Tembaga Dan Paduannya 2z4a4h

TEMBAGA DAN PADUANNYA

Tembaga Murni • Tembaga terdapat di alam dalam bijih yang mengandung oksida, karbonat dan sulida. • Bijih tembaga dalam bentuk oksida dan karbonat reduksi menggunkan kokas untuk memperoleh tembaga murni. • Bijih berbetuk sulfida, biasanya kalkopirit (CuFeS 2) memerlukan beberapa tahap proses untuk memperoleh tembaga murni, diantaranya:    

Pengapungan Pemanggangan Reduksi Elektrolisis

Lanjutan tembaga murni • Tembaga murni paling banyak digunakan oleh industri listrik, karen tembaga merupkan pengantar listrik yang sangat baik. • Tembaga banyak digunakan untuk kawatmpat, batang dan plat, karena harganya yang murah • Tembaga mempunyai kekutan tarik menengah, tetapi dapat ditingkatkan dengan memadu dengan logam lain.

Karakteristik Tembaga Sifat-sifat

Tembagamurni

Strukturkristal

FCC

DensitaspadaC

8,93

Titik cair (

1083

Koefesien mulurpanas)

17,1 17,1 393 393 1673 1673 128 128 46,8 46,8

Konduktifitas panas Tahananlistrik( K.m) Modulus Modulus Modulus Modulus

elastisitas (GPa) elastisitas (GPa) kekakuan (Gpa) kekakuan (Gpa)

Sifat Fisik Tembaga (Cu) : warna : merah berat jenis : 8,65 (baja 7,8) titik lebur : 1083oC (baja 1535oC) daya hantar listrik dan panas baik, keuletan tinggi, ketahanan terhadap korosi sama dengan tanpa paduan, tetapi dengan tingkat yang berbeda : Daya hantar listrik dan panas menurun • Keuletan menurun, tetapi kekuatan dan • Kekerasannya lebih baik, • • • • • •

Produk tembaga

Penggunaan tembaga dan paduannya • 65 % pruduk tembaga dan paduannya digunakan untuk industri listrik, karena tembaga merupakan logam pengantar listrik terbaik, diantaranya: – Pembangkit tenaga listrik dan transmisi – Peralatan listrik • 25 % untuk kontruksi : pipa, atap, peralatan antimikroba • 7% untuk transportasi : baterai, motor listrik, dll. • 3% sisanya untuk perlatan/perlengkapan rumah tangga, koin, medali, dsb.

Penggunaan tembaga dan paduannya

Klasifikasi paduan tembaga Classification of copper and its alloys Principal alloying element

UNS numbers

Copper alloys, brass

Zinc (Zn)

C1xxxx– C4xxxx,C66400– C69800

Phosphor bronze

Tin (Sn)

C5xxxx

Aluminium bronzes

Aluminium (Al)

C60600–C64200

Silicon bronzes

Silicon (Si)

C64700–C66100

Copper nickel, nickel silvers

Nickel (Ni)

C7xxxx

Family

Ada Dua Paduan Tembaga yang paling dikenal (1). Kuningan dan (2). Perunggu

Kuningan (brass): Kuningan adalah paduan tembaga (Cu) dengan pemadu utama Zn.

Perunggu (bronze): Perunggu adalah paduan tembaga dengan logam selain Zn. Dahulu yang dimaksud perunggu hanya paduan tembaga dengan timah (Sn).

Diagram fasa kuningan

perhatikan diagram fasa di atas • (Larutan padat  dapat melarutkan Zn hampir 39 % pada suhu 450oC dan sedikit menurun pada suhu yang lebih rendah; • Larutan padat  dapat memiliki ketangguhan paling baik pada komposisi 70Cu-30Zn; • Dengan kadar Zn yang lebih tinggi akan tampak adanya struktur baru yaitu  yang mengalami ordering menjadi ’; • Fase ’ ini lebih keras dan getas sehingga sulit dideformasi dingin (cold work).

Macam kuningan ( brass) • Paduan Cu- (5-40% Zn) secara umum dikenal dengan sebutan kuningan ( brass). • Paduan Cu-(35-45%) Zn dikenal dengan nama kuningan 6/4. Berharga lebih murah dikerjakan panas, dengan kekuatan yang tinggi. Banyak digunakan untuk pengerjaan plat dan untuk peralatan mesin • Paduan Cu-Zn-Sn dikenal dengan sebutan Naval Brass ( kuningan kapal). Paduan ini merupakan kuningan 6/4 ditambah timah (Sn) 0,5-1,5% • Paduan Cu-Zn-Mn merupakan kuningan 6/4 yang dipadu dengan Mn 0,3-3% dan Al, Fe, Ni dan Sn di bawah 1% untuk meningkatkan kekuatan dan memperbaiki data tahan korosi dan tahan aus. Mn dan Fe meningkatkan kekuatan, sedangkan Al dan Sn meningkatkan daya tahan korosi dan keausan.

• Kuningan ( Brass) merupakan paduan tembaga dengan seng (Zn) dengan kandungan antara 5-40%. • Penambahan timbal ( Pb ) antara 0,5-3% dapat memperbaiki kemampuan dimesin. • Kekuatan tarik kuningan yang telah dianil mencapai 234-374 Mpa dan masih dapat ditingkatkan dengan pengerjaan dingin, misal pengerolan dingin.

Produk kuningan ( Brass)

Perunggu (bronze) • Perunggu (Bronze): Paduan Cu dengan logam lain selain Zn • Pada mulanya yang dinamakan perunggu hanyalah paduan tembaga dengan timah putih, tetapi sekarang pengertian bronze mencakup juga paduan tembaga dengan unsur-unsur yang lain; • Bronze pada dasarnya adalah paduan tembaga dengan unsur paduan utama : timah putih (tin), aluminium, silikon, dan berilium (berilyllium); • Biasanya juga mengandung sedikit fospor, timah hitam, seng, atau nikel; • Bronze biasanya dianggap lebih tinggi kelasnya daripada brass, sehingga ada beberapa kuningan yang baik diberi nama bronze.

Macam-macam perunggu Perunggu (bronze): • Paduan Cu 70-78% , timah putih (Sn) 22-44%, dan campuran lainnya seperti Seng (Zn), Timbal (Pb), Aluminium ( Al), dll. • Perunggu adalah paduan tuang atau paduan kepal yang tahan terhadap korosi

 Perunggu Timah  Perunggu tuang dari Cu ditambah 10%, 14%, atau 20% Sn tanpa campuran lainnya.  Digunakan untuk pentil karena sifat tahan karat ( Sn 10%), bantalan tekan karena sifat luncur ( Sn 14%) dan kekerasan yang tinggi (Sn 20%)

 Perunggu Bebas Seng  Mempunyai 1,5 -10% timah putih dan sedikit campuran Fosfor, setinggi tingginya 0,3%. Dahulu dinamakan perunggu fosfor.  Dipakai untuk profil, batangbatang, kawat, plat, dan pipa.

 Perunggu Seng  Perunggu tembaga timah dengan tambahan seng 2%-7%.  Dipakai terutama untuk batatalan – bantalan( campuran tuang)  Perungg Aluminium  Campuran tuang tembaga dengan aluminium dengan besi dan bahan tambahan lainnya (perunggu dua zat).  Perunggu dua zat (Al-Ni) tahan korosi terhadap bahan kimia tertentu karena itu dipakai untuk perlengkapan kimia.

Produk perunggu ( bronze)

Paduan Tembaga Berilium • Selain Kuningan dan Perunggu, ada paduan tembaga dan berilium. • Mengandung berilium (Be) antara 0,6-2% dengan penambahan kobalt 0,2-2,5%. • Memiliki kemampuan diperlakukan panas, dikerjakan dingin hingga memiliki kekuatan tarik sekitar 1463 Mpa ( tertinggi untuk jenis paduan tembaga) • Banyak digunakan untuk peralatan yang membutuhkan kekerasan yang tinggi dan tidak menimbulkan bunga api untuk industri kimia. • Memiliki daya tahan korosi, sifat tahan lelah (fatique) dan kekutatan yang sangat baik untuk roda gigi, pegas, diafragma dan katup. • Kelemahannya harga mahal, sehingga penggunaan