La aleación de cobre (aleación de cobre) es una aleación compuesta por cobre puro como matriz y uno o varios elementos más. El cobre puro es de color rojo púrpura, también conocido como cobre. El cobre puro tiene una densidad de 8,96, un punto de fusión de 1083 °C y una excelente conductividad eléctrica, conductividad térmica, ductilidad y resistencia a la corrosión. Se utiliza principalmente para fabricar equipos eléctricos como generadores, barras colectoras, cables, dispositivos de conmutación y transformadores, así como equipos conductores térmicos como intercambiadores de calor, tuberías y colectores de placa plana de dispositivos de calefacción solar.
Las aleaciones de cobre utilizadas habitualmente se dividen en tres categorías: latón, bronce y cobre blanco.
El latón es una aleación de cobre con zinc como principal elemento añadido. Tiene un bonito color amarillo y colectivamente se denomina latón. La aleación binaria cobre-zinc se llama latón ordinario o latón simple. El latón con más de tres elementos se denomina latón especial o latón complejo. Las aleaciones de latón que contienen menos del 36 % de zinc están compuestas de soluciones sólidas y tienen buenas propiedades de trabajo en frío. Por ejemplo, el latón que contiene un 30 % de zinc se utiliza a menudo para fabricar casquillos de bala, comúnmente conocidos como latón para casquillos de bala o latón 73. Las aleaciones de latón que contienen entre un 36% y un 42% de zinc se componen de soluciones sólidas. La más utilizada es el latón 64 que contiene un 40% de zinc. Para mejorar las prestaciones del latón ordinario se suelen añadir otros elementos como aluminio, níquel, manganeso, estaño, silicio, plomo, etc. El aluminio puede mejorar la resistencia, la dureza y la resistencia a la corrosión del latón, pero reduce la plasticidad. Es adecuado para su uso en tubos de condensadores y otras piezas resistentes a la corrosión de embarcaciones marítimas. El estaño puede mejorar la resistencia del latón y su resistencia a la corrosión del agua de mar, por eso se le llama latón naval y se utiliza para equipos térmicos y hélices de barcos. El plomo puede mejorar las propiedades de corte del latón; este tipo de latón de fácil corte se utiliza a menudo como piezas de relojes. Las piezas fundidas de latón se utilizan comúnmente para fabricar válvulas y accesorios para tuberías.
El bronce originalmente se refería a una aleación de cobre y estaño. Más tarde, las aleaciones de cobre distintas del latón y el cobre blanco se denominaron bronce, y el nombre de bronce a menudo iba precedido por el nombre del primer elemento importante añadido. El bronce al estaño tiene buenas propiedades de fundición, buenas propiedades de reducción de la fricción y buenas propiedades mecánicas, y es adecuado para la fabricación de cojinetes, engranajes helicoidales, engranajes, etc. El bronce al plomo es un material para cojinetes muy utilizado en motores y rectificadoras modernas. El bronce de aluminio tiene alta resistencia, buena resistencia al desgaste y a la corrosión, y se utiliza para fundir engranajes, casquillos, hélices marinas, etc. de alta carga. El bronce de berilio y el bronce de fósforo tienen un alto límite elástico y buena conductividad eléctrica, y son adecuados para fabricar resortes de precisión y componentes de contacto eléctrico. El bronce de berilio también se utiliza para fabricar herramientas antichispas utilizadas en minas de carbón, depósitos de petróleo, etc.
El cobre blanco es una aleación de cobre con níquel como principal elemento añadido. La aleación binaria de cobre y níquel se denomina cobre blanco ordinario; la aleación de cobre blanco con adiciones de manganeso, hierro, zinc, aluminio y otros elementos se denomina cobre blanco complejo. El cobre blanco industrial se divide en dos categorías: cobre blanco estructural y cobre blanco eléctrico. El cobre blanco estructural se caracteriza por buenas propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión, y un hermoso color. Este tipo de cobre blanco se utiliza ampliamente en la fabricación de maquinaria de precisión, maquinaria química y componentes para barcos. El cobre blanco eléctrico generalmente tiene buenas propiedades termoeléctricas. El cobre manganeso, el constanten y el kaotan son cobres de manganeso-níquel con diferente contenido de manganeso. Son materiales utilizados en la fabricación de instrumentos eléctricos de precisión, varistores, resistencias de precisión, galgas extensométricas, termopares, etc.
Las aleaciones de cobre de diversas composiciones tienen diferentes características de cristalización, diferentes propiedades de fundición y diferentes características del proceso de fundición.
1. Bronce al estaño: Las características de cristalización son un amplio rango de temperatura de cristalización y una amplia área de solidificación. En términos de rendimiento de la fundición, tiene poca fluidez, es propenso a encogerse y no es propenso a la oxidación. La característica del proceso es que las piezas de paredes gruesas adoptan solidificación direccional (solidificación secuencial), y las piezas complejas de paredes delgadas y las piezas de paredes generales adoptan solidificación simultánea.
2. Bronce de aluminio y latón de aluminio: la característica de cristalización es un pequeño rango de temperatura de cristalización y una característica de solidificación capa por capa. En términos de rendimiento de fundición, tiene buena fluidez, es propenso a formar cavidades de contracción concentradas y se oxida fácilmente. La característica del proceso es que el sistema de vertido de bronce de aluminio es del tipo vertido inferior y el sistema de vertido de latón de aluminio es del tipo abierto.
3. Latón al silicio: Las características de cristalización se sitúan entre el bronce al estaño y el bronce al aluminio. Mejor rendimiento de fundición (entre latón especial), características del proceso.