABILIDADE

Cu- (0,8Cu-Pb (0,8-1,3%) usinabilidade 85 Cu- (0,8%)Cu-Cd (0,8%)-Sn (0,6%) usado em cabos areos de metr, eletrodos para solda eltrica

COBRES LIGADOS PARA FUNDIOEXEMPLOS DE LIGAS Cu (99-99,5)-Cr (1%)-Si (0,1%) (99-99,5)- (1%)Apresenta resistncia trao mnima de 37 kgf/mm2 Cu-Cr (0,6-12%) Cu- (0,6

LIGAS DE COBRECONTM ELEMENTOS DE LIGA EM TEORES MAIORES QUE 1%

Lates (Cu-Zn) dcteis e para fundio (CuBronzes (Cu-Sn) dcteis e para fundio (CuCuCu-Ni Cu-NiCu-Ni-Zn (alpacas) CuCu-Al CuCu-Be CuCu-Si

LATES (Cu-Zn)CONTM Cu e Zn com ou sem adio de elementos secundriosINFLUNCIA DO ZnAumenta a resistncia mecnica Baixa o ponto de fuso Baixa o custo

Os teores de Zn nos lates podem variar de: 5-50%

TIPOS DE LATES (Cu-Zn)Lato binrio Cu e Zn Lato com Pb Cu, Zn e Pb (o Pb

melhora a usinabilidade) Lates especiais Cu e Zn (com ou sem Pb) e outros elementos de liga que proporcionam determinadas caractersticas (Al, Sn)

LATES BINRIOS (Cu-Zn)

DividemDividem-se em 3 classes conforme a microestrutura, que por sua vez depende da % Zn

LATES BINRIOS (Cu-Zn)

INFLUNCIA DO ZnAumenta a resistncia mecnica Baixa o ponto de fuso Baixa o custo

LATES BINRIOS (Cu-Zn) - CLASSIFICAO Fase

E cfc, dctil e tenaz Fase ccc, + resistente

At 37% de Zn fase E (lates E) 3737-45% de Zn fases E e (lates E+ ) 4646-50% de Zn fase (lates )Acima de 50% de Zn comea a precipitar a fase K que quebradia Por isso os lates com %Zn> 50% no tem uso comercial

LATES BINRIOS (Cu-Zn) - PROPRIEDADESAs propriedades dos lates dependem do teor de Zn

A resistncia trao aumenta com o teor de Zn A partir de 30% de Zn a ductilidade comea a diminuir A medida que o teor de Zn aumenta a resistncia corroso diminui (processo de dezinficao corroso preferencial do Zn)

CORROSO POR DEZINFICAO caracterstica dos lates Dependendo do meio, o Zn retirado da liga da forma de sal solvel ou precipita na forma de um composto insolvel O ataque pode ser localizado ou distribudo At 15% de Zn o lato resistente corroso por dezinficao O Sn e o As so inibidores da dezinficao

EXEMPLOS LATES E

Trs

ligas de lates cobrem praticamente todas as necessidades da indstria So as ligas que contm: 5, 10 e 15 % de Zn

LATO E

EXEMPLOS LATES EPROPRIEDADESj dourada j de fcil conformao frio j resistente corroso sob tenso j resistente dezinficao j Apresenta as mesmas caractersticas do Lato 95-5

APLICAES

Cu-Zn 95-5

j Cartuchos de armas j Medalhas j Moedas j Objetos decorativos j Arquitetura (ferragens, condutos) j Objetos ornamentais j Zippers j Outros componentes obtidos por conformao j Fins decorativos

Cu-Zn 90-10Tam b m conhecida com o b ronze com er cial

Cu-Zn 85-15CO N H E C I D O C OM O L A T O V E R M EL H O

j Apresenta propriedades tambm semelhantes aos lates 95-5 e 90-10, porm : j Mais dctil j Mais resistente j Elevada conformabilidade frio j Resistncia `a corroso sob tenso j Resistncia dezinficao j Combinam alta resistncia e ductilidade j Possui elevado alongamento j Liga apropriada paraestampagem

Cu-Zn 80-20

Cu-Zn 70-30 c o n he c i d o c o m o l a t o p a ra c a rt uc ho

Cu-Zn 60-40 tambm conhecida como metal muntz

j uma liga para trabalho quente j lato E+ F j Apresenta ponto de fuso inferior ao lato E

j Artigos de uso domstico j Peas para automveis j Cartuchos j Arames para rebites j Parafusos j Produtos semimanufaturados (placas, barras, perfis) j Trocadores de calor

LATES COM Pb

O Pb insolvel no Cobre, formando pequenas bolsas (Efeito lubrificante) O Pb adicionado para melhorar a usinabilidadeAPLICAES

Peas a serem usinadas (parafusos, porcas, rebites,) e peas sujeitas a atrito

LATO com Pb

_ PRINCIPAIS LIGAS_1) Estrutura

Cu= 60-63% 60Pb= 2,5-3,7% 2,5Zn= restante

predominante E Suporta deformao frio limitadas bastante usado nos EUA

LATO com Pb

_ PRINCIPAIS LIGAS_2) Tem

Cu= 56-60% 56Pb= 2-3,5% 2Zn= restante

na estrutura mais fase Suporta mais a deformao quente mais barato bastante usado na Europa

LATES ESPECIAISELEMENTOS DE LIGA PRESENTES NOS LATES ESPECIAIS Al As Sn Mg Ni Si Fe

EXEMPLO DE LATES ESPECIAIS

CuZn28Al21) CuZn28Al2, com pequenos teores de As CuZn28Al2, podendo conter Pb O Al melhora a resistncia mecnica Esta liga apresenta boa resistncia corroso devido a presena do Al e do As O As diminui o problema da dezinficao

EXEMPLO DE LATES ESPECIAIS

CuZn28Al2Aplicaes da liga CuZn28Al2 Tubos para condensadores e trocadores de calor Indstria qumica Indstria naval

LATES ESPECIAIS - LIGAS COM SnO Sn melhora a resistncia corrosoAcrescentando 0,75% de Sn ao lato 60-40 60temtem-se o lato naval Acrescentando-se 1% de Sn tem-se o lato Acrescentandotemalmirantado, que tem menor tendncia dezinficao Pode-se ainda adicionar As, Pb ou P Pode(