19/06/2012

Mundo, 2008, ~ 15,7 106 T 5600

Chile USA Peru

3190

China

560 590

Australia Rusia Indonesia

650 850 750

1000

1220

1310

Canada Zambia Otros

7%

3%

65%

Datos en 103 T 25%

El Cobre en el mundo Electricidad

Construcción

Transporte

Otros

1

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Importancia del Cobre 10 6 TM

Producción cobre de mina

18 Chile

Mundo

16

Meller, Lara y Valdés, 2010

14 12 10 8 6 4 2 0 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Importancia del Cobre

Meller, Lara y Valdés, 2010

2008: Exp = US$ 66 billones Cu: US$ 33 billones

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Características del cobre • Estructura FCC, Tf = 1083ºC • Blando, Dúctil, Tenaz • Pesado: densidad = 8,9 g/cm3 • 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 Ag Cu Au Al Mg Zn Ni Aceros Pt Pb

Conductividad eléctrica 106 100 – 102 72 62 39 29 25 13 – 17 16 8

Conductividad térmica 108 100 – 102 76 56 41 29 15 13 – 17 18 9

Cu: ρ = 1,7241 [µΩ-cm]

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La familia del Cobre Cu

Cobres aleados varios

Cobres (varias calidades)

+otros

+Zn

+Sn

Cuproníqueles

+Ni

+Al Cupro aluminios

Latones binarios 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 (96 – 99.3%)

• 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

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Ejemplos típicos Aleaciones trabajadas (Wrought alloys)

Nº UNS Cu

Cu-ETP

C11000

99.9

-

-

0.04 O

Cu-Berilio

C17200

97.9

-

-

1.9Be, 0.2Co

Latón cartuchería

C26000

70

30

-

-

Bronce Fosfórico 5%

C51000

95

-

5

Trazas de P

Cuproníquel 30%

C71500

70

-

-

30 Ni

Latón Plomado

C85400

67

29

1

3 Pb

Bronce al Estaño

C90500

88

2

10

-

Bronce al Aluminio

C95400

85

-

-

11 Al, 4Fe

Zn

Sn

Otros

Aleaciones fundidas (Cast alloys)

Ejemplos típicos Aleación

Condición

UTS (MPa)

σ ys (MPa)

εf %

Aplicaciones Típicas

Trabajadas C11000

Recocida

220

69

55

Conductores, tubería

C17200

Recocida End x ppt

470 1140

172 1000

48 7

Resortes, contactores, boquillas

C26000

Recocida

303

76

66

Cartuchos, embutidos

C51000

Recocida

324

131

64

Campanas, soldadura

C71500

Recocida

372

138

45

Piping agua de mar

C85400

De colada

234

83

35

Fitting doméstico

C90500

De colada

310

152

25

Descansos, bujes

C95400

De colada

586

241

18

Engranajes, Hélices

Fundidas

5

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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

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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

producción de aleaciones

• Wirebar o álambrón c/c

fabricación de alambres

• Tochos

extrusión de tubos

• Placas

laminación de planchas

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Calidades de cobre puro COBRE Electrolítico (ETP- C11000) • Contiene 0.04% de Oxígeno como inclusiones de Cu2O • 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

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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

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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.

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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


Endurece por precipitación
Conserva alta conductividad Insertar foto de spot-welding


Aplicación en contactores y elementos de soldadura
Desarrolla 125 HV con 80% IACS

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