El Cobre en el mundo 19/06/2012. Mundo, 2008, ~ 15, T 65% Chile. USA Peru China Australia Rusia 650. Indonesia Canada Zambia.

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1 Mundo, 2008, ~ 15, T Chile USA Peru China Australia Rusia Indonesia Canada Zambia Datos en 10 3 T Otros 25% 7% 3% 65% El Cobre en el mundo Electricidad Transporte Construcción Otros 1

2 Importancia del Cobre 10 6 TM Producción cobre de mina 18 Chile Mundo 16 Meller, Lara y Valdés, Importancia del Cobre 2008: Exp = US$ 66 billones Cu: US$ 33 billones Meller, Lara y Valdés,

3 Características del cobre Estructura FCC, T f = 1083ºC Blando, Dúctil, Tenaz Pesado: densidad = 8,9 g/cm 3 Endurecible por deformación en frío y TG Temperatura de recristalización, ~ 200ºC Alta conductividad eléctrica Alta conductividad térmica Resistente a la corrosión acuosa Metal base para variadas aleaciones Conductividad térmica y eléctrica (% IACS = International Annealed Copper Standard) Metal Conductividad eléctrica Conductividad térmica Ag Cu Au Al Mg Zn Ni Aceros Pt Pb 8 9 Cu: ρ = 1,7241 [µω-cm] 3

4 La familia del Cobre Cu Cobres aleados varios +otros Cobres (varias calidades) +Ni Cuproníqueles +Zn +Sn +Al Latones binarios Cupro - aluminios Bronces (fosforosos) Designación - Normas (NCh1399 Of 78 - UNS - ICA) Cobres trabajados (wrought) 10-15XXX Calidades de Cobre puro (>99.3% Cu) 16-19XXX Aleaciones de alto Cobre ( %) 2XXXX Cobre-Zinc (latones) 3XXXX Cobre-Zinc-Plomo (latones al plomo) 4XXXX Cobre-Zinc-Estaño (latones al estaño) 5XXXX Cobre-Estaño y Cu-Sn-Pb (bronces fosforados) 6XXXX Cu-Al, Cu-Si y otras (latones al Al, y al Si) 7XXXX Cu-Ni (cuproníqueles), Cu-Ni-Zn Cobres fundidos (cast) 8XXXX Cobres y Latones para fundición 9XXXX Bronces para fundición 4

5 Ejemplos típicos Aleaciones trabajadas (Wrought alloys) Nº UNS Cu Zn Sn Otros Cu-ETP C O Cu-Berilio C Be, 0.2Co Latón cartuchería C Bronce Fosfórico 5% C Trazas de P Cuproníquel 30% C Ni Aleaciones fundidas (Cast alloys) Latón Plomado C Pb Bronce al Estaño C Bronce al Aluminio C Al, 4Fe Ejemplos típicos Aleación Condición UTS (MPa) Trabajadas σ ys (MPa) ε f % Aplicaciones Típicas C11000 Recocida Conductores, tubería C17200 Recocida End x ppt Resortes, contactores, boquillas C26000 Recocida Cartuchos, embutidos C51000 Recocida Campanas, soldadura C71500 Recocida Piping agua de mar Fundidas C85400 De colada Fitting doméstico C90500 De colada Descansos, bujes C95400 De colada Engranajes, Hélices 5

6 Conductividad eléctrica MODELO : Flujo de electrones libres a través de los espacios existentes entre los cationes, estáticos y ordenados en una red. Cualquier irregularidad de la red cristalina, aumenta colisiones y tiene un efecto negativo sobre la conductividad EFECTOS NEGATIVOS aleantes en ss vacancias (temperatura) vacancias (defo. en frío) tamaño de grano Ppt? Inclusiones? Conductividad eléctrica Efecto de elementos disueltos en el Cobre µohm-cm Siemens 6

7 Conductividad eléctrica Efecto de la deformación en frío en Cobre OFHC Productos de cobre refinado Obtenido por Refinación a Fuego o bien a partir de Cátodos de Refinación Electrolítica o de Electro-obtención (electrowinning), refundidos y moldeados como: Lingotes Wirebar o álambrón c/c Tochos producción de aleaciones fabricación de alambres extrusión de tubos Placas laminación de planchas 7

8 Calidades de cobre puro COBRE Electrolítico (ETP- C11000) Contiene 0.04% de Oxígeno como inclusiones de Cu 2 O Alta conductividad eléctrica Limitada soldabilidad por reacción con Hidrógeno Alta ductilidad, baja maquinabilidad Baja Temperatura de recristalización Uso principal, conductores eléctricos Calidades de cobre puro COBRE Refinado a fuego (FRTP- C12500) Menor pureza que electrolítico Menor conductividad eléctrica Características físicas similares Uso principal, fabricación de aleaciones base Cobre COBRE Desoxidado (DLP-C12000, DHP-C12200) Exento de inclusiones de óxido, con fósforo residual Buena soldabilidad, buena formabilidad y resistencia Baja conductividad eléctrica Uso principal, tuberías para conducción de agua 8

9 Calidades de cobre puro COBRE con Plata (ETPS C11600) Plata afecta levemente la conductividad eléctrica Aumento notorio de la Temperatura de Recristalización Conserva dureza hasta mayores temperaturas Uso principal, conductores Calidades de cobre puro COBRE con Plomo y/o Teluro (C18700-C14500) Pb y/o Te insoluble forma inclusiones metálicas blandas Reducción de ductilidad, aumento de maquinabilidad Conductividad eléctrica no afectada Uso principal, conductores mecanizados Cu -Te Cu-ETP 9

10 Aleaciones base Cobre Latones (Cu-Zn) 5-35% Zn, aleaciones monofásicas de alta ductilidad 35-40% de Zn, bifásicas de mayor resistencia Resistencia a la corrosión acuosa Menor costo aún que el Cobre puro Auto-desoxidada Sufre corrosión selectiva de Zn (descincificación) Aplicación en fittings domésticos, casquillos, etc. Aleaciones base Cobre Bronces (Cu-Sn) 5-8% Sn, aleaciones monofásicas de regular ductilidad 10-15% de Sn, aleaciones bifásicas, sólo para fundición Mayor Resistencia mecánica y a la corrosión que latones Mayor costo Desoxidado con Fósforo (fosfórico) Aplicación en descansos, fittings marinos, instrumentos musicales, etc. 10

11 Aleaciones de alto Contenido de Cobre Cobre-2%Berilio Blando y dúctil en estado templado Endurece por precipitación Conserva grado de conductividad Desarrolla 40HRc con un 30% IACS Aleaciones de alto Contenido de Cobre Cobre-1%Cromo Insertar foto de spot-welding Endurece por precipitación Conserva alta conductividad Aplicación en contactores y elementos de soldadura Desarrolla 125 HV con 80% IACS 11

12 12

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