Bronce de estaño y bronce de fósforo
Estas aleaciones de cobre y estaño fueron las primeras aleaciones metálicas desarrolladas por la humanidad, hace unos cuatro mil años, y se utilizaron para monedas, armas, herramientas, joyas y adornos. Revolucionaron la forma de vida del hombre, lo que llevó a los arqueólogos a denominar este periodo como la Edad de Bronce.
En los tiempos modernos se han desarrollado bronces forjados con un 4-8% de estaño que son más duros, fuertes y rígidos que los latones forjados y, en forma de tiras y alambres, se producen con una combinación de alto límite elástico y buena resistencia a la corrosión. La adición de pequeñas cantidades (0,01-0,45%) de fósforo aumenta la dureza, la resistencia a la fatiga y la resistencia al desgaste, lo que hace que se utilicen en aplicaciones como muelles, fuelles, tubos flexibles, sujetadores, fijaciones de mampostería, ejes, husillos de válvulas, engranajes y cojinetes.
Los elementos de aleación con el cobre, en este caso el estaño y el fósforo, pueden dar lugar a una menor conductividad eléctrica en comparación con el cobre puro. El bronce fosforado más utilizado para fines eléctricos contiene un 0,2% de fósforo y un 5% de estaño y tiene una conductividad eléctrica del 15% IACS (el cobre es 100% IACS). Sin embargo, la combinación de un alto límite elástico, que proporciona una buena fuerza de contacto, y una buena resistencia a la corrosión hacen que este bronce sea ideal para una amplia gama de pequeños conectores eléctricos, interruptores, muelles conductores de corriente y barras de rotor. Estas propiedades se mantienen a altas temperaturas de funcionamiento.
Los bronces fosforados con plomo (3-4% de plomo) combinan las propiedades anteriores con una excelente maquinabilidad y una importante autolubricación, autoasentamiento y alineación en aplicaciones de rodamientos y una excelente resistencia al agarrotamiento. Las aplicaciones incluyen arandelas de empuje, casquillos de cojinetes, levas, placas de embrague, sujetadores mecanizados intrincados y otras piezas torneadas, piezas de relojes e instrumentos, engranajes, piñones, husillos de bombas y válvulas y componentes grabados.
Los bronces fosforados con mayor contenido de estaño están disponibles en todas las formas de fundición comunes. Tienen hasta un 13% de estaño y un 2,5% de plomo (para la maquinabilidad) y níquel (para la resistencia y la dureza) y se utilizan ampliamente para cojinetes y engranajes.
Metal para campanas
Un bronce fosforado con un 20 a 24% de estaño se ha utilizado durante siglos para la fundición en arena de campanas de todo tipo, como campanas de iglesias, campanas de mano y campanas de barcos. Las campanas se mecanizan y pulen cuidadosamente para obtener las notas exactas requeridas. En la atmósfera, las campanas se patinan lentamente, lo que protege la superficie de una mayor corrosión, dando lugar a una vida útil muy larga.
Bronce de aluminio
Son aleaciones de cobre con un 5-12% de aluminio, algunas con adiciones de hierro, níquel, manganeso y silicio, disponibles en forma de fundición y forjado. Son más fuertes que los latones o los bronces al estaño y tienen una mayor resistencia a la corrosión gracias a una película protectora de alúmina (Al2O3) dura y adherente. Tienen un atractivo color dorado, que se empaña muy poco con el tiempo. El principal uso de los bronces de aluminio es en aplicaciones de agua de mar, como:
- Sujetadores
- Bombas y componentes de válvulas
- Accesorios de tuberías
- Intercambiadores de calor
- Rodamientos
- Helices.
Para aplicaciones marinas cumplen con las exigentes especificaciones Def Stan (Norma de Defensa) (anteriormente Norma de Ingeniería Naval – NES), y se utilizan ampliamente para aplicaciones del Ministerio de Defensa.
La durabilidad y el color dorado hacen que el bronce del aluminio sea una propuesta atractiva para los arquitectos, por ejemplo, como balaustradas verticales fundidas para el Sackler Crossing en Kew Gardens, Londres. La aleación utilizada para este proyecto fue CuAl8Fe3; las balaustradas se pulieron hasta conseguir el acabado deseado y se enceraron in situ.
Bronce de aluminio y níquel
De las aleaciones de bronce de aluminio, el grupo de bronce de aluminio y níquel es el más utilizado. Estas aleaciones tienen una gran resistencia a la corrosión, al desgaste y a la corrosión por frotamiento y han sido adaptadas a lo largo del tiempo para optimizar su rendimiento. Pueden proporcionar una combinación de propiedades que ofrecen una alternativa económica a otros tipos de sistemas de aleación, y sus aplicaciones incluyen los cojinetes del tren de aterrizaje de los aviones comerciales.
La publicación del CDA Guide to Nickel Aluminium Bronze for Engineers (Guía de bronce de níquel y aluminio para ingenieros) ofrece una guía práctica para los ingenieros que deseen especificar, diseñar o producir componentes de bronce de níquel y aluminio para los sectores marino, aeroespacial y otros.
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Bronce al silicio
Es una aleación de cobre con un 3% de silicio y un 1% de manganeso. Tiene una buena combinación de fuerza, ductilidad, resistencia a la corrosión y soldabilidad. Se utiliza en aplicaciones arquitectónicas como:
- Accesorios de puertas
- Railings
- Puertas de iglesias
- Marcos de ventanas
- Bisagras
- Amortiguadores de pared
- Material de sujeción para aplicaciones marinas.
La aleación es una de las favoritas de los escultores y metalistas por su facilidad de trabajo, su longevidad y su atractivo color bronce dorado.
El bronce al silicio también se utiliza ampliamente para la ferretería y los elementos de fijación marinos, como pernos, abrazaderas, tornillos, tuercas, remaches y pernos en U.
Bronce al manganeso y bronce arquitectónico
Por su composición, estas aleaciones son latones pero han recibido el nombre de «bronce» debido a sus colores. El bronce al manganeso CuZn40Mn1Pb1 (CW720R) es un latón utilizado para aplicaciones arquitectónicas en las que el manganeso da lugar a la formación de un atractivo color marrón chocolate.
El término «bronce arquitectónico» se aplica a veces a un latón de aluminio con plomo CuZn41Pb1Al (CW620N) que, debido al aluminio, desarrolla un atractivo brillo dorado. Como todos los latones, esta aleación combina la longevidad con un atractivo estético que mejora con el tiempo y da una sensación de lujo y prestigio a cualquier edificio, tanto en el interior como en el exterior. Está disponible en forma de perfiles y barras rectangulares y se utiliza en marcos de ventanas, revestimientos, puertas y muros cortina. Suele acabarse con cera para mantener su aspecto.
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