Bronzul este un aliaj. Caracteristicile bronzului

Bronzul este un aliaj pe bază de cupru. Metalele auxiliare pot fi nichel, zinc, staniu, aluminiu și altele. În acest articol vom examina tipurile, caracteristicile tehnologice, chimice. compoziția bronzului, precum și metodele de obținere a acestuia.

clasificare

1. Compoziția chimică a acestui metal este împărțită în două grupe. Primul este bronzul de staniu. În ele, staniu este principalul element de aliere. Al doilea este fără rost. Mai jos, vom discuta acest lucru în detaliu.

2. În funcție de caracteristicile tehnologice, bronzul este, de obicei, împărțit în elemente deformabile și de turnătorie. Primele sunt bine procesate sub presiune. Acestea din urmă sunt utilizate pentru piese turnate.

Acest metal în comparație cu alamă are o antifricțiune mult mai bună, proprietăți mecanice, precum și rezistență la coroziune. De fapt, bronzul este un aliaj de cupru și staniu (ca element principal auxiliar). Nichel și zinc aici nu sunt elemente de aliere majore utilizate pentru aceste componente scop, cum ar fi aluminiu, staniu, mangan, siliciu, plumb, fier, beriliu, crom, fosfor, magneziu, zirconiu și altele.

Tin bronz: turnătorie

Să vedem cum e un metal. Bronzul din bronz (fotografia de mai jos arată detaliile exprimate) este un aliaj care are un debit de fluid mai mic decât alte tipuri. Cu toate acestea, are o contracție volumetrică neimportantă, ceea ce face posibilă obținerea de piese turnate din bronz. Aceste proprietăți cauzează utilizarea activă a bronzului atunci când sunt turnate componente antifricțiune. De asemenea, aliajul în cauză este utilizat în fabricarea supapelor destinate utilizării într-un mediu apos (inclusiv în apă de mare) sau în abur, în uleiuri și sub presiune înaltă. Există, de asemenea, așa-numitele bronzuri de turnătorie nestandardizate de desemnare responsabilă. Ele sunt utilizate în producția de rulmenți, unelte, bucșe, părți de pompe, inele de etanșare scăzută. Aceste părți sunt proiectate să funcționeze în condiții de presiune înaltă, la viteze mari și sarcini mici.

Plumb bronz

Acest subspecii de aliaje de staniu de turnătorie se utilizează la fabricarea rulmenților, a etanșărilor și a pieselor turnate. Astfel de bronzuri se caracterizează prin proprietăți mecanice scăzute, în urma cărora, în procesul de fabricare a lagărelor și bucșelor, acestea se aplică simplu pe un substrat de oțel sub forma unui strat foarte subțire. Aliajele cu un conținut crescut de staniu au proprietăți mecanice mai mari. Prin urmare, ele pot fi utilizate fără o bază din oțel.

Tin bronz: deformabil

Aliaje de presiune prelucrate pot fi împărțite în următoarele grupe: staniu cu fosfor, staniu-zinc și staniu-zinc-plumb. Acestea au fost aplicate în industria celulozei și hârtiei (inclusiv a face grila) și inginerie mecanică (producerea de arcuri, rulmenți și organe de mașini). Mai mult, aceste materiale sunt utilizate la fabricarea de articole de bimetal, tije, benzi, benzi, roti dintate, roti dintate, bucșe si camioane grele garnituri, tuburi instrumentare, arcuri manometrice. In electric utilizarea pe scară largă din bronz (deformabilă) este explicată prin proprietăți mecanice excelente (impreuna cu performante electrice ridicate). Se folosește la fabricarea izvoarelor cu curent, prize de conectare, contacte. În industria chimică, sârmă de tablă este produsă din bronz de staniu, în mecanica de precizie - armare, în industria hârtiei - răzuitoare, în bucșe și rulmenți de automobile și auto.

Aceste aliaje pot fi furnizate într-o stare deosebit de solidă, solidă, semi-solidă și moale (recoace). Bronzurile de bronz sunt de obicei tratate la rece (rulare sau desen). Metalul fierbinte este doar presat. Sub presiune, bronzul este perfect prelucrat atât în ​​formă rece, cât și în formă fierbinte.

Bronz de beriliu

Este un aliaj aparținând grupului de metale de întărire a precipitațiilor. Are proprietăți mecanice, fizice și elastice ridicate. Bronzul de beriliu are un nivel ridicat de rezistență la căldură, rezistență la coroziune și rezistență ciclică. Este rezistent la temperaturi scăzute, nu magnetizează și nu dă scântei atunci când se lovește. Temperarea bronzurilor de beriliu se efectuează la temperaturi de 750-790 grade Celsius. Adăugarea de cobalt, fier și nichel contribuie la tratament termic încetinind ritmul de transformări de fază, acest lucru simplifică foarte mult tehnologia îmbătrânirii și întăririi. În plus, adăugarea de nichel contribuie la o creștere a temperaturii de recristalizare, iar manganul poate înlocui, deși nu în întregime, beriliul costisitor. Caracteristicile de bronz de mai sus fac posibilă utilizarea acestui aliaj în fabricarea de arcuri, părți de arc și membrane în industria de ceasuri.

Aliaj cupru cu mangan

Astfel de bronz se caracterizează prin calități mecanice deosebite. Este procesat prin presiune, atât în ​​stare rece cât și în stare fierbinte. Acest metal este caracterizat de rezistenta ridicata la caldura, precum si de rezistenta la coroziune. Un aliaj de cupru cu adaos de mangan a găsit o aplicare largă în fitingurile cuptorului.

Silicon Bronz

Acest aliaj, care include nichel, mai puțin frecvent - mangan. Un astfel de metal este caracterizat prin proprietăți mecanice, antifricțiune și elastice foarte înalte. În același timp, bronzul de siliciu nu-și pierde plasticitatea în condiții de temperatură scăzută. Aliajul este bine lipit, procesat prin presiune atât la temperaturi ridicate cât și la joase. Metalul în cauză nu este magnetizat, nu scânteie la impact. Acest lucru explică de bronz pe scară largă de utilizare (siliciu), în industria construcțiilor navale marine în fabricarea de piese antifricțiune, rulmenți, arcuri, grilaje, vaporizatoare, grile și bucșele de ghidare.

Aliaje din aliaje de aluminiu

Acest tip de bronz este caracterizat de o bună coroziune, proprietăți antifricțiune, precum și rezistență ridicată. Ele sunt utilizate pentru fabricarea de piese care sunt utilizate în condiții deosebit de dificile. Aceasta, de exemplu, unelte, ventile, bucșe, unelte pentru turbine și macarale puternice, viermi care lucrează în paleta cu piese de oțel armat, rulmenți care funcționează sub presiune înaltă și sarcini de șoc.

Cum sa faci bronz?

Fabricarea acestui metal trebuie efectuată în cuptoare speciale utilizate pentru topirea aliajelor de cupru. Chargeul pentru bronz poate fi făcut din metale proaspete sau cu adaos de deșeuri secundare. Procesul de topire este, de obicei, realizat sub un strat de flux sau cărbune.

Procesul folosind un amestec de metale proaspete are loc într-o anumită secvență. Mai întâi, cantitatea necesară de flux sau cărbune este încărcată într-un cuptor puternic încălzit. Apoi puneți cuprul acolo. După ce așteptați topirea, ridicați temperatura de încălzire la 1170 de grade. După aceasta, topitura trebuie să fie dezoxidată, pentru care se adaugă cupru fosforos. Acest proces poate fi realizat în două etape: direct în cuptor și apoi în ladă. În acest caz, aditivul este introdus în proporții egale. Mai mult, elementele de aliere necesare încălzite până la 120 de grade sunt adăugate la topitură. Componentele refractare trebuie introduse sub formă de ligaturi. În plus, bronzul topit (fotografia de mai jos prezintă procesul de topire) este amestecat până când toate substanțele adăugate sunt complet dizolvate și încălzite la temperatura prescrisă. La emiterea aliajului rezultat din cuptor, înainte de turnare, acesta trebuie să fie în final deoxidat cu un reziduu (50%) de fosfor de cupru. Aceasta se face pentru a elibera bronzul din oxizi și pentru a crește fluiditatea topiturii.

Topirea pe baza de materiale negociabile

Pentru a produce bronz folosind metale secundare și deșeuri, topirea ar trebui să se efectueze în următoarea ordine. În primul rând, cuprul topit și deoxidându-l cu aditivi fosforici. Apoi adaugă materialele circulante în topitură. După aceasta se așteaptă topirea completă a metalelor și se introduc elementele de aliere în secvența corespunzătoare. În cazul în care povara constă într-o cantitate mică de cupru pur, trebuie mai întâi să topiți metalele reciclate și apoi să adăugați elemente de cupru și aliaje. Topirea se efectuează sub un strat de flux sau cărbune.

După topirea încărcăturii și încălzirea acesteia la temperatura dorită, amestecul este în final deoxidat cu cupru fosforic. Topitura este apoi acoperită cu carbon calcinat sau flux uscat de sus. Consumul ultimului este de 2-3 procente din masa metalului. Topitura încălzită este maturată timp de 20-30 minute, amestecată periodic și apoi zgura separată este îndepărtată de pe suprafața sa. Tot bronzul este gata pentru turnare. Pentru o mai bună îndepărtare a zgurii în ladă, puteți adăuga cuarț nisip, care îl îngroșă. Pentru a determina dacă bronzul este gata pentru turnarea în matrițe, se efectuează un test tehnologic special. Fractura unei astfel de probe trebuie să fie uniformă și curată.

Bronz din aluminiu

Este un aliaj de cupru și aluminiu ca element de aliere. Procesul de topire a acestui metal diferă semnificativ de cele de mai sus, ceea ce se explică prin caracteristicile chimice ale componentei auxiliare. Luați în considerare modul de realizare a bronzului folosind componente din aliaj de aluminiu. La fabricarea acestui tip de aliaj folosind materiale reciclate în încărcătură, operația de dezoxidare cu componente fosfor nu este utilizată. Acest lucru se datorează faptului că fosforul este caracterizat printr-o afinitate mai scăzută pentru moleculele de oxigen decât aluminiul. De asemenea, trebuie să știți că acest tip de bronz este foarte sensibil la supraîncălzire, astfel încât temperatura să nu depășească 1200 de grade. Într-o stare supraîncălzită, aluminiul este oxidat, iar aliajul de bronz este saturat cu gaze. Mai mult, oxidul, format în timpul topirii acestei forme de bronz, nu este restaurată prin adăugarea de reducatori, și este foarte dificil de îndepărtat din topitură. Filmul de oxid are un punct de topire foarte mare, care reduce semnificativ fluiditatea bronzului și provoacă o marcare. Topirea se face foarte intens, pe limitele superioare ale temperaturilor de încălzire. În plus, nu întârzia topirea gata în cuptor. Atunci când se topește bronzul de aluminiu ca strat de acoperire, se recomandă utilizarea fluxului, care constă din 50% din carbonat de sodiu și 50% din criolit.

Topitura finită este rafinată prin matrițe prin introducerea clorurii de mangan sau a clorurii de zinc (0,2-0,4% din masa totală a încărcăturii) înainte de turnare. După această procedură, aliajul trebuie lăsat să stea timp de cinci minute până când evoluția gazului încetează complet. După aceea, amestecul este adus la temperatura dorită și turnat în matrițe.

Pentru a preveni segregarea în topitura de bronz cu un conținut ridicat de impurități de plumb (50-60%), se recomandă adăugarea a 2-2,3% nichel sub formă de ligaturi cupru-nichel. Sau ca flux, este necesar să se utilizeze sarea de sulfat de metal alcalin. Nichelul, argintul, manganul, dacă fac parte din bronz, trebuie introduse în topitură înainte de procedeul de aditiv de staniu. În plus, pentru a îmbunătăți calitatea aliajului rezultat, acesta este uneori modificat cu aditivi minori pe bază de metale refractare.