Paljude aastatuhandete jooksul on inimene katsetanud erinevate metallidega ja hankinud neist üha enam ülitugevaid sulameid. Selleks kasutati mitmesuguseid keemilisi elemente. Pronksiaeg on ajastu, mil tina ja vase sulam (CuSn6) sai populaarseks. Mis see materjal on ja miks see nii populaarne oli?
Pronksiaja ajalugu
Tänu metallide (nt vase ja tina) töötlemise paranemisele aastal 3000 eKr. algas pronksiaeg. Seda iseloomustab sellise sulami aktiivne tootmine nagu pronks, millest valmistati tööriistu ja ehteid.
Kaasaegses metallurgiatööstuses kasutatakse lisaks vasele ja tinale ka selliseid materjale nagu alumiinium, fosfor, plii ja tsink. Nimi ise pärineb pärsia sõnast "berenj", mis tõlkes tähendab "vask".
On teada, et esimene pronks valmistati Cu-st ja arseenist ning seda nimetati arseeniks. Oma mürgisuse tõttu aga väga kiirestimuutis tinaks. Pole üllatav, et seppasid kujutati sageli inetute ja rikutuna. Tegelikult oligi. Pikaajaline kokkupuude arseeniga mõjus nende organismile väga halvasti. Sel põhjusel nimetatakse vase ja tina sulamit pronksiks, kuna just need komponendid on selles kõige sagedamini esinevad.
Iseloomulik pronksile
Me kõik teame, et selline metall nagu vask on väga pehme, plastiline ja täiesti habras. Samal ajal on sellel väga kõrge elektri- ja soojusjuhtivus. Tina ja vase sulam on materjal, mis ületab oluliselt nende keemiliste elementide omadusi eraldi. Teisisõnu, pronksil on kõrge kõvadus, tugevus, kuid samas on see üsna sulav.
Selle sulami avastamine mängis metallurgiatööstuses suurt rolli. Vaatamata asjaolule, et hiljem leiutati palju muid materjale, on see heade mehaaniliste omaduste tõttu tänapäevalgi väga populaarne.
Pronksi võime korrosioonile vastu pidada
Üks sulami olulisemaid omadusi on selle korrosioonikindlus. See kehtib eriti kompositsioonide kohta, milles on märkimisväärne mangaani ja räni sisaldus (üle 2%).
On leitud, et pronksil on kõrge korrosioonikindlus kokkupuutel veega (mere- ja magevesi), kontsentreeritud leeliste ja hapetega, kergmetallide sulfaatide ja kloriididega ning kuivade gaasidega (tinavaba pronks).
Loomulikult üldiseltsulami korrosiooniomadused sõltuvad legeerivatest elementidest. Seega vähendab kõrge pliisisaldus korrosioonikindlust, nikkel aga suurendab seda omadust.
Pronksi tüübid
Legeerivad elemendid, mis võivad selle sulami koostises olla, võivad oluliselt muuta selle omadusi ja neist sõltub ka pronksi tüüp. Lisaks saab tina asendada muude elementidega. Näiteks saab BrAMTS-7-1 dešifreerida järgmiselt: 92% vask, 7% alumiinium, 1% mangaan. Selle kaubamärgi pronks ei sisalda tina ja tänu sellele on sellel kõrge vastupidavus vahelduvale koormusele. Seda kasutatakse poltide, kruvide, mutrite ja hüdroseadmete osade valmistamiseks.
Teine näide on kaubamärgi BrO10S10 tinavalupronks. See sisaldab kuni 83% vaske, 9% tina, 8% pliid ja kuni 0,1% rauda, räni, fosforit ja alumiiniumi. See on mõeldud osade jaoks, mis töötavad kõrge erirõhu all, nagu liugelaagrid.
Hoolimata asjaolust, et pronks on tina ja vase sulam, ei kasutata mõnel juhul sellist keemilist elementi nagu Sn. Teine näide tinavabast pronksist on kuumakindel. Selle valmistamiseks kasutatakse ainult 98–99% vaske ja 1–2% kaadmiumi. Näiteks on kaubamärk BrKd1. See on kuumakindel kaadmiumpronks, millel on kõrge kuumakindlus ja elektrijuhtivus. Seda saab kasutada takistuskeevitusmasinate osade, elektrimootorite kollektorite ja muude kõrgel temperatuuril töötavate ja head tööd nõudvate osade valmistamiseks.juhtivus.
Teine sulam, mida kasutatakse autode laagrite ja pukside tihendite valmistamiseks, on survega töödeldud tinapronks. Vase ja tina sulam sisaldab selliseid legeerivaid elemente nagu plii (4%), tsink (4%), alumiinium (0,002%), raud (0,005%). Terase klassi nimi on BrOTsS4-4-4. Tänu nende keemiliste elementide protsendimäärale saab seda sulamit töödelda surve ja lõikamise teel. Pronksi värvus sõltub ka lisanditest. Seega, mida vähem vaske sulam sisaldab, seda vähem väljendub selle värvus: rohkem kui 90% - punane, kuni 80% - kollane, vähem kui 35% - hall teras.
Pronkstöö
Nagu varem mainitud, on tina ja vase sulam üsna vastupidav materjal. Seda on raske teritada, lõigata ja survega töötada. Üldiselt on see vähese kokkutõmbumisega valumaterjal - umbes üks protsent. Ja isegi vaatamata madalale voolavusele ja kalduvusele eraldada, kasutatakse pronksi keerukate konfiguratsioonidega valandite valmistamiseks. Art casting pole erand.
Tina ja vase sulamile lisatavad legeerivad elemendid parandavad selle omadusi ja vähendavad hinda. Näiteks plii ja fosforiga legeerimine parandab pronksi töötlemist, tsink aga suurendab selle korrosioonikindlust. Teatud eesmärkidel valmistatakse deformeerunud sulameid. Külmsepistamise kasutamisel muudavad need kergesti oma välimust.
Kasutusala
Muidugi ei kaota pronksi kasutamine meie ajal oma populaarsust. Suveniirtooted, dekoratiivsed sisustusesemed, väravate ja väravate kaunistused … Lisaks kasutatakse sulamit furnituuride (käepidemed, hinged, lukud) ja sanitaartehniliste seadmete (segistid, furnituurid, tihendid, segistid) valmistamiseks. Tööstuspiirkondades on pronksil ka laialdased kasutusvaldkonnad. Niisiis kasutatakse valusulamit laagrite, tihendusrõngaste, pukside valmistamiseks.
Pronksi laialdast kasutamist mõjutavad eriti selle söövitavad omadused. Sel põhjusel kasutatakse seda mehhanismide osade valmistamiseks, mis töötavad pidevas kokkupuutes veega. Sulami kõrge elastsus võimaldab valmistada sellest vedrusid ja mõõteriistade osi.
Pronksi sulatamine
Muidugi on igal sulamil oma plussid ja miinused. Pronks on vasest ja tinast koosnev sulam ning seetõttu talub see suurepäraselt igasugust ümbersulatamist. Seda saab kasutada mitu korda täiesti erinevatel eesmärkidel. Teisest küljest, kui pronks sisaldab suures koguses lisandeid, nagu magneesium, räni, alumiinium, võivad mehaanilised omadused ümbersulamise ajal väheneda.
Selle põhjuseks on asjaolu, et pronksi omadusi parandavad legeerivad elemendid oksüdeeruvad sulamisel ja moodustavad tulekindlaid oksiide, mis paiknevad piki kristallvõre piire. Need lõhuvad sideme terade vahel, muutes pronksi rabedamaks.
Kuidas eristada pronksi messingist ja vasest
Üks levinumaid küsimusi on erinevussee sulam teistelt sarnase välimusega. Muidugi on see tööstuses ja spetsiaalsete reaktiivide abil üsna lihtne. Aga mis siis, kui teil on vaja materjal kodus kindlaks määrata?
Alustame sellest, et sulam koosneb tinast ja vasest. Nende ainete massid protsentides võivad olla erinevad. Mida rohkem vaske, seda heledam on värv, kuid sulami tina sisalduse tõttu on see suurusjärgu võrra raskem kui näiteks puhas Cu.
Kui võrrelda pronksi messingiga, siis viimane on kollakama varjundiga. Vask ise on väga plastiline, kuid sellel põhinevad sulamid on üsna elastsed ja kõvad. Samuti saate kuumutamise abil määrata, milline materjal teie ees on. Nii eraldub messingis kõrge temperatuuri mõjul tsinkoksiid ja toode omandab tuhaka “naastu”. Kuid kuumutamisel pronks selle omadusi ei muuda.
Kunstiteosed
Üsna sageli võib leida erinevaid pronkskujukesi ja kujukesi. Paljud kunstiteosed loodi iidsetel aegadel ja keskajal.
Vaske ja tina sisaldavaid sulameid kasutatakse järgmiste toodete valmistamiseks:
- Aiad ja väravad, mis pole mitte ainult uskumatult ilusad, vaid ka vastupidavad.
- Trepi konstruktsioonide elemendid.
- Suveniirid ja skulptuurikompositsioonid.
- Dekoratiivsed valgustid: lambid ja lühtrid.
- Siseviimistluseks mõeldud esemed.
Selleks, et kusida vajalikkukompositsioon, looge puidust, kipsist või polümeermaterjalidest spetsiaalne mudel - nn vormimine. Selle kujundi õõnsused täidetakse saviga ja eemaldatakse pärast valamist. Pärast valmistamist võib pinna katta kulla, nikli, kroomi või hõbedaga.
Väga oluline on märkida, et reeglina kasutatakse kunstiteoste valmistamisel tina ja vase sulamit ilma legeerivate elementideta. See on tingitud asjaolust, et mida rohkem selliseid komponente pronksis on, seda suurem on selle kokkutõmbumine, mis mõjutab negatiivselt toote kvaliteeti ja kuju.
