El 22 de abril, en la Conferencia de la Industria del Cobre CCIE-2025SMM (20.ª) y el Foro de Desarrollo de la Industria de Procesamiento de Tubos y Barras de Cobre de la Exposición de la Industria del Cobre, organizada por SMM Information & Technology Co., Ltd. (SMM), Shanghai Nonferrous Metals Trading Center y Shandong Aisi Information Technology Co., Ltd., con Jiangxi Copper Corporation y Yingtan Inland Port Holding Co., Ltd. como patrocinadores principales, Shandong Humon Smelting Co., Ltd. como coorganizador especial, y Xinhuang Group y Zhongtiaoshan Nonferrous Metals Group Co., Ltd. como coorganizadores, el Sr. Xicai Lao, gerente general de Guangdong Weiqiang Copper Technology Co., Ltd., compartió sus conocimientos sobre el impacto de la calidad metalúrgica de los lingotes y barras de latón en la estructura y el rendimiento de los productos sanitarios. 01 Influencia de la calidad metalúrgica en las características estructurales
Impacto en las características estructurales
01 Tamaño y forma de los granos
El tamaño de los granos afecta directamente la resistencia y la tenacidad de los materiales, mientras que la forma de los granos influye notablemente en la vida útil a fatiga de los materiales. La cantidad y la distribución de los límites de los granos desempeñan un papel fundamental en la determinación del rendimiento de los materiales.
02 Análisis de microdefectos
Defectos de fundición: La porosidad por contracción, la holgura, la porosidad por gases y las inclusiones tienen un impacto considerable en las propiedades mecánicas, de procesamiento y físicas de los materiales. Se requiere un control integral de la pureza de las materias primas, el diseño de la composición de las aleaciones, los procesos de fundición y refinación y la cristalización de la fundición.
03 Análisis de la uniformidad estructural
Una estructura uniforme puede mejorar el rendimiento general de los materiales, mientras que la falta de uniformidad estructural puede provocar concentraciones de tensión y degradación del rendimiento. La uniformidad es crucial para la resistencia a la corrosión de los productos sanitarios.
Tamaño y forma de los granos
► Impacto del tamaño de los granos
Los granos gruesos tienen menos área total de límites de granos, menor cohesión de los granos, menor resistencia y tenacidad, así como menor resistencia a la corrosión y soldabilidad. Por el contrario, los granos relativamente finos pueden lograr mejores propiedades mecánicas, físicas y de procesamiento.
► Impacto de la forma de los granos
Granos equiaxiales en fundición: Buena isotropía, aptos para el procesamiento por deformación.Durante el proceso, es necesario añadir modificadores para suprimir el crecimiento de los granos columnares.
Granos columnares: Dispuestos en una dirección específica, con buena resistencia axial pero reducida plasticidad transversal y resistencia a la fatiga, propensos a presentar defectos como porosidad por contracción y grietas.
El tamaño y la forma de los granos determinan directamente las propiedades mecánicas, el rendimiento de mecanizado y la resistencia ambiental al influir en el movimiento de las dislocaciones, las características de los límites de grano y la uniformidad estructural. Mediante la optimización sinérgica del diseño de la composición (por ejemplo, microaleación) y el control del proceso (por ejemplo, solidificación rápida, tasa de trabajo en frío y regímenes de tratamiento térmico), se puede lograr el control de la estructura de los granos, mejorando así la calidad metalúrgica.
Composición y distribución de fases
Características microestructurales de la fase a+β: La fase a+β presenta excelentes propiedades integrales; la fase a, con una estructura cristalina cúbica de caras centradas, demuestra una plasticidad superior y es adecuada para el trabajo en frío; la fase β, con una estructura cristalina cúbica de cuerpo centrado, presenta alta dureza y baja plasticidad, lo que la hace adecuada para el trabajo en caliente.
Características microestructurales de la fase Pb: La fase Pb se distribuye en forma de partículas finas en los límites de grano o de fase, desempeñando un papel en la rotura de virutas y la autolubricación durante el mecanizado, reduciendo el desgaste de las herramientas, mejorando el acabado superficial y aumentando la eficiencia de mecanizado.
Influencia de la distribución de las interfaces de fase: Una composición y distribución uniformes de las fases tienen un impacto significativo en las propiedades mecánicas, la maquinabilidad y el tratamiento superficial del material; la segregación de las fases β y Pb puede provocar una concentración local de tensiones, reduciendo significativamente la resistencia, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la fatiga, así como causando una adherencia inestable a los recubrimientos, afectando la estética y la resistencia a la corrosión a largo plazo.
02 Influencia de la calidad metalúrgica en las propiedades físicas
Influencia de los lingotes de latón y las barras de latón en el rendimiento de los productos sanitarios
► Influencia en la microestructura de los productos de latón
Densidad y uniformidad de la microestructura: Durante el proceso de solidificación del metal fundido a alta temperatura, se produce una contracción de volumen.Si no se reponen de manera oportuna, aparecerán cavidades por contracción (porosidad) en las zonas que solidificaron por último. La solidificación no uniforme da lugar a la presencia de granos columnares gruesos y cristales dendríticos en la estructura cristalina, a menudo acompañados de holguras, poros e inclusiones entre los granos, lo que afectará al forjado y a la maquinabilidad del material.
► Influencia en el rendimiento de los productos sanitarios
Resistencia y tenacidad: El latón de alta calidad ofrece mejores propiedades mecánicas. Resistencia a la corrosión: El latón de buena calidad metalúrgica presenta una resistencia a la corrosión superior. Maquinabilidad: Los materiales de latón de buena calidad ofrecen una alta eficiencia de mecanizado, lo que reduce los costes de producción.
► Influencia en la durabilidad de los productos sanitarios
Resistencia al desgaste: El latón de alta calidad demuestra una mejor resistencia al desgaste, lo que hace que el producto sea más duradero. Resistencia a la fatiga: Los materiales de latón de buena calidad tienen un mejor rendimiento bajo tensiones repetidas. Soldabilidad: El rendimiento de soldadura del latón afecta a la durabilidad del producto.
► Cambios en la maquinabilidad
1. Rendimiento del tratamiento superficial (galvanoplastia y resistencia a la corrosión)
Un excelente substrato de semiproducto de cobre garantiza un buen rendimiento de pulido, ausencia de impurezas y poros, una adherencia perfecta a los recubrimientos y una durabilidad estética.
2. Capacidad de conformado (rendimiento de trabajo en frío/caliente)
La microestructura afecta a la capacidad de conformado; una microestructura uniforme facilita diversos procesos de conformado; una microestructura no uniforme puede provocar fácilmente fracturas y afectar a la precisión dimensional.
3. Optimización del rendimiento de soldadura
Los métodos de soldadura influyen en el rendimiento de soldadura; la optimización de los parámetros de soldadura mejora el rendimiento de soldadura; los materiales de soldadura adecuados pueden mejorar el rendimiento de soldadura.
03 Impacto de la calidad metalúrgica en los oligoelementos de las aleaciones
►Efecto de microaleación
04 Oportunidades y retos de las barras de latón y los lingotes de cobre en la industria de los productos sanitarios
►Perspectivas de aplicación del latón y los nuevos materiales en los productos sanitarios
Aplicación de las barras de latón en los productos sanitarios: En 2024, las barras de latón, con su excelente resistencia a la corrosión y sus buenas propiedades de procesamiento y forjado, tienen amplias perspectivas de aplicación en los productos sanitarios.Su color y textura únicos después del pulido y galvanoplastia hacen que los productos sanitarios parezcan más elegantes y de alta calidad, y también presentan un excelente desempeño en términos de protección ambiental y durabilidad.
Potencial de las lingotes de cobre en la industria de los productos sanitarios: Las lingotes de cobre, debido a sus excelentes propiedades de fundición y estabilidad duradera después del pulido y galvanoplastia, se utilizan ampliamente en la fabricación de cuerpos de productos sanitarios de alta calidad. Con la mejora de los niveles de vida y la segmentación de los mercados de alta personalización, las áreas de aplicación de las lingotes de cobre se concentrarán más en el rango de gama media a alta, trayendo nuevas oportunidades de desarrollo a la industria de los productos sanitarios.
Impacto de los nuevos materiales en los productos sanitarios: La aparición de nuevos materiales, como el acero inoxidable y las aleaciones de zinc, tendrá impactos transformadores en el costo, el diseño, la función y el rendimiento de los productos sanitarios. La aplicación de estos nuevos materiales impulsará una nueva ronda de reorganización en los segmentos de mercado de la industria de los productos sanitarios.
05 Requisitos de calidad para los materiales de latón en los productos sanitarios de alta calidad
►Requisitos especiales de la industria de los productos sanitarios para los materiales de latón
1. Control de gases e inclusiones no metálicas
Durante el proceso de fundición, pueden estar presentes diversos compuestos metálicos insolubles en el metal de la matriz, ya sea provenientes de las materias primas o de las herramientas, los revestimientos del horno o los fundentes, lo que lleva a la formación de inclusiones granulares, escamosas o en bloque en el material. Estas inclusiones afectan gravemente el rendimiento de pulido y galvanoplastia de los productos sanitarios.
Solución de Weiqiang: Adoptar cristalizadores ultrafríos y un proceso de refinado de afinamiento de grano para garantizar que los granos metalográficos de las lingotes de fundición sean finos, uniformes y densos.
2. Control de impurezas dañinas
Elementos como el S, el Sb y el Te son dañinos durante el proceso de fundición. Estos elementos son casi insolubles en el cobre y forman compuestos frágiles de alto punto de fusión con el cobre en los límites de grano, aumentando la fragilidad del material y afectando su procesabilidad. Basándose en las regulaciones europeas y estadounidenses sobre el control de elementos dañinos para la salud humana, es necesario verificar y controlar estos elementos dañinos durante la fundición de las materias primas.
La solución de Weiqiang: Implementar procesos estrictos de selección, eliminación de impurezas y clasificación de las materias primas; y emplear múltiples procesos únicos de refinado para desgasificación y eliminación de escoria durante el proceso de fundición para garantizar la calidad.
3. Fluidez de fundición
Los lingotes de cobre de alta calidad poseen una buena fluidez de fundición, lo cual es especialmente importante para la fabricación de productos sanitarios. Una buena fluidez garantiza que la aleación de cobre pueda fluir completamente dentro del molde, llenando todos los detalles del mismo y, por lo tanto, garantizando la forma y la precisión dimensional del producto.
La propuesta de Weiqiang: En cuanto a la fluidez de fundición, se ejerce un control preciso sobre la purificación del fundido, el refinado de grano y el control de varios elementos.
►La importancia del latón para mejorar la calidad de los productos sanitarios de alta gama
• Mejorar el rendimiento y la fiabilidad del producto
El plomo es ligeramente soluble en el cobre en estado sólido, y la mayoría de él existe en el cobre en forma granular. Esto mejora la formación de virutas y la resistencia al desgaste. Sin embargo, durante el proceso de fundición, es necesario controlar el contenido de plomo, el tamaño de partícula y la distribución para lograr una buena formación de virutas y resistencia al desgaste.
Los productos sanitarios tienen altos requisitos para la resistencia a la corrosión de las aleaciones de cobre, como la resistencia a la corrosión por descincificación y la resistencia a la corrosión por tensión. Esto requiere un control sobre la microestructura metalúrgica y la aleación de elementos especiales. Obtener más granos equiaxiales y añadir elementos (como As, Sn, etc.) puede lograr una mejor resistencia a la corrosión.
• Mejorar la calidad superficial de los productos sanitarios de latón
El rendimiento de los materiales, a su vez, afecta la vida útil y la aplicabilidad de los productos, especialmente en ambientes húmedos. Los requisitos de diseño de los productos sanitarios están estrechamente relacionados con el rendimiento de los materiales de latón, lo que influye en la factibilidad y la innovación del diseño del producto. La durabilidad y la resistencia a la oxidación de los productos galvanizados afectan directamente la reputación de la marca y la percepción del cliente.
• Desarrollo verde, ecológico y sostenible
La calidad metalúrgica de las aleaciones de cobre, especialmente el control del contenido de elementos nocivos, es crucial para garantizar la salud y la seguridad de los productos sanitarios.Los países y regiones desarrollados han impuesto límites estrictos al contenido de plomo en los sistemas de agua potable para reducir los riesgos para la salud humana. La calidad metalúrgica de las palanquillas de cobre también está relacionada con cuestiones de protección ambiental. Una vez descartadas, el latón que contiene plomo puede liberar fácilmente plomo en el suelo y la atmósfera, causando contaminación ambiental. Por lo tanto, el uso de materiales de aleación de cobre con bajo contenido de plomo o sin plomo es de gran importancia para reducir la contaminación ambiental. El desarrollo de aleaciones de cobre respetuosas con el medio ambiente reduce el uso de sustancias nocivas y es más amigable con el medio ambiente y la salud humana. El uso de tales materiales aumenta la seguridad y la competitividad en el mercado de los productos de baño.
Además, se presentan los productos de latón de alta calidad de Guangdong Weiqiang Copper Industry.
