Кобальт — химический элемент Co с атомным номером 27. Это твёрдый серебристо-серый металл, близкий по свойствам к никелю и железу, но более ценимый за сочетание жаропрочности, магнитных свойств и коррозионной стойкости.
Основные свойства кобальта в цифрах
-
- Плотность: около 8,9 г/см³
- Температура плавления: 1495 °C
- Температура кипения: около 2927 °C
- Твёрдость: примерно 120–180 HB
- Модуль упругости: около 210 ГПа
- Температура Кюри: около 1121 °C
- Удельное электрическое сопротивление: около 6,2 мкОм·см
- Теплопроводность: примерно 100 Вт/м·К
Уникальность кобальта в том, что он сохраняет прочность при высоких температурах, хорошо сопротивляется окислению и является ферромагнетиком.
Как добывают кобальт?
Кобальт редко добывают как самостоятельный металл. Обычно он является попутным компонентом в медно-никелевых, никелевых и кобальтсодержащих рудах. Основные этапы получения:
- Добыча руды открытым или подземным способом.
- Обогащение флотацией.
- Гидрометаллургическая переработка: выщелачивание, очистка растворов.
- Получение гидроксида, карбоната или сульфата кобальта.
- Восстановление или электролиз до металлического кобальта.
На рынок кобальт поступает в виде катодов, слитков, гранул, порошка, а также в прокате и заготовках: пруток, проволока, круг, поковка, лист, труба.
В какие сплавы добавляют кобальт?
Кобальт вводят в сплавы для повышения жаропрочности, твёрдости, магнитных характеристик и износостойкости.
Жаропрочные сплавы Например, сплавы типа Co-Cr-W, Co-Ni-Cr, Haynes, Stellite. Обычно содержат 20–30% Cr, 5–15% W или Mo, иногда никель и железо. Работают при температурах 800–1100 °C, устойчивы к окислению и ползучести. Используются в турбинах, соплах, клапанах, деталях печей.
Твёрдые сплавы WC-Co Кобальт служит связкой для карбида вольфрама. Содержание Co обычно 3–30%. Твёрдость таких материалов достигает 86–93 HRA, прочность на изгиб — до 3000 МПа. Применение: резцы, фрезы, сверла, штампы.
Магнитные сплавы AlNiCo Содержат алюминий, никель, кобальт и железо. Кобальта может быть 5–35%. Остаточная индукция — до 1,35 Тл, рабочая температура — до 450–550 °C. Используются для постоянных магнитов, датчиков, электродвигателей.
Самарий-кобальтовые магниты SmCo Содержат значительную долю кобальта, обладают энергетическим произведением до 120–240 кДж/м³ и работают при 250–350 °C. Это магниты для авиации, космоса, точной техники.
Быстрорежущие стали Р6М5К5, М35, М42 Кобальта в них обычно 5–10%. Он повышает красностойкость: инструмент сохраняет режущие свойства при 600–650 °C.
Медицинские Co-Cr-Mo сплавы Содержат около 60–65% Co, 26–30% Cr, 5–7% Mo. Отличаются биосовместимостью, прочностью и коррозионной стойкостью. Применяются для имплантов, зубных протезов, хирургических деталей.
Что такое К1АУ?
К1АУ часто называют сплавом, но на практике это, как правило, марка металлического кобальта повышенной чистоты по техническим условиям. Такой материал применяют как шихтовый компонент для производства жаропрочных, магнитных, инструментальных и специальных сплавов. Конкретное содержание примесей зависит от сертификата, поэтому при закупке важно проверять паспорт качества.
Где применяют кобальт и его сплавы?
Основные области применения:
-
- авиационные и газотурбинные двигатели;
- режущий и буровой инструмент;
- постоянные магниты;
- аккумуляторы и катодные материалы;
- химическое оборудование;
- медицина и стоматология;
- износостойкие наплавки;
- электроника, датчики, точные приборы.
Кобальт — стратегический металл, без которого трудно представить современную энергетику, авиацию, машиностроение и высокотемпературные технологии.
