Бронзът е сплав. Характеристики на бронз

Бронзът е сплав на базата на мед. Допълнителните метали могат да бъдат никел, цинк, калай, алуминий и други. В тази статия ще разгледаме видовете, технологичните характеристики, химическите. състав на бронз, както и методи за неговото производство.

класификация

1. Химическият състав на този метал е разделен на две групи. Първият е бронзовите калайди. В тях калаят е основният елемент на легиране. Вторият е безличен. По-долу ще обсъдим това по-подробно.

2. Според технологичните особености бронзът обикновено се разделя на деформируеми и леярни. Първите са добре обработени под натиск. Последните се използват за профилни отливки.

Този метал в сравнение с месинга има много по-добро антифрикционно действие, механични свойства, както и устойчивост на корозия. Всъщност, бронзът е сплав от мед и калай (като основен спомагателен елемент). Никел и цинк тук не са основни легиращи елементи, използвани за тази цел компоненти като алуминий, калай, манган, силиций, олово, желязо, берилий, хром, фосфор, магнезий, цирконий и др.

Калаени бронз: Леярна

Да видим как е метал. Калайният бронз (снимката по-долу показва информация за отливките) е сплав, който има по-нисък флуиден поток от другите видове. Въпреки това има незначително обемно свиване, което прави възможно получаването на профилни бронзови отливки. Тези свойства водят до активно използване на бронз при отливане на антифрикционни части. Също така, въпросната сплав се използва при производството на клапани, предназначени за използване във водна среда (включително в морска вода) или в пара, в масла и при високо налягане. Съществуват и така наречените нестандартни леярски бронзове с отговорно предназначение. Използват се в производството на лагери, зъбни колела, втулки, части на помпи, нискотемпературни пръстени. Тези части са проектирани да работят при условия на високо налягане, при високи скорости и малки товари.

Оловен бронз

Този подвид на леярски калаени сплави се използва в производството на лагери, уплътнения и профилни отливки. Такива бронз се характеризират с ниски механични свойства, в резултат на които в процеса на производство на лагери и втулки те просто се нанасят върху стоманен субстрат под формата на много тънък слой. Сплавите с повишено съдържание на калай имат по-високи механични свойства. Поради това те могат да се използват без стоманена основа.

Калаени бронз: деформируеми

Сплавите, обработени чрез налягане, обикновено се разделят на следните групи: калай-фосфор, калай-цинк и калай-цинков олово. Намират приложение в целулозно-хартиената промишленост (от тях се произвеждат решетки) и инженеринг (производство на пружини, лагери и машинни части). Освен това, тези материали се използват в производството на биметални изделия, пръчки, ленти, ленти, предавки, зъбни колела, втулки и тежкотоварни камиони уплътнения, тръби апаратура, манометрични извори. В електротехниката широкото използване на бронз (деформируемо) се обяснява с отлични механични свойства (заедно с високи електрически характеристики). Използва се при производството на токови пружини, щепселни гнезда, контакти. В химическата промишленост, калайджийските изделия се произвеждат от калаени бронзи, в прецизна механика - армировка, в хартиената промишленост - скрепери, в автомобилни и автомобилни втулки и лагери.

Тези сплави могат да се доставят в особено твърди, твърди, полутвърди и меки (изравнени) състояния. Калайните бронз обикновено се третират студено (валцуване или рисуване). Горещият метал се натиска само. Под натиск, бронзът е перфектно обработен както в студена, така и в гореща форма.

Берилиев бронз

Това е сплав, принадлежаща към групата на валежите-втвърдяващи се метали. Има високи механични, физични и еластични свойства. Берилиевият бронз има високо ниво на топлинна устойчивост, устойчивост на корозия и циклична якост. Той е устойчив на ниски температури, не магнетизира и не предизвиква искри при удар. Температурата на берилиевите бронзи се извършва при температури от 750-790 градуса по Целзий. Добавянето на кобалт, желязо и никел допринася за топлинна обработка забавяйки скоростта на фазовите трансформации, това значително опростява технологията на стареене и втвърдяване. В допълнение, добавянето на никел допринася за повишаване на температурата на прекристализация, а манганът може да замести, макар и не напълно, скъп берилий. Горните бронзови характеристики позволяват използването на тази сплав при производството на пружини, пружинни части и мембрани в часовниковата индустрия.

Медна сплав с манган

Такъв бронз се характеризира със специални високи механични качества. Той се обработва чрез натиск, както в студено, така и в горещо състояние. Този метал се характеризира с висока топлоустойчивост, както и устойчивост на корозия. Медната сплав с добавяне на манган е намерила широко приложение в арматурата на пещта.

Силициев бронз

Тази сплав, която включва никел, по-рядко манган. Такъв метал се характеризира с ултра-високи механични, антифрикционни и еластични свойства. В същото време, силициевият бронз не губи своята пластичност при ниски температури. Сплавта е добре запоена, преработена под налягане при високи и ниски температури. Въпросният метал не е магнетизиран, не искри при удари. Това обяснява широкото използване на бронз (силиций) в морското корабостроене при производството на антифрикционни части, лагери, пружини, решетки, изпарители, мрежи и направляващи втулки.

Леярни изцяло калаени сплави

Този тип бронз се характеризира с добра корозия, антифрикционни свойства, както и с висока якост. Те се използват за производството на части, които се използват в особено трудни условия. Това, например, зъбни колела, клапани, втулки, зъбни колела за мощни турбини и кранове, червеи, които работят в гребло със стоманени части, лагери, работещи под високо налягане и ударни натоварвания.

Как да направите бронз?

Производството на този метал трябва да се извършва в специални пещи, използвани за топене на медни сплави. Таксата за бронз може да бъде направена от пресни метали или с добавяне на вторични отпадъци. Процесът на топене обикновено се извършва под слой от флюс или въглен.

Процесът, използващ смес от свежи метали, се извършва в определена последователност. Първо, необходимото количество поток или въглен се зарежда в силно нагрята пещ. След това поставете медта там. След като изчакате топенето му, повишете температурата на нагряване до 1170 градуса. След това стопилката трябва да бъде деоксидирана, за която е добавена фосфорна мед. Този процес може да се извърши на два етапа: директно във фурната, а след това в готвача. В този случай добавката се въвежда в равни пропорции. Освен това, необходимите легиращи елементи, нагрявани до 120 градуса, се добавят към стопилката. Огнеупорните компоненти трябва да бъдат въведени под формата на лигатури. Освен това, разтопеният бронз (снимката по-долу показва процеса на топене) се смесва, докато всички добавени вещества се разтворят напълно и се загреят до предписаната температура. Когато се изхвърля получената сплав от пещта, преди нейното отливане тя трябва да бъде окончателно деоксидирана от остатък (50%) от меден фосфор. Това се прави, за да се освободи бронз от окиси и да се увеличи течливостта на стопилката.

Изпичане на базата на материали за покупка

За да се произведе бронз, използващ вторични метали и отпадъци, топенето трябва да се извърши в следния ред. Първо разтопете мед и го деоксидирайте с фосфорни добавки. След това добавят циркулиращи материали към стопилката. След това се очаква пълното топене на металите и легиращите елементи се въвеждат в подходящата последователност. В случай, че тежестта се състои от малко количество чиста мед, първо трябва да разтопите рециклираните метали и след това да добавите медни и легиращи елементи. Топенето се извършва под слой поток или въглен.

След топенето на заряда и загряването му до желаната температура, сместа окончателно се деоксидира с фосфорна мед. След това стопилката се покрива с калциниран въглерод или изсушен поток от горе. Потреблението на последните е 2-3 процента от масата на метала. Загряваната стопилка се оставя да отлежава 20-30 минути, периодично се размесва и отделената шлака се отстранява от повърхността й. Целият бронз е готов за леене. За по-добро отстраняване на шлаката в кофата можете да добавите кварцов пясък, който я сгъстява. За да се определи дали бронзът е готов за леене в калъпи, се провежда специален технологичен тест. Фрактурата на такава проба трябва да бъде еднаква и чиста.

Алуминиев бронз

Това е сплав от мед и алуминий като легиращ елемент. Процесът на топене на този метал се различава значително от горното, което се обяснява с химическите характеристики на спомагателния компонент. Помислете как да направите бронз, използвайки алуминиеви сплави. При производството на този тип сплав, използвайки рециклирани материали в заряда, операцията на дезоксидация с фосфорни компоненти не се използва. Това е така, защото фосфорът се характеризира с по-нисък афинитет към кислородните молекули, отколкото алуминия. Трябва също да знаете, че този тип бронз е много чувствителен към прегряване, така че температурата не трябва да превишава 1200 градуса. В прегрято състояние алуминият се окислява и бронзната сплав се насища с газове. В допълнение, окисът, образуван по време на топенето на този тип бронз, не се възстановява чрез добавянето на дезоксидатори и е много трудно да се отстрани от стопилката. Оксидният филм има много висока точка на топене, което значително намалява флуидността на бронз и предизвиква разпалване. Топенето се извършва много интензивно, в горните граници на температурите на нагряване. Освен това, не забавяйте готовата стопилка във фурната. При разтопяването на алуминиев бронз като покриващ слой се препоръчва използването на поток, който се състои от 50% калцинирана сода и 50% от криолита.

Готовата стопилка се пречиства чрез форми, като се въвежда манганов хлорид или цинков хлорид (0,2-0,4% от общата маса на заряда) преди леене. След тази процедура, сплавта трябва да се остави да престои в продължение на пет минути, докато отделянето на газ напълно се прекрати. След това сместа се довежда до желаната температура и се излива в плесени.

За да се предотврати сегрегацията в стопилката на бронз с високо съдържание на оловни примеси (50-60%), се препоръчва да се добави 2-2,3% никел под формата на медни никелови лигатури. Или като поток, е необходимо да се използва алкалнометална сулфатна сол. Никелът, среброто, манганът, ако те са част от бронз, трябва да бъдат въведени в стопилката преди процедурата за добавяне на калай. Освен това, за да се подобри качеството на получената сплав, понякога се модифицира с малки добавки на базата на огнеупорни метали.