Классификация и маркировка бронзы – все, что необходимо знать!

1 Технология получения и применение бронзы

Отлив бронзы производится в специальных печах путем сплавления меди и различных легирующих компонентов. Основной процесс плавки происходит под слоем древесного угля. Таким образом, сначала в индукционную или тигельную печь опускается древесный уголь или флюс, их разогревают до определенной температуры. Плавление меди происходит при температуре 1150-1170 градусов. После чего в печь добавляется фосфористая медь, которая улучшает текучесть основного сплава с легирующими элементами. Для удаления шлака с поверхности получаемого материала, как правило, добавляется небольшое количество кварцевого песка.

Отлив бронзы в специальной печи

Готовность сплава определяют путем технологических проб на излом. Материал различается по формам и обрабатывается методом прокатки или прессовки. В результате получается бронзовый лист, лента, втулка, прутки, арматура и другие детали металлопроката. При изготовлении алюминиевого сплава добавления фосфористой меди не происходит. Сам процесс плавления происходит на максимальном пределе температур, который не должен подниматься выше 1200 градусов. В случае перегрева велик риск получить бракованный материал. Для улучшения свойств в процессе ее получения также вводится небольшое количество тугоплавких металлов, их структура придает прочность.

В зависимости от типа и своих свойств бронзовые сплавы применяются в различных отраслях промышленности. Детали из бронзового сплава применяются в авиационном, корабельном и автомобильном строении, из них делают трубопроводы, элементы трения и скольжения в конструкциях, электротехнические детали, подшипники, втулки, трубы и др. Благодаря высокой антикоррозийной стойкости и стойкости к климатическим изменениям, медь в виде бронзовых сплавов применяется для изготовления памятников, колонн и других декоративных элементов в различных конструкциях.

2 Основная классификация и свойства сплавов

Бронза на основе меди и олова – это вид металлического сплава, известный с древнейших времен. Именно из нее изготавливалось большинство материалов и инструментов для быта и деятельности в древние времена. В соответствии с нормами ГОСТа материал бывает двух видов.

Первый вид – это оловянистая бронза (плотность 880 кг/м3, температура плавления 1170 градусов). Основной легирующий элемент – олово, в определенном процентном соотношении такие сплавы также могут содержать свинец, фосфор, алюминий, марганец и другие элементы. Например, цинк и фосфор добавляются в бронзовый сплав для уменьшения конечной стоимости материала, а свинец способствует улучшению свойств металлического сплава к шлифовке и другим видам обработки. Оловянистая бронза обладает большей прочностью, легкоплавкостью и упругими свойствами. Олово и дополнительные металлы или компоненты сплава также придают дополнительные антифрикционные и механические свойства.

Второй вид – безоловянная бронза. Сплав с добавлением никеля, хрома, марганца, алюминия и других материалов без содержания в составе олова. Менее прочный и различный по характеристикам скольжения, но также распространенный вариант медного сплава, который применяется в большинстве отраслей современной промышленности.

Сплав с оловом (оловянистая бронза), как с основным легирующим элементом, обладает более высокой прочностью, коррозионной, антифрикционной стойкостью, и не деформируется при изменении климатических условий (температура, влажность воздуха и пр.).

Оловянистая бронза

В зависимости от процентного соотношения в составе легирующих элементов цвет бронзового сплава может меняться – от белого и черного до золотистых и блестящих оттенков.

Помимо этого, классификация сплавов отличается и по свойствам. Наиболее распространено применение алюминиевой, бериллиевой и свинцовой бронзы.

Марки алюминиевой бронзы по ГОСТу: БрА5, БрА7, БрАМц9-2, БрАМц9-4 и др. Плотность бронзы до 8500 кг/м3. Основной легирующий материал – алюминий, от 6 до 11 процентов в составе сплава. Такой материал обладает высокой прочностью и антикоррозийной устойчивостью, легко поддается различным видам механической обработки (например, сварке аргоном). Как правило, она применяется при изготовлении различных технических деталей и оборудования (подшипников, винтов скольжения, втулок, мембран, частей двигателя и т. д.). Также широко алюминиевая бронза распространена в химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Иногда такой сплав называют золотой бронзой из-за характерного золотистого оттенка.

Маркировка бериллиевой (черной) бронзы согласно нормам ГОСТа, в зависимости от процентного содержания бериллия: БрБ2, БрБ3 и др. Как правило, норма содержания бериллия составляет от 0,8 до 2,5 %. Благодаря специальной термической обработке при производстве такой сплав обладает повышенной прочностью. Сплав широко распространен в приборостроении, электротехнической и автомобильной промышленности (изготовление подшипников. различных электросхем, ЭБУ и т. д.).

Марки свинцовой бронзы по ГОСТу: БрСЗО, БрСЗО2 и др. Высокопрочный материал с высокой степенью теплопроводности. Применяется для изготовления сложных деталей, например, вкладышей подшипников скольжения, втулок, которые предназначены для работы при высоком давлении и нагрузках. Чаще всего детали с высоким содержанием свинца (от 27 процентов) можно встретить в механизмах, которые работают в условиях постоянного трения и скольжения.

3 Латунь – основные характеристики, маркировка и отрасли применения

Латунь – это сплав меди и цинка, процентное содержание которого варьируется в пределах, допустимых ГОСТом, и может составлять от 5 до 45 %. Цинк в данном случае является не легирующим, а основным элементом сплава. Латунь – один из самых распространенных типов медного сплава и также подразделяется на несколько видов, которые различаются между собой процентным содержанием цинка как легирующего элемента. Латунь может быть нескольких цветов (желтая, красная, золотая и т. д.) и бывает двухкомпонентной или многокомпонентной (специальной). Маркировка простой латуни, ее классификация по ГОСТу обозначается заглавной буквой "Л" + цифрой, указывающий на процентное содержание цинка. Как правило, из простой двухкомпонентной латуни делают трубки, ленты, проволоку, подшипники скольжения или листы.

Сплав меди и цинка

Многокомпонентная латунь встречается еще чаще. Маркировка – буква Л + заглавные буквы легирующих компонентов и процентные цифры. Специальная латунь, как и различные виды бронзы, применяются для изготовления различных промышленных и бытовых деталей (подшипников скольжения, втулок и др.). Кроме того, латунь такого типа широко применяется и в ювелирном производстве, как и белая бронза. Некоторые марки латуни используются и в пищевой промышленности (пищевая латунь). Томпак (марка латуни с не более чем 0,2 % примесей) широко применяется для изготовления значков, медалей и других художественных изделий. Отличия латуни от бронзы в первую очередь заключается в антифрикционных и прочностных характеристиках.