Բրոնզը պղնձի հիմքով համաձուլվածք է: Օժանդակ մետաղներ կարող են լինել նիկելը, ցինկը, անագը, ալյումինը և այլն։ Այս հոդվածում մենք կքննարկենք տեսակները, տեխնոլոգիական առանձնահատկությունները, քիմիական: բրոնզի կազմը, ինչպես նաև դրա պատրաստման եղանակները։
Դասակարգում
1. Ըստ քիմիական բաղադրության՝ այս մետաղը սովորաբար բաժանվում է երկու խմբի. Առաջինը թիթեղյա բրոնզներն են։ Դրանցում անագը համաձուլման հիմնական տարրն է։ Երկրորդը անթագ է։ Այս մասին ավելի մանրամասն կխոսենք ստորև։
2. Ըստ բրոնզի տեխնոլոգիական առանձնահատկությունների՝ ընդունված է այն բաժանել դեֆորմացվողի և ձուլման։ Առաջինները լավ մշակվում են ճնշման տակ: Վերջիններս օգտագործվում են ձևավորված ձուլման համար։
Այս մետաղը, համեմատած արույրի հետ, ունի շատ ավելի լավ հակաշփման, մեխանիկական հատկություններ, ինչպես նաև կոռոզիոն դիմադրություն: Իրականում բրոնզը պղնձի և անագի համաձուլվածք է (որպես հիմնական օժանդակ տարր)։ Նիկելը և ցինկը այստեղ համաձուլման հիմնական տարրերը չեն, դրա համար օգտագործվում են այնպիսի բաղադրիչներ, ինչպիսիք են ալյումինը, անագը, մանգանը, սիլիցիումը, կապարը, երկաթը, բերիլիումը, քրոմը, ֆոսֆորը, մագնեզիումը, ցիրկոնիումը և այլն։
Անագ բրոնզներ. ձուլարան
Եկեք պարզենք, թե ինչ է նման մետաղը: Անագ բրոնզը (ներքևում գտնվող լուսանկարը ցույց է տալիս ձուլված մասերը) համաձուլվածք է, որն ավելի ցածր հեղուկություն ունի, քան մյուս տեսակները: Այնուամենայնիվ, այն ունի աննշան ծավալային նեղացում, ինչը հնարավորություն է տալիս ստանալ ձևավորված բրոնզե ձուլվածքներ: Այս հատկությունները որոշում են բրոնզի ակտիվ օգտագործումը հակաշփման մասերի ձուլման մեջ: Նաև դիտարկվող համաձուլվածքն օգտագործվում է ջրային միջավայրում (ներառյալ ծովի ջուրը) կամ ջրի գոլորշիներում, յուղերում և բարձր ճնշման տակ աշխատելու համար նախատեսված կցամասերի արտադրության մեջ: Կան նաև, այսպես կոչված, ոչ ստանդարտ ձուլման բրոնզներ՝ պատասխանատու նպատակներով։ Օգտագործվում են առանցքակալների, շարժակների, թփերի, պոմպերի մասերի, կնքման օղակների արտադրության մեջ։ Այս մասերը նախատեսված են բարձր ճնշման, բարձր արագությունների և ցածր բեռների տակ աշխատելու համար:
Կապար բրոնզներ
Ձուլման անագի համաձուլվածքների այս ենթատեսակն օգտագործվում է առանցքակալների, կնիքների և ձևավորված ձուլվածքների արտադրության մեջ: Նման բրոնզերը բնութագրվում են ցածր մեխանիկական հատկություններով, ինչի արդյունքում առանցքակալների և թփերի արտադրության գործընթացում դրանք պարզապես կիրառվում են պողպատե հիմքի վրա շատ բարակ շերտի տեսքով: Անագի բարձր պարունակությամբ համաձուլվածքներն ունեն ավելի բարձր մեխանիկական հատկություններ։ Հետևաբար, դրանք կարող են օգտագործվել առանց պողպատե հիմքի:
անագե բրոնզներ՝ դեֆորմացվող
Ճնշմամբ մշակված համաձուլվածքները սովորաբար բաժանվում են հետևյալ խմբերի.անագ-ֆոսֆոր, անագ-ցինկ և անագ-ցինկ-կապար: Նրանք գտել են իրենց կիրառությունը ցանքաթուղու և թղթի արդյունաբերության մեջ (դրանցից ցանցեր են պատրաստում) և մեքենաշինության մեջ (աղբյուրների, առանցքակալների և մեքենաների մասերի արտադրություն)։ Բացի այդ, այս նյութերն օգտագործվում են բիմետալիկ արտադրանքների, ձողերի, ժապավենների, ժապավենների, շարժակների, շարժակների, թփերի և միջնապատերի արտադրության մեջ՝ բարձր բեռնված մեքենաների, գործիքավորման խողովակների, ճնշման աղբյուրների համար: Էլեկտրատեխնիկայում բրոնզի (կռած) լայն կիրառումը պայմանավորված է նրա գերազանց մեխանիկական հատկություններով (էլեկտրական բարձր բնութագրերի հետ մեկտեղ)։ Օգտագործվում է հոսանքատար աղբյուրների, խրոցակների միակցիչների, կոնտակտների արտադրության մեջ։ Քիմիական արդյունաբերության մեջ թիթեղյա բրոնզերն օգտագործվում են զսպանակային մետաղալարեր արտադրելու համար, ճշգրիտ մեխանիկայում՝ կցամասեր, թղթի արդյունաբերությունում՝ քերիչ, ավտոմոբիլային և տրակտորային արդյունաբերությունում՝ թփեր և առանցքակալներ։
Այս համաձուլվածքները կարող են մատակարարվել լրացուցիչ կոշտ, կոշտ, կիսակոշտ և փափուկ (կռած) վիճակում: Թիթեղյա բրոնզները սովորաբար մշակվում են սառը (գլորված կամ գծված): Տաք մետաղը միայն սեղմված է: Ճնշման տակ բրոնզը հիանալի կերպով մշակվում է ինչպես սառը, այնպես էլ տաք:
Բերիլիում բրոնզ
Սա խառնուրդ է, որը պատկանում է տեղումների կարծրացնող մետաղների խմբին։ Այն ունի բարձր մեխանիկական, ֆիզիկական և առաձգական հատկություններ: Բերիլիումի բրոնզն ունի ջերմակայունության բարձր մակարդակ, կոռոզիոն դիմադրություն և ցիկլային ուժ: Այն դիմացկուն է ցածրջերմաստիճանը, չի մագնիսանում և հարվածելիս կայծեր չի տալիս։ Բերիլիումի բրոնզների կարծրացումն իրականացվում է 750-790 աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանում։ Կոբալտի, երկաթի և նիկելի ավելացումը նպաստում է ջերմային մշակման ժամանակ փուլային փոխակերպումների արագության դանդաղեցմանը, ինչը մեծապես նպաստում է ծերացման և կարծրացման տեխնոլոգիային: Բացի այդ, նիկելի ավելացումը նպաստում է վերաբյուրեղացման ջերմաստիճանի բարձրացմանը, և մանգանը կարող է փոխարինել, թեև ոչ ամբողջությամբ, թանկարժեք բերիլիումին: Բրոնզի վերը նշված բնութագրերը հնարավորություն են տալիս օգտագործել այս խառնուրդը ժամացույցների արդյունաբերության մեջ զսպանակների, զսպանակների մասերի և թաղանթների արտադրության մեջ:
Պղնձի և մանգանի համաձուլվածք
Այս բրոնզն ունի հատուկ բարձր մեխանիկական հատկություններ: Այն մշակվում է ճնշումով, ինչպես սառը, այնպես էլ տաք։ Այս մետաղը բնութագրվում է բարձր ջերմակայունությամբ, ինչպես նաև կոռոզիայից դիմադրությամբ: Պղնձի համաձուլվածքը մանգանի ավելացումով լայն կիրառություն է գտել վառարանների կցամասերում:
Սիլիկոնային բրոնզ
Սա նիկել, ավելի քիչ հաճախ՝ մանգան պարունակող համաձուլվածք է: Նման մետաղը բնութագրվում է գերբարձր մեխանիկական, հակաշփման և առաձգական հատկություններով: Միևնույն ժամանակ, սիլիցիումային բրոնզը չի կորցնում իր պլաստիկությունը ցածր ջերմաստիճանում: Համաձուլվածքը լավ զոդված է, մշակվում է ճնշման տակ ինչպես բարձր, այնպես էլ ցածր ջերմաստիճաններում: Մետաղը մագնիսացված չէ, հարվածի ժամանակ չի կայծում: Սա բացատրում է բրոնզի (սիլիկոնի) լայն կիրառումը ծովային նավաշինության մեջ հակաշփման մասերի, առանցքակալների, զսպանակների,վանդակաճաղեր, գոլորշիացուցիչներ, ցանցեր և ուղղորդող թփեր:
Ձուլում անագ համաձուլվածքներ
Բրոնզի այս տեսակը բնութագրվում է լավ կոռոզիայից, հակաշփման հատկություններով, ինչպես նաև բարձր ամրությամբ: Դրանք օգտագործվում են մասերի արտադրության համար, որոնք շահագործվում են հատկապես դժվարին պայմաններում: Դրանք ներառում են շարժակներ, փականներ, թփեր, շարժակներ հզոր տուրբինների և ամբարձիչների համար, ճիճուներ, որոնք աշխատում են պողպատե կոշտ մասերի հետ միասին, առանցքակալներ, որոնք գործում են բարձր ճնշման և հարվածային բեռների տակ:
Ինչպես պատրաստել բրոնզ?
Այս մետաղի արտադրությունը պետք է իրականացվի հատուկ վառարաններում, որոնք օգտագործվում են պղնձի համաձուլվածքների հալման համար։ Բրոնզե լիցքը կարող է պատրաստվել թարմ մետաղներից կամ երկրորդական թափոնների ավելացումով: Հալման գործընթացը սովորաբար իրականացվում է հոսքի կամ փայտածուխի շերտի տակ:
Թարմ մետաղների լիցքավորման գործընթացը տեղի է ունենում որոշակի հաջորդականությամբ: Նախ, անհրաժեշտ քանակությամբ հոսքը կամ փայտածուխը բեռնվում է բարձր ջեռուցվող վառարանի մեջ: Այնուհետև այնտեղ տեղադրվում է պղինձ: Սպասելուց հետո, որ այն հալվի, տաքացման ջերմաստիճանը բարձրացրեք մինչև 1170 աստիճան։ Դրանից հետո հալոցը պետք է օքսիդազերծվի, որի համար ավելացվում է ֆոսֆորային պղինձ։ Այս գործընթացը կարող է իրականացվել երկու փուլով՝ անմիջապես վառարանում, իսկ հետո՝ շերեփի մեջ։ Այս դեպքում հավելումը ներմուծվում է հավասար համամասնությամբ: Այնուհետև հալոցքին ավելացվում են մինչև 120 աստիճան տաքացվող համաձուլվածքային տարրեր։ Հրակայուն բաղադրիչները պետք է ներմուծվեն կապանների տեսքով: Հետագա հալած բրոնզ (լուսանկար,ստորև, ցույց է տալիս հալման գործընթացը) խառնում են այնքան ժամանակ, մինչև բոլոր ավելացված նյութերը լիովին լուծվեն և տաքացվեն մինչև ցանկալի ջերմաստիճանը: Ստացված համաձուլվածքը վառարանից դուրս հանելիս, լցնելուց առաջ այն պետք է վերջնականապես օքսիդացվի ֆոսֆորային պղնձի մնացորդով (50%)։ Սա արվում է բրոնզը օքսիդներից ազատելու և հալվածության հեղուկությունը մեծացնելու համար:
Հալում վերամշակված նյութերից
Վերամշակված մետաղներից և թափոններից բրոնզ պատրաստելու համար հալումը պետք է կատարվի հետևյալ հաջորդականությամբ. Նախ, պղինձը հալեցնում և օքսիդազերծվում է ֆոսֆորի հավելումներով: Այնուհետեւ շրջանառվող նյութերը ավելացվում են հալվածքին։ Դրանից հետո մետաղներն ամբողջությամբ հալեցնում են, և համաձուլվածքային տարրերը ներմուծվում են համապատասխան հաջորդականությամբ։ Այն դեպքում, երբ լիցքը բաղկացած է փոքր քանակությամբ մաքուր պղնձից, անհրաժեշտ է նախ հալեցնել շրջանառվող մետաղները, ապա ավելացնել պղինձ և համաձուլվածքային տարրեր։ Հալումն իրականացվում է հոսքի կամ ածուխի շերտի տակ։
Խառնուրդը հալեցնելուց և անհրաժեշտ ջերմաստիճանին տաքացնելուց հետո կատարվում է խառնուրդի վերջնական դեօքսիդացում ֆոսֆորային պղնձով։ Հաջորդը, հալվածը ծածկված է վերևում կալցինացված ածուխով կամ չորացրած հոսքով: Վերջինիս սպառումը կազմում է մետաղի զանգվածային 2-3 տոկոսը։ Տաքացվող հալոցը պահում են 20-30 րոպե, պարբերաբար խառնում, ապա առանձնացված խարամը հանում են դրա մակերեսից։ Ամեն ինչ, բրոնզը պատրաստ է ձուլման։ Խարամի ավելի լավ հեռացման համար շերեփին կարելի է ավելացնել քվարցային ավազ, որը հաստացնում է այն։ Որոշելու համար, թե արդյոք բրոնզը պատրաստ է ձուլման համար, հատուկտեխնոլոգիական փորձարկում. Նման նմուշի կոտրվածքը պետք է լինի միատեսակ և մաքուր։
Ալյումին Բրոնզ
Պղնձի և ալյումինի համաձուլվածք է որպես համաձուլվածքային տարր։ Այս մետաղի հալման գործընթացը զգալիորեն տարբերվում է վերը նշվածից, ինչը բացատրվում է օժանդակ բաղադրիչի քիմիական բնութագրերով։ Մտածեք, թե ինչպես կարելի է բրոնզ պատրաստել՝ օգտագործելով ալյումինե համաձուլվածքի բաղադրիչները: Լիցքավորման մեջ վերամշակված նյութերի օգտագործմամբ համաձուլվածքների այս տեսակի արտադրության մեջ ֆոսֆորի բաղադրիչներով դօքսիդացման գործողությունը չի օգտագործվում: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ֆոսֆորը բնութագրվում է թթվածնի մոլեկուլների նկատմամբ ավելի ցածր մերձեցմամբ, քան ալյումինը: Պետք է նաև տեղյակ լինել, որ այս տեսակի բրոնզը շատ զգայուն է գերտաքացման նկատմամբ, ուստի ջերմաստիճանը չպետք է գերազանցի 1200 աստիճանը։ Գերտաքացած վիճակում ալյումինը օքսիդացված է, իսկ բրոնզե համաձուլվածքը հագեցած է գազերով։ Բացի այդ, այս տեսակի բրոնզի հալման ժամանակ առաջացած օքսիդը չի կրճատվում դեօքսիդացնող նյութերի ավելացումով, և շատ դժվար է այն հեռացնել հալոցքից: Օքսիդային թաղանթն ունի շատ բարձր հալման կետ, ինչը զգալիորեն նվազեցնում է բրոնզի հեղուկությունը և առաջացնում մերժում: Հալումն իրականացվում է շատ ինտենսիվ, ջեռուցման ջերմաստիճանների վերին սահմաններում։ Բացի այդ, պատրաստի հալվածը չպետք է պահվի վառարանում: Ալյումինի բրոնզը հալեցնելիս խորհուրդ է տրվում օգտագործել հոսք, որը բաղկացած է 50% սոդա մոխիրից և 50% կրիոլիտից որպես ծածկույթ:
Պատրաստված հալվածը զտվում է կաղապարների մեջ լցնելուց առաջ՝ դրա մեջ մանգանի քլորիդ ներմուծելով, կամցինկի քլորիդ (լիցքի ընդհանուր զանգվածի 0,2-0,4%)։ Այս պրոցեդուրայից հետո խառնուրդը պետք է պահվի հինգ րոպե մինչև գազի էվոլյուցիայի ամբողջական դադարեցումը: Դրանից հետո խառնուրդը հասցնում են անհրաժեշտ ջերմաստիճանի և լցնում կաղապարների մեջ։
Կապարի կեղտերի բարձր պարունակությամբ (50-60%) բրոնզե հալվածքում տարանջատումը կանխելու համար խորհուրդ է տրվում ավելացնել 2-2,3% նիկել պղինձ-նիկելային կապանների տեսքով։ Կամ, որպես հոսքեր, անհրաժեշտ է օգտագործել ալկալիական մետաղների սուլֆատային աղը։ Նիկելը, արծաթը, մանգանը, եթե դրանք բրոնզի մաս են, պետք է մտցվեն հալման մեջ անագի ավելացման ընթացակարգից առաջ: Բացի այդ, ստացված համաձուլվածքի որակը բարելավելու համար այն երբեմն փոփոխվում է հրակայուն մետաղների վրա հիմնված աննշան հավելումներով։
