Pronks on vasel põhinev sulam. Abimetallideks võivad olla nikkel, tsink, tina, alumiinium jt. Selles artiklis käsitleme tüüpe, tehnoloogilisi omadusi, kemikaale. pronksi koostis, samuti selle valmistamise meetodid.
Klassifikatsioon
1. Keemilise koostise järgi jaguneb see metall tavaliselt kahte rühma. Esimene on tinapronks. Nendes on tina peamine legeerelement. Teine on tinavaba. Räägime sellest allpool üksikasjalikum alt.
2. Pronksi tehnoloogiliste omaduste järgi on tavaks jagada see deformeeritavaks ja valukojaks. Esimesed on surve all hästi töödeldud. Viimaseid kasutatakse vormitud valandite jaoks.
Sellel metallil on võrreldes messingiga palju paremad hõõrdumisvastased, mehaanilised omadused ja ka korrosioonikindlus. Tegelikult on pronks vase ja tina (peamise abielemendina) sulam. Nikkel ja tsink ei ole siin peamised legeerivad elemendid, selleks kasutatakse selliseid komponente nagu alumiinium, tina, mangaan, räni, plii, raud, berüllium, kroom, fosfor, magneesium, tsirkoonium jt.
Tinapronks: valukoda
Mõtleme välja, mis selline metall on. Tinapronks (alloleval fotol on valatud osad) on sulam, mille voolavus on väiksem kui teistel tüüpidel. Sellel on aga ebaoluline mahukahanemine, mis võimaldab saada vormitud pronksvalandeid. Need omadused määravad pronksi aktiivse kasutamise hõõrdumist takistavate osade valamisel. Samuti kasutatakse kõnealust sulamit vesikeskkonnas (sh merevees) või veeaurudes, õlides ja kõrge rõhu all töötamiseks mõeldud liitmike valmistamisel. Vastutustundlikel eesmärkidel on ka nn mittestandardseid pronksivalu. Neid kasutatakse laagrite, hammasrataste, pukside, pumbaosade, tihendusrõngaste tootmisel. Need osad on loodud töötama kõrge rõhu, suure kiiruse ja väikese koormuse all.
Piipronks
Seda valutinasulamite alamliiki kasutatakse laagrite, tihendite ja vormitud valandite valmistamisel. Selliseid pronkse iseloomustavad madalad mehaanilised omadused, mille tulemusena kantakse need laagrite ja pukside valmistamisel lihts alt väga õhukese kihina terasalusele. Suure tinasisaldusega sulamitel on kõrgemad mehaanilised omadused. Seetõttu saab neid kasutada ilma terasaluseta.
Tinapronks: deformeeruv
Survega töödeldud sulamid jagatakse tavaliselt järgmistesse rühmadesse:tina-fosfor, tina-tsink ja tina-tsink-plii. Need on leidnud oma rakenduse tselluloosi- ja paberitööstuses (neist tehakse võrke) ning masinaehituses (vedrude, laagrite ja masinaosade tootmine). Lisaks kasutatakse neid materjale bimetalltoodete, varraste, lintide, ribade, hammasrataste, hammasrataste, pukside ja tihendite valmistamisel suure koormusega masinate jaoks, mõõteriistade torude, survevedrude valmistamiseks. Elektrotehnikas on pronksi (sepistatud) laialdane kasutamine tingitud selle suurepärastest mehaanilistest omadustest (koos kõrgete elektriliste omadustega). Seda kasutatakse voolu kandvate vedrude, pistikühenduste, kontaktide valmistamisel. Keemiatööstuses kasutatakse tinapronksidest vedrutraadi, täppismehaanikas - liitmikke, paberitööstuses - kaabitsaid, auto- ja traktoritööstuses - pukse ja laagreid.
Neid sulameid saab tarnida eriti kõvas, kõvas, poolkõvas ja pehmes (lõõmutatud) olekus. Tinapronksmaterjalid on tavaliselt külmtöödeldud (v altsitud või tõmmatud). Kuuma metalli ainult pressitakse. Surve all töödeldakse pronksi suurepäraselt nii külm alt kui kuum alt.
Berülliumpronks
See on sulam, mis kuulub sademetega kõvenevate metallide rühma. Sellel on kõrged mehaanilised, füüsikalised ja elastsed omadused. Berülliumpronksil on kõrge kuumakindlus, korrosioonikindlus ja tsükliline tugevus. See on vastupidav madalaletemperatuuril, ei magnetiseeru ega tekita löömisel sädemeid. Berülliumpronkside kõvenemine toimub temperatuuril 750-790 kraadi Celsiuse järgi. Koob alti, raua ja nikli lisamine aitab aeglustada faasimuutuste kiirust kuumtöötlemisel, mis hõlbustab oluliselt vananemise ja kõvenemise tehnoloogiat. Lisaks aitab nikli lisamine kaasa rekristalliseerimistemperatuuri tõusu ja mangaan võib asendada, ehkki mitte täielikult, kalli berülliumi. Ül altoodud pronksi omadused võimaldavad seda sulamit kasutada kellatööstuses vedrude, vedruosade ja membraanide valmistamisel.
Vase ja mangaani sulam
Sellel pronksil on erilised kõrged mehaanilised omadused. Seda töödeldakse nii külma kui kuuma survega. Seda metalli iseloomustab kõrge kuumakindlus ja korrosioonikindlus. Vasesulam, millele on lisatud mangaani, on leidnud laialdast kasutust ahjutarvikutes.
Ränipronks
See on sulam, mis sisaldab niklit, harvemini mangaani. Sellist metalli iseloomustavad ülikõrged mehaanilised, hõõrdumisvastased ja elastsed omadused. Samas ei kaota ränipronks madalatel temperatuuridel oma plastilisust. Sulam on hästi joodetud, töödeldakse survega nii kõrgel kui ka madalal temperatuuril. Kõnealune metall ei ole magnetiseeritud, löömisel ei säde. See seletab pronksi (räni) laialdast kasutamist laevaehituses hõõrdumist takistavate osade, laagrite, vedrude,restid, aurustid, võrgud ja juhtpuksid.
Tinavabade sulamite valamine
Seda tüüpi pronksi iseloomustavad head korrosiooni-, hõõrdevastased omadused ja ka kõrge tugevus. Neid kasutatakse eriti rasketes tingimustes kasutatavate osade valmistamiseks. Nende hulka kuuluvad hammasrattad, ventiilid, puksid, võimsate turbiinide ja kraanade hammasrattad, ussid, mis töötavad koos karastatud terasest osadega, laagrid, mis töötavad kõrge rõhu ja löökkoormuse all.
Kuidas teha pronksi?
Selle metalli tootmine peab toimuma spetsiaalsetes vasesulamite sulatamiseks kasutatavates ahjudes. Pronkslaengut saab valmistada värsketest metallidest või sekundaarsete jäätmete lisamisega. Sulamisprotsess viiakse tavaliselt läbi räbusti või söekihi all.
Värskete metallide laengu kasutamine toimub teatud järjestuses. Esiteks laaditakse kõrgelt kuumutatud ahju vajalik kogus räbusti või sütt. Seejärel asetatakse sinna vask. Pärast sulamise ootamist tõsta küttetemperatuur 1170 kraadini. Pärast seda tuleb sulam deoksüdeerida, mille jaoks lisatakse fosforvask. Seda protsessi saab läbi viia kahes etapis: otse ahjus ja seejärel kulbis. Sel juhul lisatakse lisand võrdsetes osades. Järgmisena lisatakse sulatisele vajalikud legeerivad elemendid, mis on kuumutatud 120 kraadini. Tulekindlad komponendid tuleks sisestada ligatuuride kujul. Edasine sula pronks (foto,allpool, demonstreerib sulatusprotsessi) segatakse, kuni kõik lisatud ained on täielikult lahustunud ja kuumutatakse soovitud temperatuurini. Saadud sulami ahjust väljastamisel tuleb see enne valamist lõplikult desoksüdeerida ülejäänud (50%) fosforvasega. Seda tehakse pronksi vabastamiseks oksiididest ja sulatise voolavuse suurendamiseks.
Taaskasutatud materjalidest sulatamine
Taaskasutatud metallide ja jäätmete abil pronksi valmistamiseks tuleks sulatada järgmises järjekorras. Esiteks sulatatakse vask ja desoksüdeeritakse fosfori lisanditega. Seejärel lisatakse sulatisele ringlevad materjalid. Pärast seda sulatatakse metallid täielikult ja legeerivad elemendid sisestatakse sobivas järjekorras. Juhul, kui laeng koosneb vähesest kogusest puhast vasest, tuleb esm alt sulatada ringlevad metallid ning seejärel lisada vask ja legeerivad elemendid. Sulatamine toimub räbusti või söekihi all.
Pärast segu sulatamist ja nõutava temperatuurini kuumutamist viiakse läbi segu lõplik desoksüdatsioon fosforvasega. Järgmisena kaetakse sulatis pe alt k altsineeritud söe või kuivatatud räbustiga. Viimase kulu on 2-3 protsenti metalli massist. Kuumutatud sulatist hoitakse 20-30 minutit, perioodiliselt segatakse ja seejärel eemaldatakse selle pinn alt eraldunud räbu. Kõik, pronks on valamiseks valmis. Räbu paremaks eemaldamiseks võib vahukulpi lisada kvartsliiva, mis seda paksendab. Et teha kindlaks, kas pronks on vormidesse valamiseks valmis, erilinetehnoloogiline test. Sellise proovi murd peab olema ühtlane ja puhas.
Alumiiniumpronks
See on legeeriva elemendina vase ja alumiiniumi sulam. Selle metalli sulamisprotsess erineb oluliselt ül altoodust, mis on seletatav abikomponendi keemiliste omadustega. Mõelge, kuidas valmistada pronksi alumiiniumisulamikomponentide abil. Seda tüüpi sulami valmistamisel, kasutades laengus ringlussevõetud materjale, ei kasutata fosforikomponentidega deoksüdatsiooni. See on tingitud asjaolust, et fosforit iseloomustab madalam afiinsus hapniku molekulide suhtes kui alumiiniumil. Samuti peaksite teadma, et seda tüüpi pronks on väga tundlik ülekuumenemise suhtes, mistõttu temperatuur ei tohiks ületada 1200 kraadi. Ülekuumendatud olekus alumiinium oksüdeerub ja pronksisulam küllastub gaasidega. Lisaks ei vähene deoksüdeerijate lisamine seda tüüpi pronksi sulatamisel tekkivat oksiidi ja seda on sulatisest väga raske eemaldada. Oksiidkilel on väga kõrge sulamistemperatuur, mis vähendab oluliselt pronksi voolavust ja põhjustab tagasilükkamist. Sulatamine toimub väga intensiivselt, kuumutamistemperatuuride ülempiiril. Lisaks ei tohiks valmissulamit ahjus hoida. Alumiiniumpronksi sulatamisel on soovitatav kasutada kattekihina räbustit, mille koostises on 50% sooda ja 50% krüoliit.
Valmis sulamit rafineeritakse enne vormidesse valamist, lisades sinna mangaankloriidi võitsinkkloriid (0,2-0,4% laengu kogumassist). Pärast seda protseduuri tuleb sulamit hoida viis minutit, kuni gaasi eraldumine täielikult lakkab. Pärast seda viiakse segu vajaliku temperatuurini ja valatakse vormidesse.
Et vältida segregatsiooni suure pliilisandite sisaldusega (50-60%) pronksisulatis, on soovitatav lisada 2-2,3% niklit vask-nikli ligatuuridena. Või räbustidena on vaja kasutada leelismetallide sulfaatsoola. Nikkel, hõbe, mangaan, kui need on osa pronksist, tuleks enne tina lisamise protseduuri lisada sulatisse. Lisaks sellele modifitseeritakse seda saadud sulami kvaliteedi parandamiseks mõnikord väikeste lisanditega, mis põhinevad tulekindlatel metallidel.
