1.0 Introdução
Uma análise de bronze e cobre é essencial, pois esses metais são facilmente confundidos. Como resultado, os projetistas de peças podem ficar perplexos durante a seleção do material. Além disso, as similaridades na composição elementar desses metais tornam a categorização muito mais desafiadora. Embora haja uma pequena variação de cor, você pode não conseguir diferenciar os metais imediatamente. O elemento mais difícil é que você não pode selecionar apenas um deles para suas aplicações. Apesar de suas inúmeras semelhanças, eles também têm várias características distintivas. Como resultado, o latão pode não ser adequado para algumas aplicações em que o cobre normalmente seria usado.
1.1 O que é cobre?
É um dos metais não ferrosos mais frequentemente utilizados na fabricação. Com uma tonalidade marrom-avermelhada, é uma substância macia, maleável e dúctil. Devido à sua excelente condutividade elétrica e térmica, resistência, conformabilidade e resistência à corrosão, o cobre é empregado em uma ampla gama de aplicações. O cobre não ligado está disponível em uma variedade de graus, cada um com níveis variados de impurezas. Os graus de cobre que não contêm oxigênio são utilizados em aplicações que precisam de boa condutividade e ductilidade. A capacidade do cobre de resistir a germes é outra de suas características mais essenciais.
1.2 O que é Bronze?
O bronze é um dos metais mais antigos do mundo. É uma liga à base de cobre com um metal secundário, geralmente estanho. O bronze se distingue por sua tonalidade dourada opaca. A composição do bronze contemporâneo varia, mas normalmente é 88% cobre e 12% estanho. Manganês, alumínio, níquel, fósforo, silício, arsênio e zinco são todos componentes possíveis do bronze. Embora o bronze fosse antigamente uma liga de cobre e estanho, e o latão fosse uma liga de cobre e zinco, o uso atual turvou a distinção entre os dois. As ligas de cobre agora são comumente chamadas de latão, com o bronze sendo considerado um tipo de latão.
2.0 Diferenças entre Bronze e Cobre.
Alguns métodos para distinguir cobre e bronze estão listados abaixo.
2.10 Composição dos Elementos
O cobre é um elemento que compreende inteiramente esse elemento. No entanto, contaminantes ou vestígios de outros elementos podem ocasionalmente estar presentes. O bronze, ao contrário do cobre, é uma liga com composição elementar básica de cobre (Cu) e estanho (sn). Outros elementos, dependendo da forma da liga, estão presentes além da composição básica.
2.12 Diferenças de resistência do cobre e do bronze
A resistência de um material é crítica para determinar as melhores aplicações para ele. Por isso, ao comparar o bronze com o cobre, este componente deve ser levado em consideração.
- Resistência ao escoamento
A resistência ao escoamento do bronze é maior que a do cobre. Possui um limite de escoamento que varia de 125 a 800 MPa. O cobre, por outro lado, possui um limite de escoamento de 33.3 MPa.
- Resistência à Tração
Em aplicações onde a resistência do metal é necessária, o bronze normalmente é a melhor opção. O cobre tem resistência à tração de 210 MPa, enquanto o bronze tem resistência à tração variando de 350 a 635 MPa.
2.13 Diferenças na Condutividade
1. Condutividade elétrica
No ramo de manufatura, o cobre é um dos materiais usados para classificar materiais elétricos. Como resultado, o cobre tem uma condutividade de 100%. A condutividade elétrica do bronze é de cerca de 15%. É possível que as classificações mais baixas do bronze sejam atribuídas à composição de seus elementos de liga.
2. Condutividade Térmica
É um medidor de quão bem cobre e bronze funcionam em aplicações térmicas. A quantidade de energia e a taxa na qual a energia pode ser transportada são medidas durante a medição de sua condutividade térmica. A condutividade térmica de ligas aumenta com a temperatura, enquanto a condutividade térmica de metais puros permanece constante conforme a temperatura sobe. O bronze, por outro lado, é uma liga de cobre, enquanto o cobre está em sua forma pura. O cobre tem a menor condutividade térmica (223 BTU-in/hr-ft2-°F), enquanto o bronze tem a maior (229 – 1440 BTU-in/hr-ft2-°F).
2.14 Capacidades de Formação
- Formabilidade
O cobre tem grande conformabilidade porque pode suportar a deformação plástica sem ser danificado. Algumas ligas de bronze também podem ser facilmente moldadas. O bronze fosforoso PB1, que permite a conformação a frio, é um excelente exemplo.
- Ponto de Fusão
A conformabilidade de um material aumenta à medida que seu ponto de fusão diminui. A temperatura de fusão do cobre é 1085 °C, o que pode limitar sua conformabilidade. O ponto de fusão do bronze, por outro lado, é 913 °C
2.15 Apelo estético e toque
- Cor
Ambos os metais são de cor marrom-avermelhada. A tonalidade marrom-avermelhada do bronze se distingue por um ouro fosco, mas o cobre recém-exposto se distingue por um tom laranja-rosado.
- Dureza:
O cobre tem uma classificação de dureza Brinel de 35. O bronze, por outro lado, tem uma pontuação que varia de 40 a 420. Isso demonstra que o bronze é mais duro que o cobre.
2.16 Resistência à corrosão
Quando exposto ao ar, o bronze oxida e desenvolve uma camada protetora. O bronze pode tolerar a exposição à água do mar. Portanto, é ideal para aplicações marítimas e acessórios para barcos. O teor de cobre deste metal, por outro lado, diminui ao longo do tempo quando exposto a produtos químicos de cloro. O cobre oxida para gerar uma camada protetora que fornece alta resistência à corrosão. Para resumir, o bronze é inerentemente mais resistente à corrosão do que o cobre.
2.17 A durabilidade
Os materiais duradouros devem ser capazes de se adaptar às mudanças tecnológicas, técnicas e de design. Como resultado, o bronze é uma substância durável e robusta que não se dobra facilmente. Também é extremamente durável devido à sua grande resistência à corrosão. O cobre, por outro lado, tem muito mais elasticidade que o bronze. Como resultado, o bronze é uma alternativa significativamente mais forte e duradoura do que o cobre.
2.18 Peso
O bronze é o mais leve dos dois materiais, com densidade variando de 7400 a 8900 kg/m8930. O cobre, por outro lado, tem a maior densidade, com densidade de XNUMX kg/mXNUMX.
2.19 Usinabilidade
O cobre é mais usinável que o bronze. Isso pode ser atribuído à dureza do bronze. O bronze é um metal duro e denso que é difícil de esticar quando contrastado com o cobre, que é extremamente flexível. Se a usinabilidade é uma prioridade ao escolher entre bronze e cobre para um projeto, o cobre é, sem dúvida, a melhor opção.
2.20 Custos
Bronze e cobre estão frequentemente disponíveis em vários graus. Como resultado, seu custo flutua frequentemente. O cobre normalmente é mais caro que o bronze, embora os custos variem dependendo da liga. A redução da porcentagem de cobre na liga pode ser a responsável pelo preço mais baixo do bronze.
3.0 Aplicações de Cobre e Bronze
I. Bronze
O bronze é uma liga de cobre que existe em uma ampla variedade de formas e tamanhos. Pode ser encontrado em uma ampla gama de aplicações, incluindo:
i. Machine design
O bronze é usado em vários rolamentos devido à sua resistência superior ao atrito, dureza e resistência ao desgaste. Como resultado, eles são empregados em molas, buchas, rolamentos piloto para transmissões automotivas, rolamentos para pequenos motores elétricos e uma variedade de outras aplicações.
ii. Construção
Uma forma especial de bronze é usada em vários componentes móveis de pontes, rodas motrizes sem-fim e plataformas giratórias de pontes. Uma forma de bronze também é usada em equipamentos de segurança modernos, incluindo martelos, marretas e chaves inglesas.
Essas ferramentas foram originalmente construídas em aço, mas o bronze foi substituído devido ao risco de incêndio ou explosão gerado pelas perigosas faíscas que o aço pode produzir.
iii. Artes
Por causa de sua característica maravilhosa, que permite que ele se expanda suavemente conforme esfria, é o material de escolha para escultores de metal. O bronze, apesar de seu peso e densidade, é muito fácil de trabalhar, permitindo que os escultores esculpam o quanto quiserem.
O bronze também é usado em instrumentos musicais
II. Cobre
- Fios e cabos
O cobre é o condutor elétrico mais desejável nesta área, pois possui uma taxa de condutividade de 100%. O cobre é usado em fios elétricos; no entanto, não é recomendado para sobrecarga de transmissão de energia.
Transmissão, distribuição, geração de energia, comunicações, eletrônica e uma ampla gama de dispositivos elétricos são exemplos de onde é usado.
- Expositores e Eletrónica
Eletroímãs, tubos de raios catódicos, tubos de vácuo, magnetrons de micro-ondas e muitas outras aplicações são possíveis.
- Antimicrobiano
As propriedades antibacterianas do cobre são muito notáveis. Ele pode ser transformado em ligas com propriedades antibacterianas. Escherichia coli é um dos germes contra os quais ele pode proteger. Mesas de cabeceira, equipamentos de academia, ferragens de banheiro, pias, alças de cartão de compras e outras peças construídas com essa liga de cobre são comumente utilizadas no setor de saúde pública.
- Como agente anti-bioincrustante
O cobre é usado para restringir o crescimento de muitos tipos de vida, e é considerado bioestático. Por suas propriedades bioestáticas, o cobre é usado para revestir componentes de navios para protegê-los de cracas e mexilhões. O cobre tem fortes propriedades antibacterianas; portanto, é frequentemente utilizado na produção de materiais de rede para evitar bioincrustação.
3.1 Escolhendo entre Latão e Cobre
Nas fases de design e produção, o procedimento de seleção é crucial para um resultado de alta qualidade. As seguintes variáveis devem ser consideradas ao decidir entre cobre e bronze.
- Embora ambos os metais sejam mais duráveis, eles não têm o mesmo nível de usinabilidade. Isso é algo em que você deve pensar se quiser garantir uma usinagem mais suave e custos mais baixos.
- Outro fator significativo é o orçamento. O cobre é mais caro que o bronze. Como resultado, se o dinheiro for um problema, o bronze pode ser a melhor opção.
- Por fim, considere a aplicabilidade e a utilidade ao tomar sua decisão. O tipo de metal que você selecionar será determinado pelo propósito final do componente. O cobre é vantajoso sempre que a condutividade elétrica for necessária. A resistência à corrosão do bronze torna o metal ideal para uso em ambientes marítimos. Ele também é resistente e resiliente, e pode suportar desgaste.
Conclusão 4.0
Escolher o metal incorreto para um projeto pode ser fatal, então saber a diferença entre bronze e cobre pode ajudar você a economizar muito dinheiro. O melhor metal entre cobre e bronze, no entanto, depende dos requisitos do seu projeto. Procure aconselhamento especializado se não tiver certeza sobre o melhor curso de ação.
