Rame e Zinco: Proprietà Metallurgiche, Leghe (Ottone, Bronzo) e Applicazioni Industriali

Punto 6: Rame e Zinco

Rame (Cu)

È di colore rossastro e presenta un lustro metallico. È caratterizzato dall'essere uno dei migliori conduttori di elettricità. Grazie alla sua elevata conducibilità elettrica, duttilità e malleabilità, è diventato il materiale più usato per la produzione di cavi elettrici e altri componenti elettrici ed elettronici. Il rame è un metallo resistente, poiché può essere riciclato praticamente all'infinito senza perdere le sue proprietà metalliche.

Rame Raffinato

La raffinazione del rame mira a rimuovere le impurità che rendono il metallo fragile (sia a freddo che a caldo). Questo processo permette di ottenere prodotti adatti alla laminazione e alla trafilatura (filo e cavo), essenziali per i conduttori elettrici, poiché tutte le impurità ne riducono la conducibilità.

Proprietà Fisiche

• Colore rossastro e lustro metallico.
• Elemento con la maggiore conducibilità elettrica e termica.
• È conveniente ed è riciclabile all'infinito.
• Resistente alla corrosione e all'ossidazione.

Proprietà Meccaniche

• Buona lavorabilità, facile da lavorare.
• Ottima duttilità e malleabilità.
• Metallo tenero (_soft_).
• Resistenza alla trazione di 210 MPa; resistenza allo snervamento di 33,3 MPa.
• Migliori proprietà a bassa temperatura (T), consentendo l'uso in applicazioni criogeniche.

Caratteristiche Chimiche

Il rame presenta uno stato di ossidazione basso.

La Patina del Rame

Quando il rame è esposto all'azione degli agenti atmosferici, si forma sulla sua superficie uno strato sottile di corrosione di colore verde o blu-verde, chiamato _patina_. Questa patina, caratterizzata da una struttura e composizione complessa e durevole, è apprezzata per il suo grande valore estetico e protegge anche la parte interna del metallo dalla corrosione progressiva.

Il tempo di formazione della patina varia notevolmente in base alla posizione geografica. Le patine di rame sono eterogenee e presentano una superficie porosa, il che permette loro di assorbire grandi quantità di acqua.

Leghe di Rame

Dal punto di vista fisico, il rame puro ha una resistenza allo snervamento e una durezza molto basse. Quando unito in lega con altri elementi, acquisisce proprietà meccaniche molto più elevate, sebbene la sua conducibilità diminuisca.

Ottone (_Brass_) [Cu-Zn]

L'ottone è una lega di rame, zinco e, talvolta, altri metalli. Le caratteristiche dell'ottone dipendono dalla percentuale degli elementi coinvolti nella lega. L'ottone è più duro del rame, ma è facile da lavorare, stampare e fondere. È resistente all'ossidazione e alle condizioni saline, ed è molto malleabile. Ha un colore giallo brillante.

Applicazioni dell'Ottone

• Armi
• Caldaie
• Saldatura
• Fabbricazione di cavi, ecc.

Bronzo [Cu-Sn]

Lega composta principalmente da rame e stagno. Le fusioni in bronzo sono migliori di quelle in ottone, ma sono più dure e più costose da lavorare.

Zinco (Zn)

Metallo di colore bianco-bluastro. Resiste all'aria secca, ma in presenza di umidità forma uno strato superficiale di ossido o carbonato che isola il nucleo metallico e lo protegge dalla corrosione. Il metallo ha una elevata resistenza alla deformazione plastica, che si riduce notevolmente con la temperatura (sia a caldo che a freddo).

Lavorazione dello Zinco

A una temperatura (T) di 100-150 °C, lo zinco può essere laminato, stampato e trafilato per formare barre, piastre e fili.

Zinco Fuso

Lo zinco fuso presenta una durezza e una resistenza inferiori rispetto allo zinco laminato.

Zinco Pressato

Lo zinco pressato è flessibile e malleabile ed è utilizzato sotto forma di profilati, fili e tubi.

Applicazioni dello Zinco

Lo zinco è utilizzato per coperture, grondaie, cornicioni, ecc. L'applicazione principale dello zinco è nella zincatura dell'acciaio per la protezione dalla corrosione.