bronzok

ónbronz és foszforbronz

A réz és az ón ötvözetei voltak az első fémötvözetek, amelyeket az emberiség mintegy négyezer évvel ezelőtt kifejlesztett, és érmék, fegyverek, szerszámok, ékszerek és díszek készítésére használták. Forradalmasították az ember életmódját, ami miatt a régészek ezt az időszakot bronzkornak nevezték el.

A modern korban 4-8% óntartalmú kovácsolt bronzokat fejlesztettek ki, amelyek keményebbek, erősebbek és merevebbek, mint a kovácsolt sárgarézek, és szalag és huzal formájában a nagy folyáshatár és a jó korrózióállóság kombinációjával készülnek. Kis mennyiségű (0,01-0,45%) foszfor hozzáadása növeli a keménységet, a fáradásállóságot és a kopásállóságot, ami miatt olyan alkalmazásokban használják őket, mint a rugók, fújtatók, rugalmas csövek, kötőelemek, kőműves rögzítések, tengelyek, szeleptengelyek, fogaskerekek és csapágyak.

A rézzel ötvözött elemek, jelen esetben az ón és a foszfor, a tiszta rézhez képest alacsonyabb elektromos vezetőképességet eredményezhetnek. Az elektromos célokra legszélesebb körben használt foszforbronz 0,2% foszfort és 5% ónt tartalmaz, és elektromos vezetőképessége 15% IACS (a réz 100% IACS). A nagy folyáshatár, amely jó érintkezési erőt biztosít, és a jó korrózióállóság kombinációja azonban ideálissá teszi ezt a bronzot a kisméretű elektromos csatlakozók, kapcsolók, áramvezető rugók és forgórudak széles köréhez. Ezek a tulajdonságok magas üzemi hőmérsékleten is megmaradnak.

A megmunkált ólmozott foszforbronzok (3-4% ólom) a fenti tulajdonságokat kiváló megmunkálhatósággal és jelentős önkenéssel, önüléssel és igazodással ötvözik csapágyazási alkalmazásokban, valamint kiválóan ellenállnak a lefoglalásnak. Alkalmazási területei közé tartoznak a nyomólemezek, csapágyperselyek, bütykök, kuplungtárcsák, bonyolult megmunkálású kötőelemek és egyéb esztergált alkatrészek, óra- és műszeralkatrészek, fogaskerekek, fogaskerekek, fogaskerekek, szivattyú- és szeleptengelyek és gravírozott alkatrészek.

A magasabb óntartalmú foszforbronzok az összes szokásos öntött formában kaphatók. Ezek akár 13% ónt és 2,5% ólmot (a megmunkálhatóság érdekében) és nikkelt (a szilárdság és keménység érdekében) tartalmaznak, és széles körben használják őket csapágyakhoz és fogaskerekekhez.

Harangfém
A 20-24% óntartalmú foszforbronzot évszázadok óta használják mindenféle típusú harangok, például templomi harangok, kézi harangok és hajóharangok homoköntésére. A harangokat gondosan megmunkálják és polírozzák, hogy pontosan a kívánt hangot adják. A légkörben a harangok lassan patinásodnak, ami megvédi a felületet a további korróziótól, ami nagyon hosszú élettartamot eredményez.

Alumíniumbronz

Ezek a réz 5-12% alumíniummal ötvözött ötvözetei, némelyikben vas, nikkel, mangán és szilícium hozzáadásával, öntött és kovácsolt formában kaphatók. Erősebbek, mint a sárgaréz vagy az ónbronz, és a kemény, tapadó, védő timföldréteg (Al2O3) miatt jobb korrózióállósággal rendelkeznek. Vonzó aranyszínűek, és az idő múlásával nagyon kevéssé mattulnak. Az alumíniumbronzok fő felhasználási területe a tengervizes alkalmazások, mint például:

• Rögzítők
• szivattyúk és szelepalkatrészek
• csőszerelvények
• hőcserélők
• csapágyak
• propellerek.

A tengerészeti alkalmazásokban megfelelnek a szigorú Def Stan (Defence Standard) előírásoknak (korábban Naval Engineering Standard – NES), és széles körben használják a MOD alkalmazásaiban.

A tartósság és az arany szín teszi vonzóvá az alumíniumbronzot az építészek számára, például a londoni Kew Gardensben található Sackler Crossing öntött függőleges korlátjaként. Az ehhez a projekthez használt ötvözet CuAl8Fe3 volt; a korlátokat a kívánt felületre csiszolták és a helyszínen viaszolták.

Nikkel-alumíniumbronz
Az alumíniumbronz ötvözetek közül a nikkel-alumíniumbronz csoport a legelterjedtebb. Ezek az ötvözetek nagy szilárdsággal, korrózió-, kopás- és kopásállósággal rendelkeznek, és az idők során a teljesítmény optimalizálása érdekében alakították ki őket. Olyan tulajdonságok kombinációját nyújthatják, amelyek gazdaságos alternatívát kínálnak más típusú ötvözetrendszerekkel szemben, és alkalmazásaik közé tartoznak a kereskedelmi repülőgépek futóműcsapágyai.

A CDA kiadványa Guide to Nickel Aluminium Bronze for Engineers gyakorlati útmutatást nyújt azoknak a mérnököknek, akik nikkel-alumíniumbronz alkatrészeket kívánnak meghatározni, tervezni vagy gyártani a tengerészet, a repülőgépipar és más ágazatok számára.

Kattintson ide a kiadvány oldalának megtekintéséhez, az egyes részek letölthetők.

Kattintson ide a teljes kiadvány letöltéséhez.

Szilíciumbronz

Ez a réz 3% szilíciumot és 1% mangánt tartalmazó ötvözete. A szilárdság, a képlékenység, a korrózióállóság és a hegeszthetőség jó kombinációjával rendelkezik. Olyan építészeti alkalmazásokban használják, mint:

• Ajtószerelvények
• Korlátok
• Templomi ajtók
• Ablakkeretek
• Pántok
• Falcsatlakozók
• Feszítőanyag tengeri alkalmazásokhoz.

Az ötvözet megmunkálhatósága, hosszú élettartama és vonzó aranybronz színe miatt a szobrászok és a fémkovácsok nagy kedvence.

A szilíciumbronzot széles körben használják tengerészeti vasalatok és kötőelemek, például csavarok, bilincsek, csavarok, anyák, szegecsek és U-csavarok készítéséhez is.

Mangánbronz és építészeti bronz

Összetételüket tekintve ezek az ötvözetek sárgarézek, de a “bronz” nevet a színük miatt vették fel. A mangánbronz CuZn40Mn1Pb1 (CW720R) egy építészeti alkalmazásokhoz használt sárgaréz, ahol a mangán vonzó csokoládébarna szín kialakulásához vezet.

Az “építészeti bronz” kifejezést néha az ólmozott alumínium sárgarézre CuZn41Pb1Al (CW620N) alkalmazzák, amely az alumíniumnak köszönhetően vonzó aranyszínű fényt fejleszt. Mint minden sárgaréz, ez az ötvözet is ötvözi a hosszú élettartamot az esztétikai vonzerővel, amely az idő múlásával javul, és a luxus és a presztízs érzetét kelti bármely épületben, kívül és belül egyaránt. Profilok és téglalap alakú rudak formájában kapható, és ablakkeretekhez, burkolatokhoz, ajtókhoz és függönyfalakhoz használják. A megjelenés megőrzése érdekében általában viaszolással fejezik be.