Медный металлопрокат

Медный металлопрокат — собирательное наименование полуфабрикатов из меди и её технических марок, полученных обработкой давлением: прокаткой, прессованием, волочением, штамповкой. В эту группу входят листы, плиты, ленты, фольга, трубы, прутки, проволока, шины, полосы, профили и другие изделия. Медный прокат широко востребован в электроэнергетике, машиностроении, приборостроении, теплотехнике, строительстве и химической промышленности благодаря сочетанию высокой электро- и теплопроводности, коррозионной стойкости и хорошей обрабатываемости давлением.

Ниже подробно рассмотрены основные виды медного металлопроката, марки меди, нормативная документация и области применения каждого вида продукции.

Марки меди для производства проката

Химический состав и маркировка технических марок меди регламентируются ГОСТ 859-2014 «Медь. Марки». В зависимости от степени чистоты и содержания примесей выделяют следующие основные марки:

Буква «р» в обозначении марки указывает на раскисление фосфором, буква «ф» — на наличие остаточного фосфора. Для электротехнического проката, подлежащего испытаниям на электропроводность, к обозначению марки добавляется буква «Е» (например, М1Е).

Содержание примесей напрямую влияет на свойства проката. Железо, олово, фосфор и сурьма снижают электро- и теплопроводность. Висмут и свинец затрудняют обработку давлением, но практически не влияют на электрические свойства. Кислород снижает прочность и электропроводность, а сера облегчает обрабатываемость резанием.

Основные свойства медного проката

Медный прокат ценят в промышленности за комплекс физических и технологических свойств, выгодно отличающих его от продукции из других цветных металлов:

По электропроводности медь уступает только серебру, что определяет её ведущую роль в производстве токоведущих элементов. Материал не магнитится (диамагнетик), устойчив к коррозии в атмосферных условиях, пресной и морской воде. Агрессивными средами для меди являются растворы аммиака, сернистые газы, сероводород.

Медный прокат в отожжённом (мягком) состоянии обладает высокой пластичностью — выдерживает обжатие до 85–95 % без промежуточных отжигов. Это позволяет получать методом холодной деформации тонкую фольгу, проволоку малых диаметров, тонкостенные трубы. Медь хорошо поддаётся пайке мягкими и твёрдыми припоями, сварке (газовой, аргонодуговой), резке и штамповке.

Виды медного металлопроката

Номенклатура медного проката включает десятки наименований. Каждый вид продукции имеет свой профиль сечения, способ изготовления и регламентируется отдельным стандартом. Рассмотрим основные виды, которые поставляются российским потребителям.

Медные листы и плиты

Листовой медный прокат регламентируется ГОСТ 1173-2006 «Фольга, ленты, листы и плиты медные. Технические условия». Этот стандарт пришёл на смену ранее действовавшим ГОСТ 1173-93 и ГОСТ 495-92.

В соответствии с ГОСТ 1173-2006 различают:

По состоянию металла листы и ленты выпускаются мягкими (М), полутвёрдыми (П) и твёрдыми (Т). Мягкий лист пластичен и удобен для гибки, штамповки и вытяжки. Твёрдый — более жёсткий, применяется там, где требуется формоустойчивость.

Медные листы используются в химическом машиностроении, для обшивки теплообменных аппаратов, в кровельных работах, при изготовлении электрощитового оборудования. Медная фольга востребована в электронике и приборостроении.

Медные трубы

Трубы медные и латунные круглого сечения общего назначения изготавливаются в соответствии с ГОСТ 617-2006. Медные трубы производятся холоднодеформированными (тянутыми) и прессованными, поставляются в отрезках или бухтах.

По состоянию материала трубы бывают мягкими (М), полутвёрдыми (П) и твёрдыми (Т). По точности изготовления — нормальной и повышенной точности. Наружный диаметр холоднодеформированных труб — от 3 до 360 мм, толщина стенки — от 0,5 до 10 мм. Прессованные трубы выпускаются диаметром от 30 до 280 мм.

Медные трубы в мягком состоянии легко гнутся, что удобно при монтаже трубопроводов сложной конфигурации. Основные области применения: системы водоснабжения и отопления, контуры кондиционирования и холодильной техники, гидравлические и пневматические линии, теплообменное оборудование в энергетике и химической промышленности.

Медные прутки

Производство медных прутков регламентируется ГОСТ 1535-2016 «Прутки медные. Технические условия». Прутки выпускаются круглого (КР), квадратного (КВ) и шестигранного (ШГ) сечения.

По способу изготовления прутки делятся на:

Прутки различаются по точности изготовления — нормальная (Н), повышенная (П), высокая (В); и по состоянию металла — мягкое (М), полутвёрдое (П), твёрдое (Т). Изготавливаются из марок М001, М0, М1, М1р, М1ф, М2, М2р, М3.

Прутки диаметром до 35 мм поставляются пучками массой до 80 кг. Тянутые прутки диаметром до 18 мм допускается поставлять в бухтах массой до 140 кг. Длина — мерная, кратная мерной или немерная.

Из медных прутков изготавливают токоведущие детали, крепёж (гайки, болты, втулки, шпильки), контакты, клеммы, детали запорной арматуры. Медный пруток используется как заготовка для последующей механической обработки на токарных и фрезерных станках.

Медная проволока

Медная проволока круглого сечения для электротехнических целей изготавливается по ГОСТ 2112-79. Стандарт предусматривает следующие марки: ММ — мягкая, МТ — твёрдая, МС — для воздушных линий связи. Медная проволока производится методом многократного волочения из катанки.

Номинальные диаметры проволоки по ГОСТ 2112-79 составляют от 0,02 до 9,42 мм. Проволока диаметром до 0,59 мм поставляется на катушках, диаметром свыше 0,59 мм — на катушках, барабанах или в бухтах.

Шины и проволока прямоугольного сечения для электротехнических целей регламентируются ГОСТ 434-78. Эти изделия применяются в распределительных устройствах, трансформаторах, электрических щитах.

Основные области применения медной проволоки: производство кабельно-проводниковой продукции, обмотки электродвигателей и трансформаторов, изготовление токоведущих жил проводов и кабелей, сварочные работы, плетение сеток.

Медные ленты и фольга

Медные ленты и фольга, как и листовой прокат, производятся по ГОСТ 1173-2006. Лента представляет собой плоское прокатанное изделие толщиной 0,10–6,00 мм, поставляемое в рулонах или нарезанное на длины (полосы) с обрезанной кромкой. Фольга — изделие толщиной 0,05–0,10 мм в рулонах.

По состоянию ленты выпускаются мягкими, полутвёрдыми и твёрдыми. Допустимая серповидность ленты — не более 3 мм на 1 м длины.

Медная лента применяется в электротехнической промышленности для изготовления обмоток трансформаторов, экранов кабелей, токоведущих элементов, а также в машиностроении и приборостроении. Фольга используется в электронике, для изготовления печатных плат, экранирующих прокладок, конденсаторов.

Медные шины и полосы

Медные шины — полуфабрикаты прямоугольного сечения, применяемые для токораспределения в электрических установках. Их производство регулируется ГОСТ 434-78 «Проволока прямоугольного сечения и шины медные для электротехнических целей».

Шины выпускаются мягкими и твёрдыми. Толщина шин — от 3 до 30 мм, ширина — от 15 до 120 мм. Благодаря высокой электропроводности меди шины обеспечивают минимальные потери при передаче тока. Они используются в электрощитовом оборудовании, трансформаторных подстанциях, распределительных устройствах, шинопроводах промышленных предприятий.

Медные полосы по ГОСТ 1173-2006 — ленты, разрезанные на мерные длины. Ширина полос — от 10 до 600 мм, толщина — от 0,10 до 6,00 мм. Применяются в электротехнике, машиностроении, при изготовлении прокладок и уплотнений.

Медная катанка

Катанка медная — полуфабрикат круглого сечения, получаемый методом непрерывного литья и прокатки. Является основным сырьём для последующего производства проволоки методом волочения. Диаметр катанки обычно составляет 8 мм.

Катанка выпускается из меди высокой чистоты (марки М001 и выше) и поставляется в бухтах. Применяется на кабельных заводах для изготовления токопроводящих жил кабелей и проводов.

Медные профили

Медные профили — погонажные изделия с фасонным поперечным сечением. Изготавливаются методом прессования или волочения. Сечение может быть угловым (уголок), тавровым, швеллерным или специальным — по чертежу заказчика.

Профильный медный прокат применяется в электротехнике (шинопроводы, контактные системы), строительстве (элементы фасадных и кровельных систем), машиностроении (направляющие, каркасные элементы).

Области применения медного металлопроката

Каждая отрасль промышленности предъявляет к медному прокату свои требования по чистоте марки, форме поставки и состоянию металла. Ниже перечислены основные направления использования.

Электроэнергетика и электротехника

Это крупнейший потребитель медного проката. Шины, проволока, ленты, листы из меди марок М0 и М1 используются для изготовления токоведущих элементов: кабелей, проводов, обмоток электрических машин, контактных групп, шинопроводов. Высокая электропроводность меди обеспечивает минимальные потери энергии при передаче тока.

Теплотехника и энергетическое машиностроение

Медные трубы и листы применяются в теплообменном оборудовании: конденсаторах, испарителях, рекуператорах. Высокая теплопроводность меди (394 Вт/(м·К)) обеспечивает эффективную теплопередачу. Медные трубки используются в системах кондиционирования и холодильных установках.

Строительство

Медные листы и ленты нашли применение в качестве кровельного материала. Медная кровля отличается долговечностью — срок службы превышает 100 лет. Со временем медь покрывается патиной (зеленоватым налётом оксида), которая является естественной защитой от дальнейшей коррозии. Медные трубы используются в системах водоснабжения и отопления жилых и общественных зданий.

Машиностроение и приборостроение

Медные прутки служат заготовками для токарной обработки: из них вытачивают втулки, гайки, штуцеры, клеммы, контактные элементы. Медные листы и ленты применяются для штамповки деталей приборов, изготовления прокладок, пружинных контактов. Медная проволока используется при намотке катушек индуктивности, датчиков, реле.

Химическая промышленность

Стойкость меди к ряду агрессивных сред (разбавленные кислоты, щёлочи, органические растворители) позволяет использовать медные листы и трубы для облицовки ёмкостей, изготовления змеевиков, реакторов. Следует учитывать, что медь неустойчива к аммиаку, сернистым газам и концентрированным окислительным кислотам.

Технологическая обрабатываемость медного проката

Медь и медный прокат обладают хорошей технологичностью, что расширяет возможности их использования на производстве.

Обработка давлением

Медь в отожжённом состоянии — пластичный материал. Она легко подвергается гибке, штамповке, вытяжке, раскатке, прокатке. Допустимая степень холодной деформации до промежуточного отжига — 85–95 %. Температура рекристаллизации чистой меди — около 200–270 °C.

Пайка и сварка

Медь хорошо паяется мягкими (оловянно-свинцовыми) и твёрдыми (медно-фосфоритстыми, серебряными) припоями. Сварка меди возможна аргонодуговым (TIG), газовым и контактным способами, однако требует учёта высокой теплопроводности металла — необходим предварительный подогрев деталей толщиной свыше 3–4 мм. Электродуговая сварка меди затруднена из-за интенсивного теплоотвода.

Резание

Чистая медь в мягком состоянии обрабатывается резанием удовлетворительно: материал вязкий, образует длинную сливную стружку, что требует подбора инструмента и режимов. Твёрдый (нагартованный) медный прокат обрабатывается лучше. Для улучшения обрабатываемости используют прутки, предназначенные для обработки на автоматах (маркировка «АВ» в обозначении по ГОСТ 1535-2016).

Формы поставки и нормативная документация

Медный металлопрокат поставляется в различных формах, каждая из которых регламентируется соответствующим стандартом. Ниже приведён перечень основных видов продукции и действующих нормативных документов.

При заказе медного проката указывают: вид изделия, способ изготовления, форму сечения, класс точности, состояние металла, размеры, длину, марку меди и номер стандарта. Пример условного обозначения по ГОСТ 1535-2016: «Пруток ДКРВТ 10 НД М1 АВ ГОСТ 1535-2016» — пруток тянутый, круглый, высокой точности изготовления, твёрдый, диаметром 10 мм, немерной длины, из меди М1, для обработки на автоматах.

Вторичная переработка медного проката

Медь — один из немногих промышленных металлов, который практически полностью сохраняет свои свойства при многократной переработке. Медный лом и отходы (обрезки листов, стружка, проволока, вышедшие из эксплуатации трубы) переплавляют для повторного использования в производстве проката. Доля вторичной меди в мировом производстве составляет значительную часть, что снижает нагрузку на сырьевую базу и делает медный прокат экономически рациональным материалом при долгосрочной эксплуатации.