D. Toepassing in de transportsector
※ Schepen
Vanwege hun goede weerstand tegen zeewatercorrosie zijn veel koperlegeringen, zoals aluminiumbrons, mangaanbrons, aluminiummessing, brons (tin-zinkbrons), nieuwzilver en nikkel-koperlegering (monellegering), standaardmaterialen voor de scheepsbouw geworden . Over het algemeen zijn koper en koperlegeringen verantwoordelijk voor 2-3% van het draagvermogen van oorlogsschepen en koopvaardijschepen.
Propellers van oorlogsschepen en de meeste grote koopvaardijschepen zijn gemaakt van aluminiumbrons of messing. Elke propeller van een groot schip weegt 20-25 ton. De propellers van de vliegdekschepen Queen Elizabeth en Queen Mary wegen elk 35 ton. De zware staartassen van grote schepen maken vaak gebruik van "Admiraal" brons, en de conische bouten van het roer en de propeller zijn ook van hetzelfde materiaal gemaakt. Koper en koperlegeringen worden ook in grote hoeveelheden gebruikt in motoren en ketelruimen. Het eerste nucleair aangedreven koopvaardijschip ter wereld gebruikte 30 ton nikkel-zilver condensorbuizen. Onlangs zijn aluminium-messingbuizen gebruikt als grote verwarmingsspiralen voor olietanks. Er zijn twaalf van dergelijke olieopslagtanks op een schip van 100000-ton, en het bijbehorende verwarmingssysteem is behoorlijk groot. Ook de elektrische uitrusting aan boord is zeer complex. De motoren, communicatiesystemen, enz. zijn voor hun werking vrijwel volledig afhankelijk van koper en koperlegeringen. De hutten van grote en kleine schepen zijn vaak versierd met koper en koperlegeringen. Zelfs voor houten boten kunt u het beste schroeven en spijkers van een koperlegering (meestal siliciumbrons) gebruiken om de houten structuur te bevestigen. Dergelijke schroeven kunnen door walsen in massa worden geproduceerd.
Om te voorkomen dat de romp vervuild zou raken door mariene organismen en de navigatie zou beïnvloeden, werd in het verleden vaak een kopercoating gebruikt om deze te beschermen; nu wordt het meestal opgelost door koperhoudende verf af te borstelen.
In de Tweede Wereldoorlog werden antimagnetische mijnapparaten ontwikkeld om zich tegen Duitse magnetische mijnen tegen schepen te verdedigen. Rond de stalen romp werd een cirkel van koperen banden bevestigd en er werd een elektrische stroom geleid om het magnetische veld van het schip te neutraliseren, zodat de mijnen niet tot ontploffing zouden komen.
※ Auto's
Auto's gebruiken 10 tot 21 kilogram koper per auto, afhankelijk van het type en de grootte van de auto, en bij auto's is dit ongeveer 6 tot 9% van het gewicht. Koper en koperlegeringen worden voornamelijk gebruikt in radiatoren, pijpleidingen van remsystemen, hydraulische apparaten, tandwielen, lagers, remwrijvingsblokken, stroomverdeling en voedingssystemen, pakkingen en diverse verbindingen, accessoires en accessoires. Onder hen gebruiken radiatoren een relatief grote hoeveelheid koper. Moderne buisbandradiatoren gebruiken koperen strips om in radiatorbuizen te lassen en dunne koperen strips om in radiatorvinnen te buigen.
De afgelopen jaren zijn er veel verbeteringen aangebracht om de prestaties van koperen radiatoren verder te verbeteren en hun concurrentiepositie ten opzichte van aluminium radiatoren te vergroten. Wat de materialen betreft, worden aan koper sporenelementen toegevoegd om de sterkte en het verwekingspunt ervan te vergroten zonder de thermische geleidbaarheid te verliezen, waardoor de dikte van de strip wordt verminderd en staal wordt bespaard; in termen van productietechnologie wordt hoogfrequent of laserlassen van koperen buizen gebruikt, en wordt koperzachtsoldeer gebruikt in plaats van zachtsoldeer dat gevoelig is voor loodverontreiniging om de radiatorkern te assembleren. Vergeleken met gesoldeerde aluminium radiatoren is de nieuwe koperen radiator, onder dezelfde omstandigheden voor warmteafvoer, dat wil zeggen onder dezelfde lucht- en koelvloeistofdrukval, lichter en aanzienlijk kleiner van formaat; in combinatie met de goede corrosieweerstand en lange levensduur van staal liggen de voordelen van koperen radiatoren duidelijker.
※ Spoorwegen
Voor de elektrificatie van spoorwegen is een grote hoeveelheid koper en koperlegeringen nodig. Voor elke kilometer bovenleiding is ruim 2 ton speciaal gevormde koperdraad nodig. Om de sterkte te verbeteren wordt vaak een kleine hoeveelheid koper (ongeveer 1%) of zilver (ongeveer %) toegevoegd. Bovendien zijn de motoren, gelijkrichters en besturings-, rem-, elektrische en signaalsystemen in de trein allemaal afhankelijk van koper en koperlegeringen om te werken.
※ Vliegtuigen
Vliegtuignavigatie is ook onlosmakelijk verbonden met koper. Bijvoorbeeld: de bedrading, hydraulische, koel- en pneumatische systemen in het vliegtuig vereisen kopermaterialen, de lagerhouders en lagers van het landingsgestel gebruiken aluminiumbronzen buizen, de navigatie-instrumenten gebruiken antimagnetische staallegeringen en veel instrumenten gebruiken gebroken koperen elastische elementen.
E. Toepassingen in de machine- en metallurgische industrie
※ Machinebouw
Koperen onderdelen zijn in vrijwel alle machines terug te vinden. Naast de grote hoeveelheid staal die wordt gebruikt in motoren, circuits, hydraulische systemen, pneumatische systemen en besturingssystemen, is er een grote verscheidenheid aan transmissiedelen en bevestigingsdelen van messing en brons, zoals tandwielen, wormwielen, wormen, koppelingen , bevestigingsmiddelen, draaiende onderdelen, schroeven, moeren, enz. Bijna alle onderdelen die in de machine ten opzichte van elkaar bewegen, moeten gebruik maken van lagers of hulzen gemaakt van wrijvingsbestendige koperlegeringen. Met name de cilinderhulzen en sledes van grote extruders en smeedpersen van 10,000 ton zijn bijna allemaal gemaakt van brons, en het gewicht van de gietstukken kan enkele tonnen bereiken. Veel elastische elementen zijn vrijwel allemaal gemaakt van siliciumbrons en tinbrons. Lasgereedschappen, spuitgietmatrijzen, enz. zijn nog onlosmakelijker verbonden met koperlegeringen, enzovoort.
※ Metallurgische apparatuur
De metallurgische industrie is een grote verbruiker van elektriciteit en staat bekend als de "elektrische tijger". Bij de bouw van metallurgische fabrieken moet er doorgaans sprake zijn van een enorm transmissie- en distributiesysteem en van stroomapparatuur die afhankelijk is van koper om te kunnen functioneren. Bovendien heeft de continugiettechnologie in de pyrometallurgie een dominante positie ingenomen, en het belangrijkste onderdeel, de kristallisator, is meestal gemaakt van koperlegeringen met hoge sterkte en hoge thermische geleidbaarheid, zoals chroomkoper en zilverkoper. De watergekoelde smeltkroezen van vacuümboogovens en elektrische slakovens in de elektrometallurgie zijn gemaakt van stalen buizen, en verschillende inductiespoelen voor inductieverwarming zijn gewikkeld met koperen buizen of speciaal gevormde koperen buizen, en er wordt water doorheen geleid voor koeling.
※ Legeringsadditieven
Koper is een belangrijk additief element in legeringen zoals staal en aluminium. Een kleine hoeveelheid koper (0.2-0,5%) toegevoegd aan laaggelegeerd constructiestaal kan de sterkte van het staal en de weerstand ervan tegen atmosferische en maritieme corrosie verbeteren. Het toevoegen van koper aan corrosiebestendig gietijzer en roestvrij staal kan hun corrosieweerstand verder verbeteren. Legeringen met een hoog nikkelgehalte die ongeveer 30% koper bevatten, zijn de beroemde corrosiebestendige "monellegeringen" met hoge sterkte, die veel worden gebruikt in de nucleaire industrie.
Veel hoogwaardige aluminiumlegeringen bevatten koper. Door middel van afschrikking en verouderingswarmtebehandeling worden verspreide fijne deeltjes in de legering neergeslagen, waardoor de sterkte ervan aanzienlijk wordt verbeterd, de zogenaamde door veroudering geharde aluminiumlegeringen. Onder hen is duraluminium of hard aluminium de bekendste, een aluminiumlegering die koper, mangaan en magnesium bevat en een belangrijk structureel materiaal is voor de productie van vliegtuigen en raketten.
