Ligas De Cobre

Cobre e Suas Ligas

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA

CENTRO DE CIENCIAS TECNOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

COBRE E SUAS LIGAS

Sumário

INTRODUÇÃO 2

1. O COBRE 3

1.2 O Ciclo Industrial do Cobre 3

1.3 Propriedades 6

1.3.1 Condutividade elétrica 6

1.3..2 Resistências à corrosão 6

1.3.3 Resistência Mecânica 6

1.3.4 Trabalho em Temperaturas Elevadas 7

1.3.5 Usinabilidade 7

1.3.6 Algumas outras propriedades 8

1.4 Classificação 8

1.4.1 Ligas de Cobre 12

1.4.1.1 O Bronze 12

1.4.1.2 Cobre-Alumínio 13

1.4.1.3 Cobre-Silício 14

1.4.1.4 Cobre-Berílio 14

1.4.1.5 O Latão 15

2 TRATAMENTO TÉRMICO DO COBRE E SUAS LIGAS 16

2.1 Homogeneização 16

2.2 Recozimento 17

2.3 Alívio de Tensões 17

2.4 Endurecimento 18

2.5 Solubilização 18

2.6 Resfriamento 18

3 APLICAÇÕES 19

CONCLUSÃO 22

BIBLIOGRAFIA 23

INTRODUÇÃO

O cobre é um dos materiais mais antigos utilizado pela humanidade, é usado desde da idade antiga, antes dos aços e a descoberta de outros metais.

Atualmente o cobre é empregado em diversas áreas da engenharias, desde elétrica, no transporte de energia, até mecânica, por exemplo em mancais.Esse trabalho descreverá as principais propriedades, características, tratamentos térmicos e aplicações do cobre e suas ligas, mostrando a grande aplicabilidade dessas ligas para a produção de peças e equipamentos.

1. O COBRE

Principais matérias-primas são o sulfeto de cobre e ferro (CuFeS2) e o sulfeto de cobre (Cu2S). O enxofre é removido por calcinação e o cobre obtido é transformado em cobre metalúrgico por meio de fornos ou cobre eletrolítico por eletrólise.

Provavelmente, cobre foi o primeiro metal que o homem extraiu da natureza, o que deu início à Idade do Bronze. Na atualidade, a produção mundial de cobre está na faixa de 15,5x106 toneladas (dado de 2001). Estima-se que as reservas mundiais em forma de minerais sejam da ordem de 2600x106 toneladas.

Cobre é um dos metais mais versáteis. A combinação de propriedades mecânicas, elétricas, térmicas e químicas entre outras dá ao metal uma extensa gama de aplicações, seja na forma pura, seja em ligas como bronze, latão e outras.

A tabela abaixo estabelece as principais propriedades físicas do elemento Cobre (Cu):

|Número Atômico |29 |

|Massa Atômica |63,54 |

|Densidade |8,93 [Mg/m3] (20oC) |

|Ponto de Fusão |1085 [ºC] |

|Calor Específico |386 [J/kg.K] |

|Calor Latente de Fusão |205 [kJ/kg] |

|Condutibilidade Térmica |398 [W/m.K] |

|Resistividade Elétrica |16,73 [n(.m] |

|Condutibilidade Elétrica (volumétrica) |103 [%IACS] |

|Estrutura Cristalina | |

| |cúbica de faces centradas |

Tabela 1 – Propriedades físicas do elemento Cobre.

1.2 O Ciclo Industrial do Cobre

As minas de cobre são classificadas de acordo com o sistema de exploração: Minas à Céu Aberto são aquelas cujo mineral se encontra próximo da superfície e Minas Subterrâneas, aquelas em que o mineral se encontra em profundidade, necessitando de explosivos para sua extração.

Da mina sai o minério contendo de 1% a 2% de cobre. Depois de extraído, britado e moído, o minério passa por células de flotação que separam a sua parte rica em cobre do material inerte e converte-se num concentrado, cujo teor médio de cobre é de 30%. Este concentrado é fundido em um forno onde ocorre a oxidação do ferro e do enxofre, chegando-se a um produto intermediário chamado mata, com 60% de cobre. O mata líquido passa por um conversor e, através de um processo de oxidação (insufla oxigênio para a purificação do metal), é transformado em cobre blister, com 98,5% de cobre, que contém ainda impurezas como resíduos de enxofre, ferro e metais preciosos. O cobre blister, ainda no estado líquido, passa por processo de refino e, ao seu final, é moldado, chegando ao ânodo com 99,5% de cobre. Após resfriados, os ânodos são colocados em células de eletrólise. São então intercalados por finas chapas de cobre eletrolítico, denominadas chapas de partida. Aplicando-se uma corrente elétrica, o cobre se separa do ânodo e viaja através do eletrólito