Miedź obok stali jest jednym z głównych materiałów strategicznych. Jest znana od starożytności głównie ze względu na fakt, że jest podstawowym składnikiem brązów, stąd też nazwa epoki brązu. Jej łacińska etymologia wskazuje na pochodzenie – Cuprum – to inaczej materiał pochodzący z Cypru, bowiem tam najbardziej powszechne dla starożytnych było jej wydobywanie. Choć obecnie największa jej odkrywkowa kopalnia mieści się w Chile – Chuquicamata, to jednym z głównych jej producentów jest także Polska – a główne złoża umiejscowione są terenie tzw. Lubińsko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego.
Jej obecność w życiu codziennym zaskakuje – kiedyś z miedzi wykonywano denary, dziś wykonuje się monety euro, a nawet występuje ona jako dodatek do fajerwerków, powodując piękny, niebieski kolor – podczas eksplozji dochodzi do utleniania się cząsteczek miedzi i w efekcie do emitowania światła o tym kolorze.
Jak produkowana jest miedź?
Kamień miedziowy jest uzyskiwany z pirytu miedziowego. Materiał początkowy zostaje ożużlowany, a następnie oddzielony od kamienia miedziowego, który jest dalej przetwarzany aż do postaci miedzi surowej (w której 2% zawartości stanowią metale nieszlachetne jak żelazo i cynk, jak również szlachetne jak srebro i złoto). W procesie elektrolizy wszystkie inne metale są oddzielane od miedzi i w ten sposób powstaje miedź elektrolityczna o stopniu czystości bliskim 100%.
Jakie są cechy miedzi?
Wśród licznych właściwości miedzi wyróżniamy:
- bardzo dobre przewodnictwo prądu – ustępuje tylko srebru, ale przewyższa złoto – stąd też stosowana jest w elektryce i elektronice; średniej wielkości samochód zawiera aż 22,5 kg miedzi; stosowana jest także jako materiał piorunochronny,
- odporność na promieniowanie ultrafioletowe – stosowana w izolacjach anty-UV,
- odporność na korozję – z tego względu Statua Wolności w Nowym Yorku jest wykonana z 80 ton miedzi przetransportowanych z norweskiej kopalni Visnes; była jedynym słusznym wyborem ze względu na fakt, że nie poddana była działaniom przez słone wody oceanu w transporcie morskim,
- znakomita obrabialność i odkształcalność – o czym dokładnie wiemy i co potwierdzają procesy, jakich wymaga obróbka CNC,
- narzędzia z miedzi nie dają iskier – dlatego stosuje się je w niebezpiecznym otoczeniu i strefach zagrożenia wybuchem,
- zwalcza szczepy bakterii, grzybów i wirusów – dlatego stosuje się ją w niektórych miejscach na świecie: miedziane klamki antybakteryjne (szczególnie w szpitalach i miejscach publicznych), a w rolnictwie wykorzystuje się tzw. oprysk miedziowy,
- jest podatna na recykling – 80% kiedykolwiek wydobytej miedzi jest w ciągłym użyciu, gdyż w procesie recyclingu nie traci jakości - jest materiałem przyszłości i wysokich technologii – stosowana w drukowanych płytkach w urządzeniach elektronicznych, jest także podstawowym materiałem nadprzewodników w Wielkim Zderzaczu Hadronów CERN w Szwajcarii.
Jaka jest skrawalność miedzi?
Czysta miedź jest trudnoskrawalna ze względu na cechy ciągliwości i plastyczności. Dlatego też stosuje się stopy z zawartością Zn, Sn, Al, Si, które tworzą wióry o korzystnym kształcie dla obróbki. Skrawalność stopów zawierających Pb, Se, Te jest porównywalna do skrawalności
stali automatowej. Obróbka miedzi cechuje się niską podatnością na tworzenie nalepień na ostrzach narzędzia. Obecność takich narostów na narzędziach wpływa na wzrost sił i temperatur towarzyszących obróbce CNC. Pod tym względem miedź zachowuje się podobnie jak stopy tytanu, żeliwo białe czy stal hartowana.
Stopy miedzi klasyfikuje się wg tzw. Universal Machinability Rating (UMR), gdzie odniesieniem jest podatność na obróbkę skrawaniem (100%) mosiądzu CZ121 ≈ MO58 (CuZn40Pb2), uwzględniająca m.in. wielkości wiórów, konieczną moc czy precyzję wykończenia powierzchni. W różnych materiałach nazywa się go po prostu wskaźnikiem skrawalności – niektóre źródła wskazują także jako materiał referencyjny mosiądz automatową CuZn39Pb3.
Jakie są cechy miedzi?
Na podstawie Universal Machinability Rating wyróżnia się trzy podstawowe grupy:
- UMR > 60% – stopy miedzi zawierające ołów, tellur lub siarkę, charakteryzujące się bardzo dobrą skrawalnością,
- UMR 30 – 60% – stopy o dobrej obrabialności przy zachowaniu zadowalających innych cech, tworzą dłuższe wióry,
- UMR < 30% – stopy wysoko wytrzymałe, gdzie obróbka miedzi jest utrudniona ze względu na znaczny przyrost temperatury skrawania i konieczność stosowania niższych prędkości obróbki; tworzą niewygodne, długie, ciągnące się wióry i wpływają na większe zużycie ścierne narzędzi.
Większość materiałów na bazie miedzi przeznaczonych na cele elektryczne, odznacza się niskim współczynnikiem skrawalności na poziomie 18-30, jednakże bardzo często nie wymagają obróbki skrawaniem. Obróbka miedzi CNC sprawdza się w przemyśle optycznym.
Jakie jest główne zastosowanie miedzi w przemyśle?
Współcześnie głównym sektorem, w którym wykorzystuje się miedź, jest produkcja przewodów elektrycznych. Szacuje się, że w branży tej wykorzystuje się około 60% dostępnej miedzi. Ponadto jest używana w budownictwie w pokryciach dachów i instalacjach wodociągowych. Samą instalację wodociągową z miedzi po raz pierwszy użyto w starożytnym Egipcie, a odnalezione po ponad 4000 lat rury zachowały się w bardzo dobrym stanie (dziś można je obejrzeć w Muzeum Narodowym w Berlinie).
Miedź wykorzystywana jest także w konstrukcji pojemników na odpady nuklearne (których wytrzymałość szacowana jest na ponad 100 tys. lat) – pionierem tego rozwiązania jest Szwecja. Około 15% miedzi wykorzystywane jest w przemyśle maszynowym, z czego większość to części maszyn i urządzeń, gdzie była wymagana obróbka skrawaniem miedzi lub obróbka wibrościerna. Dlatego też analiza materiału, jakim jest miedź, jest niezwykle ważnym elementem przygotowania i rozumienia całego procesu produkcyjnego.
Obróbka miedzi – zapraszamy do kontaktu
W RADMOT oferujemy zarówno frezowanie CNC, toczenie CNC, jak i wiele usług dodatkowych, takich jak znakowanie laserowe, mycie anodowanie aluminium i montaż. RADMOT to firma CNC z niemal 40 letnim doświadczeniem.
Skontaktuj się z nami i powiedz, czego potrzebujesz. Nasza wycena jest zupełnie darmowa. A jeśli będziesz mieć wątpliwości, jaka technologia sprawdzi się u Ciebie najlepiej, nasza fachowa wiedza jest na Twoje usługi.
