Bronz, bakır bazlı bir alaşımdır. Yardımcı metaller nikel, çinko, kalay, alüminyum ve diğerleri olabilir. Bu yazıda türleri, teknolojik özellikleri, kimyasalları ele alacağız. bronzun bileşimi ve üretim yöntemleri.
Sınıflandırma
1. Kimyasal bileşimine göre, bu metal genellikle iki gruba ayrılır. Birincisi kalay bronzları. İçlerinde kalay ana alaşım elementidir. İkincisi tenekesiz. Aşağıda bunun hakkında daha ayrıntılı konuşacağız.
2. Bronzun teknolojik özelliklerine göre, onu deforme olabilir ve dökümhaneye bölmek gelenekseldir. Eski baskı altında iyi işlenir. İkincisi şekilli dökümler için kullanılır.
Bu metal, pirince kıyasla çok daha iyi sürtünme önleyici, mekanik özelliklere ve ayrıca korozyon direncine sahiptir. Aslında bronz, bakır ve kalay alaşımıdır (ana yardımcı element olarak). Nikel ve çinko burada ana alaşım elementleri değildir, bunun için alüminyum, kalay, manganez, silikon, kurşun, demir, berilyum, krom, fosfor, magnezyum, zirkonyum ve diğerleri gibi bileşenler kullanılır.
Tin Bronzes: Foundry
Böyle bir metalin ne olduğunu bulalım. Kalay bronz (aşağıdaki fotoğraf döküm parçaları göstermektedir), diğer türlere göre daha düşük akışkanlığa sahip bir alaşımdır. Bununla birlikte, şekillendirilmiş bronz dökümlerin elde edilmesini mümkün kılan önemsiz bir hacimsel büzülmeye sahiptir. Bu özellikler, sürtünmesiz parçaların dökümünde bronzun aktif kullanımını belirler. Ayrıca, dikkate alınan alaşım, sulu bir ortamda (deniz suyu dahil) veya su buharında, yağlarda ve yüksek basınç altında çalışması amaçlanan bağlantı parçalarının imalatında kullanılır. Sorumlu amaçlar için standart dışı döküm bronzları da vardır. Rulmanlar, dişliler, burçlar, pompa parçaları, sızdırmazlık halkaları üretiminde kullanılırlar. Bu parçalar yüksek basınç, yüksek hız ve düşük yük altında çalışacak şekilde tasarlanmıştır.
Kurşun bronzları
Dökümhane kalay alaşımlarının bu alt türü, yatakların, contaların ve şekilli dökümlerin imalatında kullanılır. Bu tür bronzlar, düşük mekanik özellikler ile karakterize edilir, bunun bir sonucu olarak, yatak ve burç üretimi sürecinde, çok ince bir tabaka şeklinde bir çelik tabana basitçe uygulanırlar. Kalay içeriği yüksek olan alaşımlar daha yüksek mekanik özelliklere sahiptir. Bu nedenle çelik destek olmadan kullanılabilirler.
Kalay Bronzlar: Deforme Edilebilir
Basınçla işlenen alaşımlar genellikle aşağıdaki gruplara ayrılır:kalay-fosfor, kalay-çinko ve kalay-çinko-kurşun. Uygulamalarını kağıt hamuru ve kağıt endüstrisinde (onlardan ağlar yapılır) ve makine mühendisliğinde (yayların, yatakların ve makine parçalarının üretimi) bulmuşlardır. Ayrıca bu malzemeler, yüksek yüklü makineler için bimetalik ürünler, çubuklar, bantlar, şeritler, dişliler, dişliler, burçlar ve contaların, enstrümantasyon borularının, basınç yaylarının imalatında kullanılmaktadır. Elektrik mühendisliğinde, bronzun (dövme) yaygın kullanımı, mükemmel mekanik özelliklerinden (yüksek elektriksel özelliklerle birlikte) kaynaklanmaktadır. Akım taşıyan yayların, fiş konnektörlerin, kontakların imalatında kullanılır. Kimya endüstrisinde, kalay bronzları yay teli üretiminde, hassas mekaniklerde - bağlantı elemanlarında, kağıt endüstrisinde - sıyırıcılar, otomotiv ve traktör endüstrilerinde - burçlar ve yataklar için kullanılmaktadır.
Bu alaşımlar ekstra sert, sert, yarı sert ve yumuşak (tavlanmış) hallerde tedarik edilebilir. Kalay bronzları genellikle soğuk işlenir (haddelenmiş veya çekilmiş). Sıcak metal sadece preslenir. Basınç altında bronz, hem soğukta hem de sıcakta mükemmel şekilde işlenir.
Berilyum bronz
Bu, çökeltme ile sertleşen metaller grubuna ait bir alaşımdır. Yüksek mekanik, fiziksel ve elastik özelliklere sahiptir. Berilyum bronz, yüksek düzeyde ısı direncine, korozyon direncine ve döngüsel mukavemete sahiptir. Düşük dirençlidirsıcaklıkta, mıknatıslanma yapmaz ve çarpıldığında kıvılcım çıkarmaz. Berilyum bronzlarının sertleştirilmesi 750-790 santigrat derece sıcaklıklarda gerçekleştirilir. Kob alt, demir ve nikel ilavesi, ısıl işlem sırasında faz dönüşümlerinin hızını yavaşlatmaya katkıda bulunur, bu da yaşlanma ve sertleştirme teknolojisini büyük ölçüde kolaylaştırır. Ek olarak, nikel ilavesi, yeniden kristalleşme sıcaklığındaki bir artışa katkıda bulunur ve manganez, tamamen olmasa da pahalı berilyumun yerini alabilir. Bronzun yukarıdaki özellikleri, bu alaşımın saat endüstrisinde yayların, yay parçalarının ve membranların imalatında kullanılmasını mümkün kılar.
Bakır ve manganez alaşımı
Bu bronz özel yüksek mekanik özelliklere sahiptir. Hem soğuk hem de sıcak basınçla işlenir. Bu metal, yüksek ısı direncinin yanı sıra korozyon direnci ile karakterizedir. Manganez ilaveli bir bakır alaşımı, fırın bağlantılarında geniş uygulama alanı bulmuştur.
Silikon bronz
Bu, daha az sıklıkla manganez olmak üzere nikel içeren bir alaşımdır. Böyle bir metal, ultra yüksek mekanik, sürtünme önleyici ve elastik özellikler ile karakterize edilir. Aynı zamanda silikon bronz düşük sıcaklıklarda plastisitesini kaybetmez. Alaşım iyi lehimlenir, hem yüksek hem de düşük sıcaklıklarda basınçla işlenir. Söz konusu metal mıknatıslanmaz, vurulduğunda kıvılcım çıkarmaz. Bu, bronzun (silikonun) deniz gemi yapımında, sürtünme önleyici parçalar, yataklar, yaylar üretiminde yaygın kullanımını açıklar.ızgaralar, buharlaştırıcılar, kafesler ve kılavuz burçlar.
Kalaysız Alaşımların Dökümü
Bu bronz türü, iyi korozyon, sürtünme önleyici özelliklerin yanı sıra yüksek mukavemet ile karakterizedir. Özellikle zor koşullarda çalıştırılan parçaların imalatında kullanılırlar. Bunlara dişliler, valfler, burçlar, güçlü türbinler ve vinçler için dişliler, sertleştirilmiş çelik parçalarla birlikte çalışan sonsuz vidalar, yüksek basınç ve şok yükleri altında çalışan rulmanlar dahildir.
Bronz nasıl yapılır?
Bu metalin üretimi, bakır alaşımlarını eritmek için kullanılan özel fırınlarda yapılmalıdır. Bronz şarj, taze metallerden veya ikincil atık ilavesiyle yapılabilir. Eritme işlemi genellikle bir akı veya odun kömürü tabakası altında gerçekleştirilir.
Taze metal yükü kullanan süreç, belirli bir sırayla gerçekleşir. İlk olarak, gerekli miktarda akı veya odun kömürü, yüksek derecede ısıtılmış bir fırına yüklenir. Sonra bakır oraya yerleştirilir. Erimesini bekledikten sonra ısıtma sıcaklığını 1170 dereceye yükseltin. Bundan sonra, eriyik fosforlu bakırın eklendiği deoksidize edilmelidir. Bu işlem iki aşamada gerçekleştirilebilir: doğrudan fırında ve ardından potada. Bu durumda, katkı maddesi eşit oranlarda eklenir. Daha sonra 120 dereceye kadar ısıtılan gerekli alaşım elementleri ergimeye eklenir. Ateşe dayanıklı bileşenler bitişik harfler şeklinde tanıtılmalıdır. Daha fazla erimiş bronz (fotoğraf,aşağıda, eritme işlemini gösterir) eklenen tüm maddeler tamamen çözülene ve istenen sıcaklığa ısıtılana kadar karıştırılır. Ortaya çıkan alaşımı fırından çıkarırken, dökmeden önce, son olarak fosfor bakırın geri kalanıyla (%50) deoksidize edilmelidir. Bu, bronzu oksitlerden ayırmak ve eriyiğin akışkanlığını artırmak için yapılır.
Geri dönüştürülmüş malzemelerden eritme
Geri dönüştürülmüş metaller ve atıklar kullanılarak bronz yapmak için aşağıdaki sırayla eritme yapılmalıdır. İlk olarak, bakır eritilir ve fosfor katkı maddeleri ile deokside edilir. Daha sonra dolaşımdaki malzemeler eriyiğe eklenir. Bundan sonra metaller tamamen eritilir ve uygun sırayla alaşım elementleri eklenir. Yükün az miktarda saf bakır içermesi durumunda, önce dolaşımdaki metalleri eritmek, ardından bakır ve alaşım elementleri eklemek gerekir. Eritme, bir akı veya kömür tabakası altında gerçekleştirilir.
Karışım eritildikten ve gerekli sıcaklığa ısıtıldıktan sonra, karışımın fosforlu bakır ile son deoksidasyonu gerçekleştirilir. Daha sonra, eriyik, kalsine edilmiş kömür veya kurutulmuş akı ile üstte kaplanır. İkincisinin tüketimi, metalin ağırlığına göre yüzde 2-3'tür. Isıtılmış eriyik 20-30 dakika tutulur, periyodik olarak karıştırılır ve daha sonra ayrılan cüruf yüzeyinden çıkarılır. Her şey, bronz döküm için hazır. Daha iyi cüruf giderme için, potaya onu kalınlaştıran kuvars kumu eklenebilir. Bronzun kalıplara dökülmeye hazır olup olmadığını belirlemek için özel birteknolojik test. Böyle bir örneğin kırılması düzgün ve temiz olmalıdır.
Alüminyum Bronz
Alaşım elementi olarak bakır ve alüminyum alaşımıdır. Bu metalin eritme işlemi, yardımcı bileşenin kimyasal özellikleri ile açıklanan yukarıdakilerden önemli ölçüde farklıdır. Alüminyum alaşım bileşenleri kullanarak nasıl bronz yapılacağını düşünün. Yükte geri dönüştürülmüş malzemeler kullanılarak bu tür alaşımların imalatında, fosfor bileşenleri ile deoksidasyon işlemi kullanılmaz. Bunun nedeni, fosforun oksijen molekülleri için alüminyumdan daha düşük bir afinite ile karakterize edilmesidir. Ayrıca bu bronz çeşidinin aşırı ısınmaya karşı çok hassas olduğunu da bilmelisiniz, bu nedenle sıcaklık 1200 dereceyi geçmemelidir. Aşırı ısıtılmış durumda alüminyum oksitlenir ve bronz alaşım gazlarla doyurulur. Ayrıca bu tür bronzların ergitilmesi sırasında oluşan oksit deoksidizerlerin eklenmesiyle indirgenmez ve eriyikten uzaklaştırılması çok zordur. Oksit film, bronzun akışkanlığını önemli ölçüde az altan ve reddedilmeye neden olan çok yüksek bir erime noktasına sahiptir. Erime, ısıtma sıcaklıklarının üst sınırlarında çok yoğun bir şekilde gerçekleştirilir. Ayrıca, bitmiş eriyik fırında tutulmamalıdır. Alüminyum bronzu eritirken, örtü tabakası olarak %50 soda külü ve %50 kriyolitten oluşan bir flux kullanılması tavsiye edilir.
Bitmiş eriyik, içine manganez klorür eklenerek kalıplara dökülmeden önce rafine edilir veyaçinko klorür (yükün toplam kütlesinin %0.2-0.4'ü). Bu işlemden sonra, gaz çıkışı tamamen kesilene kadar alaşım beş dakika tutulmalıdır. Daha sonra karışım istenilen sıcaklığa getirilir ve kalıplara dökülür.
Kurşun safsızlıkları içeriği yüksek (%50-60) bir bronz eriyik içinde ayrışmayı önlemek için, bakır-nikel bağları şeklinde %2-2,3 nikel eklenmesi tavsiye edilir. Veya flux olarak alkali metallerin sülfat tuzunu kullanmak gerekir. Nikel, gümüş, manganez, eğer bronzun bir parçasıysa, kalay ekleme işleminden önce eriyik içine eklenmelidir. Ek olarak, elde edilen alaşımın kalitesini artırmak için bazen refrakter metallere dayalı küçük katkı maddeleri ile modifiye edilir.
