Bronz je slitina. Charakteristika bronzu

Bronz je slitina na bázi mědi. Pomocnými kovy mohou být nikl, zinek, cín, hliník a další. V tomto článku budeme uvažovat o typech, technologických prvcích, chemických. složení bronzu, stejně jako způsoby jeho výroby.

Klasifikace

1. Chemické složení tohoto kovu je rozděleno do dvou skupin. Prvním z nich je bronz z cínu. V nich je plech hlavním legujícím prvkem. Druhý je beztulený. Níže o tom budeme podrobněji diskutovat.

2. Podle technologických vlastností je bronz obvykle rozdělen na deformovatelné a slévárny. První jsou dobře zpracovány pod tlakem. Ty se používají pro tvarové odlitky.

Tento kov má ve srovnání s mosazí mnohem lepší antifrikci, mechanické vlastnosti a také odolnost proti korozi. Ve skutečnosti, bronz je slitina mědi a cínu (jako hlavní pomocný prvek). Nikl a zinek v tomto dokumentu nejsou hlavní legující prvky pro tento účel použít komponenty, jako je hliník, cín, mangan, křemík, olovo, železo, berylia, chrómu, fosforu, hořčíku, zirkonu a dalších.

Cínové bronzy: Slévárna

Podívejme se, jaký je kov. Cínový bronz (níže uvedená fotka zobrazuje detaily odlitků) je slitina, která má nižší průtok kapaliny než ostatní typy. Má však nevýznamné objemové smrštění, které umožňuje získání tvarových bronzových odlitků. Tyto vlastnosti způsobují aktivní použití bronzu při odlévání antifrikčních dílů. Dále se tato slitina používá při výrobě ventilů určených pro použití ve vodném prostředí (včetně v mořské vodě) nebo v párech, v olejích a pod vysokým tlakem. Tam jsou také tzv. Nestandardní slévárenské bronzy zodpovědného označení. Používají se při výrobě ložisek, ozubených kol, pouzder, částí čerpadel, těsnění s nízkým těsněním. Tyto díly jsou navrženy tak, aby fungovaly za vysokých tlakových podmínek, při vysokých rychlostech a malých zátěžích.

Olovnatý bronz

Tento poddruh slévárenských cílových slitin se používá při výrobě ložisek, těsnění a tvarových odlitků. Takové bronzy jsou charakterizovány nízkými mechanickými vlastnostmi, v důsledku čehož se při výrobě ložisek a pouzder jednoduše aplikují na ocelový substrát ve formě velmi tenké vrstvy. Slitiny se zvýšeným obsahem cínu mají vyšší mechanické vlastnosti. Proto mohou být použity bez ocelové základny.

Cínové bronzy: deformovatelné

Slitiny zpracované tlakem jsou obvykle rozděleny do následujících skupin: cín-fosfor, cín-zinek a cín-zinek olovo. Zjistili jejich uplatnění v celulózovém a papírenském průmyslu (z nich vyrábějí rošty) a strojírenství (výroba pružin, ložisek a částí strojů). Kromě toho tyto materiály se používají pro výrobu bimetalických článků, tyče, pásky, pásky, ozubená kola, ozubená kola, pouzdra a těžkých nákladních automobilů těsnění, trubky instrumentace, manometrických pružin. V elektrotechnice je rozšířené použití bronzu (deformovatelné) vysvětleno vynikajícími mechanickými vlastnostmi (spolu s vysokými elektrickými vlastnostmi). Používá se při výrobě proudových pružin, zásuvky, kontakty. V chemickém průmyslu cínových bronzů vyrábět pružinový drát v jemné mechanice - montáž, v papírenském průmyslu - škrabky, v automobilovém průmyslu a automobilovém průmyslu - pouzder a ložisek.

Tyto slitiny mohou být dodávány v obzvláště tvrdém, pevném, polotuhém a měkkém (žíhaném) stavu. Cínové bronzy se obvykle ošetřují za studena (válcování nebo kreslení). Hot kov je pouze stisknut. Pod tlakem je bronz dokonale zpracován ve studené i horké formě.

Berylliový bronz

Jedná se o slitinu patřící do skupiny srážejících kovů. Má vysoké mechanické, fyzikální a elastické vlastnosti. Berylliový bronz má vysokou odolnost proti teplu, odolnost proti korozi a cyklickou pevnost. Je odolný proti nízkým teplotám, nemagnetizuje a nevykazuje při jádru jiskry. Kalení bronylových bronzů se provádí při teplotách 750-790 stupňů Celsia. Přidává se kobalt, železo a nikl tepelné zpracování což zpomaluje rychlost fázových transformací, což výrazně zjednodušuje technologii stárnutí a vytvrzení. Navíc přidání niklu přispívá ke zvýšení teploty rekrystalizace a mangan může nahradit, i když ne úplně, nákladné berýlium. Výše uvedené bronzové charakteristiky umožňují použití této slitiny při výrobě pružin, pružinových dílů a membrán v hodinářském průmyslu.

Slitina mědi s manganem

Takový bronz se vyznačuje zvláštními vysokými mechanickými vlastnostmi. Zpracovává se tlakem, a to jak v chladném, tak v horkém stavu. Tento kov se vyznačuje vysokou tepelnou odolností a odolností proti korozi. Sloučenina mědi s přídavkem manganu byla široce používána v pecích.

Silicon Bronze

Tato slitina, která obsahuje nikl, méně často - mangan. Takový kov je charakterizován velmi vysokými mechanickými, antifrikčními a elastickými vlastnostmi. Současně silikonový bronz neztrácí svou plasticitu v podmínkách nízké teploty. Slitina je dobře pájená, zpracována tlakem při vysoké i nízké teplotě. Dotčený kov není magnetizován, při zásahu není jiskra. To vysvětluje rozšířené použití bronz (křemík) v mořském loďařském průmyslu při výrobě valivých částí, ložisek, pružin, mřížky, odparky, mřížky a vodícími pouzdry.

Slévárenské slitiny všech cínu

Tento typ bronzu se vyznačuje dobrou korozí, antifrikčními vlastnostmi a vysokou pevností. Používají se k výrobě dílů, které se používají ve zvláště náročných podmínkách. Toto, například, ozubená kola, ventily, pouzdra, ozubená kola pro elektrické turbíny a jeřábů, červi, které pracují ve jiskru kalenými částmi, ložisek, pracujících při vysokém tlaku a rázové zatížení.

Jak vyrobit bronz?

Výroba tohoto kovu se musí provádět ve speciálních pecích používaných pro tavení slitin mědi. Poplatek za bronz může být vyroben z čerstvých kovů nebo s přidáním druhotného odpadu. Způsob tavení se obvykle provádí pod vrstvou tavidla nebo dřevěného uhlí.

Proces s použitím směsi čerstvých kovů se vyskytuje v určité sekvenci. Za prvé, požadované množství tavidla nebo dřevěného uhlí se naloží do velmi vytápěné pece. Poté vložte měď. Po vyčkání na topení zvedněte teplotu ohřevu na 1170 stupňů. Poté musí být tavenina deoxidována, pro kterou je přidána fosforečná měď. Tento proces lze provést ve dvou krocích: přímo v troubě a pak v pánvi. V tomto případě je přísada zavedena ve stejných poměrech. Dále se k tavenině přidávají nezbytné legující prvky ohřáté na 120 °. Žáruvzdorné komponenty by měly být zavedeny ve formě ligatur. Dále je roztavený bronz (níže uvedená fotografie znázorňuje proces tavení), dokud se všechny přidané látky zcela nerozpustí a nezahřejí na předepsanou teplotu. Při vydávání výsledné slitiny z pece musí být před odlitím konečně deoxidován zbytkem (50%) fosforu mědi. Toto se provádí za účelem uvolnění bronzu z oxidů a zvýšení tekutosti taveniny.

Tavení na základě převoditelných materiálů

Pro výrobu bronzu s použitím sekundárních kovů a odpadu by mělo být tavení provedeno v následujícím pořadí. Nejprve roztavenou měď a deoxidovat ji fosforečnými přísadami. Poté přidávají do taveniny oběhové materiály. Poté se očekává úplné tavení kovů a legovací prvky se zavádějí v příslušném pořadí. V případě, že zátěž sestává z malého množství čisté mědi, musíte nejprve roztavit recyklované kovy a přidat měď a legující prvky. Tavení se provádí pod vrstvou tavidla nebo dřevěného uhlí.

Po roztavení náplně a zahřátí na požadovanou teplotu se směs konečně deoxiduje fosforečnou mědí. Tavenina se pak pokryje kalcinovaným uhlíkem nebo vysušeným tavidlem shora. Spotřeba těchto druhů je 2-3 procenta hmotnosti kovu. Zahřátá tavenina se nechá stárnout po dobu 20 až 30 minut, pravidelně se mísí a oddělené strusky se odstraní z povrchu. Všechny bronzy jsou připraveny k odlévání. Pro lepší odstranění strusky do pánve můžete přidat křemenný písek, což ji zesiluje. Pro zjištění, zda je bronz připraven k odlévání do forem, je provedena speciální technologická zkouška. Zlomení takového vzorku musí být rovnoměrné a čisté.

Hliníkový bronz

Jedná se o slitinu mědi a hliníku jako legujícího prvku. Proces tavení tohoto kovu se podstatně liší od výše uvedeného, ​​což je vysvětleno chemickými vlastnostmi pomocné složky. Zvažte, jak vyrábět bronzy pomocí komponentů z hliníkových slitin. Při výrobě tohoto druhu slitiny za použití recyklovaných materiálů v náboji se nepoužívá deoxidační operace s složkami fosforu. Je to proto, že fosfor je charakterizován nižší afinitou pro molekuly kyslíku než hliník. Měli byste také vědět, že tento typ bronzu je velmi citlivý na přehřátí, takže teplota by neměla překročit 1200 stupňů. V přehřátém stavu je oxid hliníku a bronzová slitina je nasycena plyny. Kromě toho oxid vzniklý při tavení tohoto typu bronzu není obnoven přidáním deoxidátorů a je velmi obtížné ho odstranit z taveniny. Oxidová vrstva má velmi vysokou teplotu tání, která významně snižuje tekutost bronzu a způsobuje roztržení. Tavení se provádí velmi intenzivně, v horní hranici teploty topení. Kromě toho neodkládejte hotovou taveninu v troubě. Při tavení hliníkového bronzu jako krycí vrstvy se doporučuje použít tavidlo, které sestává z 50% uhličitan sodný a 50% kryolitu.

Hotová tavenina se před litím upravuje pomocí zavádění chloridu manganatého nebo chloridu zinečnatého (0,2-0,4% celkové hmotnosti náplně). Po tomto postupu by slitina měla být ponechána stát po dobu pěti minut, dokud vývoj plynu zcela nezastaví. Poté se směs přivede na požadovanou teplotu a nalije se do forem.

Aby se zabránilo segregaci do taveniny bronzu s vysokým obsahem nečistot olova (50-60%), doporučuje se přidat 2 až 2,3% niklu ve formě mědi a niklu. Nebo jako tok, je nutné použít síran alkalického kovu. Nikl, stříbro, mangan, pokud jsou součástí bronzu, by měly být zavedeny do taveniny před cínovým aditivem. Navíc ke zlepšení kvality výsledné slitiny je někdy modifikována malými přísadami na bázi žáruvzdorných kovů.