Bronzy

Cínové bronzy a fosforové bronzy

Tyto slitiny mědi a cínu byly prvními kovovými slitinami, které lidstvo vyvinulo asi před čtyřmi tisíci lety, a používaly se na výrobu mincí, zbraní, nástrojů, šperků a ozdob. Způsobily převrat ve způsobu života člověka, což vedlo archeology k pojmenování tohoto období dobou bronzovou.

V moderní době byly vyvinuty tepané bronzy s obsahem 4-8 % cínu, které jsou tvrdší, pevnější a tužší než tepané mosazi a ve formě pásů a drátů se vyrábějí s kombinací vysoké meze kluzu a dobré odolnosti proti korozi. Přídavek malého množství (0,01-0,45 %) fosforu zvyšuje tvrdost, odolnost proti únavě a opotřebení, což vede k jejich použití v aplikacích, jako jsou pružiny, vlnovce, ohebné trubky, spojovací materiál, upevňovací prvky pro zdivo, hřídele, vřetena ventilů, ozubená kola a ložiska.

Slitinové prvky s mědí, v tomto případě cín a fosfor, mohou mít za následek nižší elektrickou vodivost ve srovnání s čistou mědí. Nejpoužívanější fosforový bronz pro elektrické účely obsahuje 0,2 % fosforu a 5 % cínu a má elektrickou vodivost 15 % IACS (měď má 100 % IACS). Kombinace vysoké meze kluzu, která poskytuje dobrou kontaktní sílu, a dobré odolnosti proti korozi však činí tento bronz ideálním pro širokou škálu malých elektrických konektorů, spínačů, proudovodných pružin a rotorových tyčí. Tyto vlastnosti si zachovává i při vysokých provozních teplotách.

Tavené olovnaté fosforové bronzy (3-4 % olova) kombinují výše uvedené vlastnosti s vynikající obrobitelností a značnou samomazností, samosazností a vyrovnáváním v ložiskových aplikacích a vynikající odolností proti zadření. Mezi aplikace patří axiální podložky, ložisková pouzdra, vačky, spojkové desky, složitě obrobené spojovací součásti a další soustružené díly, součásti hodin a přístrojů, ozubená kola, pastorky, vřetena čerpadel a ventilů a gravírované součásti.

Fosforové bronzy s vyšším obsahem cínu jsou k dispozici ve všech běžných litých formách. Obsahují až 13 % cínu a 2,5 % olova (kvůli obrobitelnosti) a niklu (kvůli pevnosti a tvrdosti) a hojně se používají na výrobu ložisek a ozubených kol.

Zvonovina
Fosforový bronz s 20 až 24 % cínu se již po staletí používá k odlévání zvonů všech typů, jako jsou kostelní zvony, ruční zvony a lodní zvony, do písku. Zvony se pečlivě opracovávají a leští, aby měly přesný požadovaný tón. V atmosféře zvony pomalu patinují, což chrání povrch před další korozí a vede k velmi dlouhé životnosti.

Hliníkový bronz

Jedná se o slitiny mědi s 5-12 % hliníku, některé mají příměsi železa, niklu, manganu a křemíku, dostupné v lité i tepané formě. Jsou pevnější než mosazi nebo cínové bronzy s lepší odolností proti korozi díky tvrdé, přilnavé ochranné vrstvě oxidu hlinitého (Al2O3). Mají atraktivní zlatavou barvu, která časem velmi málo dehtuje. Hlavní využití hliníkových bronzů je v aplikacích pro mořskou vodu, jako jsou:

• Upevňovací prvky
• Čerpadla a součásti ventilů
• Trubkové armatury
• Výměníky tepla
• Ložiska
• Propelery.

Pro námořní aplikace splňují náročné specifikace Def Stan (Defence Standard) (dříve Naval Engineering Standard – NES) a jsou široce používány pro aplikace MOD.

Hliníkový bronz je díky své trvanlivosti a zlaté barvě atraktivní nabídkou pro architekty, například jako lité svislé zábradlí pro Sackler Crossing v Kew Gardens v Londýně. Pro tento projekt byla použita slitina CuAl8Fe3; balustrády byly vyleštěny na požadovanou povrchovou úpravu a na místě navoskovány.

Hliníkový bronz s niklem
Ze slitin hliníkového bronzu se nejčastěji používá skupina hliníkového bronzu s niklem. Tyto slitiny mají vysokou pevnost, odolnost proti korozi, opotřebení a zadírání a v průběhu času byly upraveny tak, aby se optimalizoval jejich výkon. Mohou poskytovat kombinaci vlastností, které nabízejí ekonomickou alternativu k jiným typům slitinových systémů, a jejich aplikace zahrnují ložiska podvozku v komerčních letadlech.

Publikace CDA Guide to Nickel Aluminium Bronze for Engineers nabízí praktický návod pro inženýry, kteří chtějí specifikovat, navrhovat nebo vyrábět součásti z nikl-hliníkového bronzu pro námořní, letecký a kosmický průmysl a další odvětví.

Kliknutím sem zobrazíte stránku publikace, kde jsou ke stažení jednotlivé části.

Kliknutím sem si ji stáhnete v plném znění.

Křemíkový bronz

Jedná se o slitinu mědi s 3 % křemíku a 1 % manganu. Má dobrou kombinaci pevnosti, tažnosti, odolnosti proti korozi a svařitelnosti. Používá se v architektuře, například:

• Dveřní kování
• Zábradlí
• Kostelní dveře
• Rámy oken
• Závěsy
• Stěnové vazby
• Upevňovací materiál pro námořní aplikace.

Slitina je pro svou zpracovatelnost, dlouhou životnost a atraktivní zlatavě bronzovou barvu velmi oblíbená u sochařů a kovotepců.

Křemíkový bronz se také hojně používá pro výrobu lodního kování a spojovacího materiálu, jako jsou šrouby, svorky, šrouby, matice, nýty a U-šrouby.

Manganový bronz a architektonický bronz

Podle složení jsou tyto slitiny mosazi, ale název „bronz“ získaly kvůli své barvě. Manganový bronz CuZn40Mn1Pb1 (CW720R) je mosaz používaná pro architektonické aplikace, kde mangan vede k vytvoření atraktivní čokoládově hnědé barvy.

Termín „architektonický bronz“ se někdy používá pro olovnatou hliníkovou mosaz CuZn41Pb1Al (CW620N), která díky hliníku získává atraktivní zlatý lesk. Stejně jako všechny mosazi v sobě tato slitina spojuje dlouhou životnost s estetickým dojmem, který se s časem zlepšuje a dodává každé budově pocit luxusu a prestiže, a to jak v interiéru, tak v exteriéru. Dodává se ve formě profilů a obdélníkových tyčí a používá se na okenní rámy, obklady, dveře a závěsy. Pro zachování vzhledu se obvykle dokončuje voskováním.