Ihminen on useiden vuosituhansien ajan kokeillut erilaisia metalleja ja saanut niistä yhä enemmän lujia metalliseoksia. Tätä varten käytettiin erilaisia kemiallisia alkuaineita. Pronssikausi on aikakausi, jolloin tinan ja kuparin seos (CuSn6) tuli suosituksi. Mikä tämä materiaali on ja miksi se oli niin suosittu?
Pronssikauden historia
Kiitos metallien, kuten kuparin ja tinan, käsittelyn parantumisesta vuonna 3000 eKr. pronssikausi alkoi. Sille on ominaista sellaisen seoksen, kuten pronssin, aktiivinen tuotanto, jota käytettiin työkalujen ja korujen valmistukseen.
Nykyaikaisessa metallurgisessa teollisuudessa käytetään kuparin ja tinan lisäksi materiaaleja, kuten alumiinia, fosforia, lyijyä ja sinkkiä. Itse nimi tulee persian sanasta "berenj", joka tarkoittaa "kuparia".
Tiedetään, että ensimmäinen pronssi valmistettiin Cu:sta ja arseenista ja sitä kutsuttiin arseeniksi. Myrkyllisyytensä vuoksi se kuitenkin erittäin nopeastimuutettu tinaksi. Ei ole yllättävää, että seppiä kuvattiin usein rumina ja silvottuina. Itse asiassa se oli. Pitkäaikainen kosketus arseenin kanssa vaikutti erittäin huonosti heidän kehoonsa. Tästä syystä kuparin ja tinan seosta kutsutaan pronssiksi, koska juuri näitä komponentteja siinä on useimmiten.
Pronssille ominaista
Me kaikki tiedämme, että kupari k altainen metalli on erittäin pehmeää, taipuisaa ja ehdottoman hauras. Samalla sillä on erittäin korkea sähkön- ja lämmönjohtavuus. Tinan ja kuparin seos on materiaali, joka ylittää merkittävästi näiden kemiallisten alkuaineiden ominaisuudet erikseen. Toisin sanoen pronssilla on korkea kovuus, lujuus, mutta samalla se on melko sulavaa.
Tämän seoksen löytämisellä oli suuri rooli metallurgisessa teollisuudessa. Huolimatta siitä, että myöhemmin keksittiin monia muita materiaaleja, se on nykyäänkin erittäin suosittu hyvien mekaanisten ominaisuuksiensa ansiosta.
Pronssin kyky vastustaa korroosiota
Yksi metalliseoksen tärkeimmistä ominaisuuksista on sen korroosionkestävyys. Tämä pätee erityisesti koostumuksiin, joissa on huomattava määrä mangaania ja piitä (yli 2 %).
On havaittu, että pronssilla on korkea korroosionkestävyys joutuessaan kosketuksiin veden (meri- ja makean veden), väkevien alkalien ja happojen, kevytmetallisulfaattien ja -kloridien sekä kuivien kaasujen (tinattomien pronssien) kanssa.
Tietenkin yleisestilejeeringin korroosioominaisuudet riippuvat seostetuista alkuaineista. Siten korkea lyijypitoisuus vähentää kykyä vastustaa korroosiota, kun taas nikkeli lisää tätä ominaisuutta.
Pronssityypit
Seoselementit, joita voi olla tämän seoksen koostumuksessa, voivat muuttaa merkittävästi sen ominaisuuksia, ja myös pronssin tyyppi riippuu niistä. Lisäksi tina voidaan korvata muilla elementeillä. Esimerkiksi BrAMTS-7-1 voidaan purkaa seuraavasti: 92 % kuparia, 7 % alumiinia, 1 % mangaania. Tämä pronssimerkki ei sisällä tinaa ja siksi sillä on korkea kestävyys vaihtelevaa kuormitusta vastaan. Siitä valmistetaan pultteja, ruuveja, muttereita ja osia hydrauliikkaasennuksiin.
Toinen esimerkki on BrO10S10-merkkinen tinavalimopronssi. Se sisältää jopa 83 % kuparia, 9 % tinaa, 8 % lyijyä ja enintään 0,1 % rautaa, piitä, fosforia ja alumiinia. Se on suunniteltu osiin, jotka toimivat korkeissa ominaispaineissa, kuten liukulaakereille.
Huolimatta siitä, että pronssi on tinan ja kuparin seos, joissain tapauksissa sellaista kemiallista alkuainetta kuten Sn ei käytetä. Toinen esimerkki tinattomasta pronssista on lämmönkestävä. Sen valmistukseen käytetään vain kuparia 98-99% ja kadmiumia 1-2%. Esimerkki on tuotemerkki BrKd1. Se on lämmönkestävää kadmiumpronssia, jolla on korkea lämmönkestävyys ja sähkönjohtavuus. Sitä voidaan käyttää vastushitsauskoneiden osien, sähkömoottoreiden keräilijöiden ja muiden korkeissa lämpötiloissa toimivien ja hyvää vaativien osien valmistukseen.johtavuus.
Toinen metalliseos, jota käytetään autojen laakerien ja holkkien tiivisteiden valmistukseen, on painekoneistettu tinapronssi. Kuparin ja tinan seos sisältää sellaisia seosaineita kuten lyijyä (4 %), sinkkiä (4 %), alumiinia (0,002 %), rautaa (0,005 %). Teräslaji on nimeltään BrOTsS4-4-4. Näiden kemiallisten alkuaineiden prosenttiosuuden ansiosta tämä seos voidaan käsitellä paineella ja leikkaamalla. Pronssin väri riippuu myös epäpuhtauksista. Joten mitä vähemmän kuparia seos sisältää, sitä vähemmän korostunut väri: yli 90% - punainen, jopa 80% - keltainen, alle 35% - harmaa-teräs.
Pronssityöstö
Kuten aiemmin mainittiin, tinan ja kuparin seos on melko kestävä materiaali. Sitä on vaikea teroittaa, leikata ja työstää paineella. Yleensä tämä on valumateriaali, jolla on alhainen kutistuminen - noin yksi prosentti. Ja huolimatta alhaisesta juoksevuudesta ja taipumuksesta segregaatioon, pronssia käytetään monimutkaisten kokoonpanojen tekemiseen. Art casting ei ole poikkeus.
Tinan ja kuparin seokseen lisätyt seosaineet parantavat sen ominaisuuksia ja alentavat hintaa. Esimerkiksi seostus lyijyn ja fosforin kanssa parantaa pronssin käsittelyä, kun taas sinkki lisää sen korroosionkestävyyttä. Tiettyjä tarkoituksia varten valmistetaan epämuodostuneita seoksia. Ne muuttavat helposti ulkonäköään kylmätaontaa käytettäessä.
Soveltamisala
Pronssin käyttö ei tietenkään menetä suosiotaan meidän aikanamme. Matkamuistotuotteita, koristeellisia sisustusesineitä, koristeita porteille ja porteille… Lisäksi metalliseosta käytetään varusteiden (kahvat, saranat, lukot) ja LVI-kalusteiden (hanat, liitososat, tiivisteet, hanat) valmistukseen. Teollisuusalueilla pronssilla on myös laajat käyttöalueet. Joten valuseosta käytetään laakerien, tiivisterenkaiden ja holkkien valmistukseen.
Pronssin laajaan käyttöön vaikuttavat erityisesti sen syövyttävät ominaisuudet. Tästä syystä sitä käytetään sellaisten mekanismien osien valmistukseen, jotka toimivat jatkuvassa kosketuksessa veden kanssa. Seoksen korkea elastisuus mahdollistaa jousien ja instrumenttien osien valmistamisen siitä.
pronssin sulatus
Tietenkin jokaisella lejeeringillä on hyvät ja huonot puolensa. Pronssi on seos, joka koostuu kuparista ja tinasta, ja siksi se sietää täydellisesti uudelleensulatusta. Sitä voidaan käyttää useita kertoja täysin eri tarkoituksiin. Toisa alta, jos pronssi sisältää suuren määrän epäpuhtauksia, kuten magnesiumia, piitä, alumiinia, mekaaniset ominaisuudet voivat heiketä uudelleensulatuksen aikana.
Tämä johtuu siitä, että pronssin ominaisuuksia parantavat seosaineet hapettuvat sulamisen aikana ja muodostavat tulenkestäviä oksideja, jotka sijaitsevat kidehilan rajoilla. Ne katkaisevat jyvien välisen siteen ja tekevät pronssista hauraamman.
Miten erottaa pronssi messingistä ja kuparista
Yksi yleisimmistä kysymyksistä on erotämä seos muista samank altaisista ulkonäöltään. Tietenkin teollisuudessa ja erityisten reagenssien avulla tämä on melko yksinkertaista. Mutta entä jos sinun on määritettävä materiaali kotona?
Aloitetaan siitä, että seos koostuu tinasta ja kuparista. Näiden aineiden massat prosentteina voivat olla erilaisia. Mitä enemmän kuparia, sitä kirkkaampi väri on, mutta seoksen tinapitoisuudesta johtuen se on suuruusluokkaa raskaampaa kuin esimerkiksi puhdas Cu.
Jos verrataan pronssia messingiin, jälkimmäinen on kellertävämpää. Kupari itsessään on erittäin sitkeää, mutta siihen perustuvat seokset ovat melko joustavia ja kovia. Voit myös määrittää lämmittämällä, mikä materiaali on edessäsi. Joten messingissä korkean lämpötilan vaikutuksesta sinkkioksidia vapautuu ja tuote saa tuhkaisen "plakin". Mutta pronssi ei muuta sen ominaisuuksia kuumennettaessa.
Taideteokset
Melko usein löydät erilaisia pronssisia hahmoja ja hahmoja. Monet taideteokset luotiin muinaisina aikoina ja keskiajalla.
Kuparia ja tinaa sisältäviä seoksia käytetään:
- Aidat ja portit, jotka eivät ole vain uskomattoman kauniita, vaan myös kestäviä.
- Portaiden rakenteiden elementit.
- Muistomuistoja ja veistoksellisia sävellyksiä.
- Koristeelliset valaisimet: lamput ja kattokruunut.
- Sisustuskohteita.
Jotta kusettaa tarpeellistakoostumus, luo erityinen malli puusta, kipsistä tai polymeerimateriaaleista - niin sanottu muovaus. Tämän hahmon ontelot täytetään savella ja poistetaan valun jälkeen. Valmistuksen jälkeen pinta voidaan pinnoittaa kullalla, nikkelillä, kromilla tai hopealla.
On erittäin tärkeää huomata, että taideteosten valmistukseen käytetään yleensä tinan ja kuparin seosta ilman seosaineita. Tämä johtuu siitä, että mitä enemmän tällaisia komponentteja pronssissa on, sitä suurempi on sen kutistuminen, mikä vaikuttaa negatiivisesti tuotteen laatuun ja muotoon.
