Il rame

Gli ottoni

L'ottone è una lega rame-zinco, il cui tenore di quest'ultimo determina le proprietà come la resistenza meccanica, il colore, la lavorabilità all'utensile, la duttilità, la conduzione di elettricità e calore, la resistenza all'abrasione e alla corrosione.

Gli ottoni, a seconda del tenore di zinco presente, offrono caratteristiche molto diverse.
La tabella riassumono le principali caratteristiche e applicazioni dei diversi tipi di ottoni binari, costituiti cioè da rame e zinco, e ternari, costituiti da rame zinco e un altro elemento.
Considerando gli ottoni primari, si parla di fase α quando il contenuto di Zn è inferiore al 36% circa; la struttura cristallina della lega ricalca quella del rame, cioè cubica a facce centrate. Questi ottoni hanno eccellente lavorabilità a freddo (imbutitura e stampaggio) e buona a caldo.
Gli ottoni α-β (dove la fase β è cubica a corpo centrato) hanno un titolo di zinco oscillante tra il 36 e il 45%; sono facilmente lavorabili a caldo.
Le leghe con percentuali di Zn superiori al 45% non hanno interesse pratico

Tipo di ottone binario Caratteristiche e applicazioni 
CuZn10
CuZn15
CUZn20
Denominati similori per il loro aspetto simile a quello del metallo preziosi, sono usati per la bigiotteria 
CuZn30 Usati prevalentemente per la cartuccieria
CuZn33 Largamente usati per la produzione di portalampade, rivetti, molle, tubetti per radiatori auto: offrono un'ottima lavorabilità
CUZn37 Usati per la produzione di tranciati per strumentazione e contatteria, molle e rivetti
CuZn40 Utilizzati soprattutto per le lavorazioni a caldo, per la produzione di laminati per piastre tubiere, stampati

Si noti che la lavorabilità alle macchine utensili è buona, ma la tenacità provoca la formazione di trucioli molto lunghi; allora si aggiunge del piombo che, insolubile ed estraneo alla struttura cristallina, si disperde ai bordi dei grani: così i trucioli diventano molto corti o addirittura polverosi e gli utensili subiscono un'usura e un riscaldamento minori, con conseguente miglioramento della qualità e della velocità della lavorazione.
Alla lega possono essere aggiunti altri elementi per ottenere determinate proprietà:
  • il manganese e lo stagno aumentano la resistenza alla corrosione;
  • il ferro aumenta il carico di rottura;
  • l’alluminio aumenta la resistenza alla corrosione e all’abrasione;
  • l’antimonio e l’arsenico inibiscono la dezincificazione.

 

Tipo di ottone ternario  Composizione Caratteristiche e applicazioni 
Ottoni al piombo

CuZn38Pb2

CuZn39Pb2

CuZn40Pb2

Utilizzati per stampaggio e lavorazione alle macchine utensili, in particolare per la produzione di rubinettereia e accessori vari per bagno, valvolame, viteria e bulloneria
Ottone allo stagno CuZn28Sn1As Condensatori, scambiatori di calore, distillatori, raccordi, applicazioni marine in generale (ottone ammiragliato)
CuZn19Sn Strumenti musicali (gli ottoni)
Ottone all'alluminio CuZn20Al2As Usato per tubi condensatori e scambiatori di calore; tubazioni e raccordi per acqua marina

 

Il colore

Il giallo è il classico colore dell'ottone, ma non è l'unico. Se si aggiunge l'1% di manganese, una volta esposto agli elementi acquisirà un colore marrone cioccolato. Una lega con il 10% di zinco è chiamata similoro, per la sua tonalità e brillantezza simile all'oro. Un'altra lega spesso impiegato nei serramenti, viene comunemente chiamata "bronzo architettonico", perchè richiama il bronzo. Non sorprende allora che gli architetti e designer sfruttino gli ottoni nell'arredamento interno e per i rivestimenti degli edifici.

L'antibattericità

Il rame e le sue leghe come l'ottone vengono impiegati nella produzione di oggetti che vengono toccati di frequente (come rubinetti, maniglie e corrimano), perchè sono materiali antibatterici. Così, i batteri patogeni che si depositano sopra di essi vengono eliminati in brevissimo tempo.

La lavorabilità

L'ottone CuZn36Pb3 viene preso come materiale di riferimento per la lavorazione all'utensile, con un indice pari a 100: si tratta di una lega ad altissima lavorabilità.
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