Bronza yra vario lydinys. Pagalbiniai metalai gali būti nikelis, cinkas, alavas, aliuminis ir kt. Šiame straipsnyje mes apsvarstysime tipus, technologines ypatybes, chemines medžiagas. bronzos sudėtis, taip pat jos gamybos būdai.
Klasifikacija
1. Pagal cheminę sudėtį šis metalas paprastai skirstomas į dvi grupes. Pirmoji – alavo bronzos. Juose alavas yra pagrindinis legiravimo elementas. Antrasis yra be alavo. Toliau apie tai pakalbėsime išsamiau.
2. Pagal technologines bronzos ypatybes įprasta ją skirstyti į deformuojamąją ir liejinę. Pirmieji gerai apdorojami esant slėgiui. Pastarieji naudojami forminiams liejiniams.
Šis metalas, palyginti su žalvariu, turi daug geresnes antitrinties, mechanines savybes, taip pat atsparumą korozijai. Tiesą sakant, bronza yra vario ir alavo (kaip pagrindinio pagalbinio elemento) lydinys. Nikelis ir cinkas čia nėra pagrindiniai legiravimo elementai, tam naudojami tokie komponentai kaip aliuminis, alavas, manganas, silicis, švinas, geležis, berilis, chromas, fosforas, magnis, cirkonis ir kt.
Alavo bronza: liejykla
Išsiaiškinkime, kas yra toks metalas. Skardos bronza (nuotraukoje apačioje pavaizduotos liejamos dalys) yra lydinys, kurio sklandumas yra mažesnis nei kitų rūšių. Tačiau jis turi nežymų tūrinį susitraukimą, todėl galima gauti formos bronzos liejinius. Šios savybės lemia aktyvų bronzos naudojimą liejant antifrikcines dalis. Taip pat nagrinėjamas lydinys naudojamas gaminant jungiamąsias detales, skirtas naudoti vandeninėje terpėje (įskaitant jūros vandenį) arba vandens garuose, alyvose ir esant aukštam slėgiui. Taip pat atsakingiems tikslams yra vadinamosios nestandartinės liejamos bronzos. Jie naudojami gaminant guolius, krumpliaračius, įvores, siurblių dalis, sandarinimo žiedus. Šios dalys skirtos veikti esant dideliam slėgiui, dideliu greičiu ir mažomis apkrovomis.
Švino bronza
Šis liejimo alavo lydinių porūšis naudojamas guolių, sandariklių ir forminių liejinių gamyboje. Tokios bronzos pasižymi žemomis mechaninėmis savybėmis, dėl to guolių ir įvorių gamybos procese jos tiesiog labai plonu sluoksniu uždedamos ant plieninio pagrindo. Lydiniai, kuriuose yra daug alavo, pasižymi aukštesnėmis mechaninėmis savybėmis. Todėl juos galima naudoti be plieninio pagrindo.
Alavo bronzos: deformuojasi
Slėgiu apdoroti lydiniai paprastai skirstomi į šias grupes:alavas-fosforas, alavas-cinkas ir alavas-cinkas-švinas. Jie rado savo pritaikymą celiuliozės ir popieriaus pramonėje (iš jų gaminami tinklai) ir mechaninėje inžinerijoje (spyruoklių, guolių ir mašinų dalių gamyba). Be to, šios medžiagos naudojamos gaminant bimetalinius gaminius, strypus, juostas, juosteles, krumpliaračius, krumpliaračius, labai apkrautų mašinų įvores ir tarpiklius, prietaisų vamzdžius, slėgines spyruokles. Elektros inžinerijoje plačiai paplitęs bronzos (k altos) panaudojimas yra dėl puikių mechaninių savybių (kartu su aukštomis elektrinėmis charakteristikomis). Jis naudojamas gaminant srovės spyruokles, kištukines jungtis, kontaktus. Chemijos pramonėje iš alavo bronzos gaminama spyruoklinė viela, tiksliojoje mechanikoje - jungiamosios detalės, popieriaus pramonėje - grandikliai, automobilių ir traktorių pramonėje - įvorės ir guoliai.
Šie lydiniai gali būti tiekiami ypač kieti, kieti, pusiau kieti ir minkšti (atkaitinti). Skardos bronzos dažniausiai yra š altai apdirbamos (valcuojamos arba tempiamos). Karštas metalas tik presuojamas. Esant slėgiui, bronza puikiai apdirbama tiek š alta, tiek karšta.
Berilio bronza
Tai lydinys, priklausantis krituliais kietėjančių metalų grupei. Jis turi aukštas mechanines, fizines ir elastines savybes. Berilio bronza pasižymi dideliu atsparumu karščiui, atsparumu korozijai ir cikliniam stiprumui. Jis atsparus žemaitemperatūros, neįsimagnetina ir smogus nesukelia kibirkščių. Berilio bronzos grūdinimas atliekamas 750-790 laipsnių Celsijaus temperatūroje. Kob alto, geležies ir nikelio pridėjimas padeda sulėtinti fazių virsmų greitį terminio apdorojimo metu, o tai labai palengvina senėjimo ir grūdinimo technologiją. Be to, nikelio pridėjimas prisideda prie rekristalizacijos temperatūros padidėjimo, o manganas gali pakeisti, nors ir ne visiškai, brangų berilį. Pirmiau nurodytos bronzos savybės leidžia naudoti šį lydinį gaminant spyruokles, spyruoklių dalis ir membranas laikrodžių pramonėje.
Vario ir mangano lydinys
Ši bronza pasižymi ypatingomis aukštomis mechaninėmis savybėmis. Jis apdorojamas slėgiu, tiek š altu, tiek karštu. Šis metalas pasižymi dideliu atsparumu karščiui, taip pat atsparumu korozijai. Vario lydinys su mangano priedu plačiai naudojamas krosnių jungiamosiose detalėse.
Silicio bronza
Tai lydinys, kuriame yra nikelio, rečiau mangano. Toks metalas pasižymi itin aukštomis mechaninėmis, antifrikcinėmis ir elastingumo savybėmis. Tuo pačiu metu silicio bronza nepraranda savo plastiškumo žemoje temperatūroje. Lydinys gerai lituojamas, apdorojamas slėgiu tiek aukštoje, tiek žemoje temperatūroje. Aptariamas metalas neįmagnetintas, smūgiuojant nekibirkščiuoja. Tai paaiškina platų bronzos (silicio) naudojimą jūrų laivų statyboje gaminant antifrikcines dalis, guolius, spyruokles,grotelės, garintuvai, tinkleliai ir kreipiančiosios įvorės.
Alavo lydinių liejimas
Šis bronzos tipas pasižymi geromis korozijos, antifrikcinėmis savybėmis, taip pat dideliu stiprumu. Jie naudojami detalių, kurios eksploatuojamos ypač sunkiomis sąlygomis, gamybai. Tai apima krumpliaračius, vožtuvus, įvores, galingų turbinų ir kranų krumpliaračius, sliekus, veikiančius kartu su grūdinto plieno dalimis, guolius, veikiančius esant aukštam slėgiui ir smūgiinėms apkrovoms.
Kaip pasidaryti bronzą?
Šio metalo gamyba turi būti atliekama specialiose krosnyse, naudojamose vario lydiniams lydyti. Bronzinis užtaisas gali būti pagamintas iš šviežių metalų arba pridedant antrinių atliekų. Lydymosi procesas paprastai atliekamas po srauto arba medžio anglies sluoksniu.
Procesas naudojant šviežių metalų įkrovą vyksta tam tikra seka. Pirmiausia į labai įkaitintą krosnį įkraunamas reikiamas srauto arba anglies kiekis. Tada ten dedamas varis. Palaukę, kol išsilydys, padidinkite kaitinimo temperatūrą iki 1170 laipsnių. Po to lydalas turi būti deoksiduotas, o tam pridedamas fosforinis varis. Šis procesas gali būti atliekamas dviem etapais: tiesiai krosnyje, o po to - kaušelyje. Šiuo atveju priedas įvedamas lygiomis dalimis. Toliau į lydalą pridedami reikiami legiravimo elementai, įkaitinti iki 120 laipsnių. Ugniai atsparūs komponentai turėtų būti įvesti ligatūrų pavidalu. Toliau išlydyta bronza (nuotrauka,žemiau, parodo lydymosi procesą) maišoma tol, kol visos pridėtos medžiagos visiškai ištirps ir pašildomos iki norimos temperatūros. Išleidžiant gautą lydinį iš krosnies, prieš pilant, jis turi būti galutinai deoksiduotas su likusiu (50%) fosforinio vario kiekiu. Tai daroma siekiant išskirti bronzą iš oksidų ir padidinti lydalo sklandumą.
Lydymas iš antrinių žaliavų
Norint pagaminti bronzą iš perdirbtų metalų ir atliekų, lydymas turėtų būti atliekamas tokia tvarka. Pirmiausia varis išlydomas ir deoksiduojamas su fosforo priedais. Tada į lydalą pridedamos cirkuliuojančios medžiagos. Po to metalai visiškai ištirpsta ir atitinkama seka įvedami legiravimo elementai. Jei įkrovą sudaro nedidelis kiekis gryno vario, pirmiausia reikia ištirpinti cirkuliuojančius metalus, o tada pridėti vario ir legiravimo elementų. Lydymas atliekamas po srauto arba anglies sluoksniu.
Išlydžius mišinį ir pakaitinus iki reikiamos temperatūros, atliekama galutinė mišinio deoksidacija fosforiniu variu. Tada lydalas padengiamas kalcinuota anglimi arba džiovintu srautu. Pastarojo sunaudojama 2-3 procentai metalo masės. Įkaitintas lydalas palaikomas 20-30 minučių, periodiškai maišomas, o tada nuo jo paviršiaus pašalinamas atsiskyręs šlakas. Viskas, bronza paruošta liejimui. Siekiant geresnio šlako pašalinimo, į kaušą galima įpilti kvarcinio smėlio, kuris jį sutirština. Norint nustatyti, ar bronza yra paruošta lieti į formas, specialustechnologinis testas. Tokio mėginio lūžis turi būti vienodas ir švarus.
Aliuminio bronza
Tai vario ir aliuminio lydinys, kaip legiravimo elementas. Šio metalo lydymosi procesas labai skiriasi nuo aukščiau pateikto, o tai paaiškinama pagalbinio komponento cheminėmis savybėmis. Apsvarstykite, kaip pagaminti bronzą naudojant aliuminio lydinio komponentus. Gaminant šio tipo lydinį, įkrovoje naudojant perdirbtas medžiagas, deoksidacijos su fosforo komponentais operacija nenaudojama. Taip yra dėl to, kad fosforas pasižymi mažesniu afinitetu deguonies molekulėms nei aliuminio. Taip pat reikėtų žinoti, kad šios rūšies bronza yra labai jautri perkaitimui, todėl temperatūra neturi viršyti 1200 laipsnių. Perkaitintoje būsenoje aliuminis oksiduojamas, o bronzos lydinys prisotinamas dujomis. Be to, lydant šios rūšies bronzą susidaręs oksidas nesumažėja pridedant deoksidatorių, be to, jį labai sunku pašalinti iš lydalo. Oksido plėvelė turi labai aukštą lydymosi temperatūrą, kuri žymiai sumažina bronzos sklandumą ir sukelia atmetimą. Lydymas atliekamas labai intensyviai, esant viršutinėms šildymo temperatūrų riboms. Be to, gatavo lydalo negalima laikyti krosnyje. Lydant aliuminio bronzą, kaip dengiamąjį sluoksnį rekomenduojama naudoti 50 % sodos pelenų ir 50 % kriolito srautą.
Pagamintas lydalas rafinuojamas prieš pilant į formas, įpilant į jį mangano chlorido arbacinko chlorido (0,2-0,4 % visos įkrovos masės). Po šios procedūros lydinys turi būti laikomas penkias minutes, kol visiškai nutrūks dujų išsiskyrimas. Po to mišinys pašildomas iki reikiamos temperatūros ir supilamas į formeles.
Siekiant išvengti segregacijos bronzos lydaloje, kurioje yra daug švino priemaišų (50–60 %), rekomenduojama pridėti 2–2,3 % nikelio vario-nikelio ligatūrų pavidalu. Arba kaip srautus būtina naudoti šarminių metalų sulfatinę druską. Nikelis, sidabras, manganas, jei jie yra bronzos dalis, turi būti įpilti į lydalą prieš alavo pridėjimo procedūrą. Be to, siekiant pagerinti gauto lydinio kokybę, jis kartais modifikuojamas naudojant nedidelius ugniai atsparių metalų priedus.
