Kaj je svinčena medenina in zakaj je dodan svinec
Svinčena medenina je zlitina bakra in cinka, v kateri je namerno zadržana nadzorovana količina svinca. Svinec je skoraj netopen v matrici bakra in cinka, zato tvori fino razpršenost mehkih delcev vzdolž meja zrn. Med strojno obdelavo ti delci delujejo kot notranji lomilci odrezkov: rezalno orodje lažje striže kovino, odrezki se zlomijo na kratko, namesto da se ovijejo okoli orodja, in površinska obdelava se izboljša. Cena te obdelovalnosti je skromna izguba duktilnosti, zato se svinčena medenina običajno dobavlja kot palica, palica ali ekstrudirani profil in ne kot globoko vlečena cev.
Oznake stopnje sledijo preprostemu dogovoru, ki se uporablja v kitajskih standardih za kovane bakrove zlitine, kot je GB/T 5231: črka H označuje medenino, Pb označuje svinec, prva številka je nominalna vsebnost bakra v odstotkih, številka za pomišljajem pa je nominalna vsebnost svinca. HPb59-1 torej pomeni svinčeno medenino s približno 59 odstotki bakra in približno 1 odstotkom svinca.
Ključne vrste svinčene medenine in njihove lastnosti
Spodnji štirje razredi pokrivajo skoraj vse industrijske zahteve za palice iz bakrene zlitine s prostim rezom.
| Ocena | Imenska sestava | Obdelovalnost | Vroče delo | Tipična uporaba |
|---|---|---|---|---|
| HPb63-3 | približno 63% Cu, 3% Pb, ostalo Zn | Odlično, najboljše v družini | Ni primerno | Oglejte si strukturne dele, dele avtomobilskih traktorjev, ki potrebujejo zelo visoko obdelovalnost |
| HPb63-0.1 | približno 63% Cu, 0,1% Pb, ostalo Zn | Nižje od HPb63-3 | Omejeno | Splošni strukturni deli stroja |
| HPb62-0,8 | približno 62% Cu, 0,8% Pb, ostalo Zn | Nižje od HPb63-3 | Omejeno | Splošni strukturni deli stroja |
| HPb60-1 | približno 60% Cu, 1% Pb, ostalo Zn | Dobro, z večjo močjo | pošteno | Visoko trdni strukturni deli, ki potrebujejo dobro obdelovalnost |
| HPb59-1 | približno 59% Cu, 1% Pb, ostalo Zn | Dobro | Dobro, hladno in toplo | Vijaki, blazinice, tesnila, puše, matice, šobe |
Druge mehanske in predelovalne lastnosti HPb63-0.1, HPb62-0.8 in HPb60-1 sledijo lastnostim HPb63-3 oziroma HPb59-1; resnično se spremenita le ocena obdelovalnosti in vsebnost svinca. V sistemu ASTM in UNS je najbližji ekvivalent HPb63-3 medeninasta palica za prosto rezanje C36000, HPb59-1 pa je najbližji medenini za kovanje C37700, čeprav sistema poimenovanja nista enaka in je treba neposredno zamenjavo potrditi z ustreznim standardom za izdelke, kot je ASTM B16 za palico.
HPb59-1: delovni konj za splošne namene
HPb59-1 je najpogosteje uporabljen član družine in tisti, ki ga najpogosteje najdemo v vlečeni in ekstrudirani obliki do GB/T 4423. Združuje dobro obdelovalnost z dobrimi mehanskimi lastnostmi, vzdrži tako hladno kot vroče tlačno delo, se enostavno spajka in vari ter je dobro odporen proti splošni koroziji. Njegova slabost je izrazita nagnjenost k pokanju zaradi napetostne korozije v ležaju z amoniakom ali v vlažnem okolju, razen če je končni del žarjen za razbremenitev napetosti. Tipični izdelki vključujejo vijake, blazinice, tesnila, puše, matice in šobe, izdelane z vročim žigosanjem, ki mu sledi strojna obdelava.
Razredi kositrne medenine od HSn90-1 do HSn60-1
Kositrna medenina zamenja nekaj obdelovalnosti za odpornost proti koroziji. Dodajanje približno enega odstotka kositra zlitini bakra in cinka stabilizira površinski film in močno zmanjša napad morske vode, pare in olja.
HSn90-1: mehanske in obdelovalne lastnosti, ki so podobne navadni medenini H90, vendar z visoko odpornostjo proti koroziji in dobrim obnašanjem proti trenju. Je klasična kositrna medenina, odporna proti obrabi, in se uporablja za elastične puše na avtomobilskih in traktorskih sklopih ter podobnih delih.
HSn70-1: tipična kositrna medenina admiralskega tipa, ki zelo ustreza C44300. Odporen je na atmosfero, paro, olje in morsko vodo, ima dobre mehanske lastnosti, sprejemljivo obdelovalnost in se lahko obdeluje hladno ali vroče. V kvartarni obliki je nagnjen k razpokanju zaradi napetostne korozije, zato se uporablja za cevi kondenzatorjev in izmenjevalnikov toplote, cevovode za morsko vodo in dele toplotne opreme.
HSn62-1: močna odpornost na morsko vodo in dobre mehanske lastnosti, vendar hladno krhka, zato je primerna le za vroče stiskanje. Obdelovalnost je dobra in zlahka spajka in vari, vendar ohranja nagnjenost k sezonskim razpokam. Običajna uporaba so komponente in deli ladij v stiku z morsko vodo ali bencinom.
HSn60-1: lastnosti, podobne HSn62-1, dobavljena predvsem kot žica za varjenje palic v ladjedelniških konstrukcijah.
Korozijsko obnašanje: razcinkanje in napetostno razpokanje
Pri terenskih izkušnjah s temi zlitinami prevladujeta dva načina odpovedi. Razcinkanje odstrani cink iz zlitine in pusti porozno bakreno gobo; pospešuje ga topla, stoječa voda, ki vsebuje kloride, in nizka hitrost toka. Dodatki arzena ali kositra, kot pri HSn70-1, zavirajo učinek, zato so kositrne medenine prednostne za ladijske cevi. Razpoke zaradi napetostne korozije, včasih imenovane tudi sezonske razpoke, zahtevajo tri pogoje hkrati: preostalo natezno napetost zaradi hladne obdelave, korozivni medij, kot je amoniak ali vlažen klorid, in čas. Rešitev je žarjenje za razbremenitev napetosti po oblikovanju in, kjer je to mogoče, oblikovanje, ki ohranja nizko preostalo napetost. Obema načinoma okvare se izognete s pravilno izbiro razreda in ne z debelejšim rezom.
Kako izbrati med svinčeno medenino in kositrno medenino
Izberite prevladujočo zahtevo po storitvi. Če je del obdelan iz palice na avtomatskih vijačnih strojih in ne vidi agresivnega medija, svinčena medenina, kot je HPb63-3 ali HPb59-1, zagotavlja najnižjo ceno na končni kos in najboljšo površinsko obdelavo. Če mora del preživeti morsko vodo, paro, olje ali morsko atmosfero, je pravilna izbira kositrna medenina, kot je HSn70-1 ali HSn62-1, čeprav se obdeluje počasneje in stane več. Kjer sta potrebni obdelovalnost in odpornost proti koroziji, je HPb59-1 z žarjenjem za razbremenitev napetosti pogosto praktični kompromis, pod pogojem, da servisni medij ne vsebuje amoniaka.
Pogosto zastavljena vprašanja
V: Zakaj je medenini dodan svinec, če zmanjšuje duktilnost?
Svinec je dodan za lomljenje odrezkov med strojno obdelavo. Ker je svinec praktično netopen v matrici bakra in cinka, tvori mehke vključke, ki omogočajo, da orodje čisto striže kovino, kar izboljša končno obdelavo površine in življenjsko dobo orodja. Kompromis je manjša duktilnost, zato se svinčena medenina uporablja predvsem kot palica in drog.
V: Ali je HPb63-3 primeren za vroče delo?
Št. HPb63-3 ni mogoče obdelovati v vročem stanju zaradi visoke vsebnosti svinca in je dobavljen za strojno obdelavo. HPb59-1 je razred v tej družini, ki sprejema tako hladno kot vroče tlačno delo.
V: Katero kositrno medenino je treba uporabiti za cev za morsko vodo?
HSn70-1 je standardna izbira za kondenzatorske cevi, cevi za morsko vodo in dele toplotne opreme. Odporen je na atmosfero, paro, olje in morsko vodo ter ohranja dobre mehanske lastnosti, vendar mora biti žarjen za razbremenitev napetosti, da se nadzoruje kvartarno napetostno korozijsko razpokanje.
V: Kaj povzroča sezonsko razpokanje teh zlitin?
Preostala natezna napetost pri hladni obdelavi in korozivni medij, kot je amoniak ali vlažen klorid. HPb59-1 in HSn70-1 sta nagnjena k temu, standardni protiukrep pa je žarjenje za zmanjšanje napetosti po oblikovanju, ki mu sledi zaščita pred amoniakom med delovanjem.
V: Ali lahko svinčeno medenino nadomestimo s kositrno medenino, da prihranimo stroške?
Samo, če je servisni medij benigen. V pogojih, ki vsebujejo morsko vodo, paro ali klorid, je vsebnost kositra tista, ki ščiti zlitino, nadomestek za svinčeno medenino pa bo hitro razcinkal. Prihranek pri materialu se običajno izgubi pri prezgodnji zamenjavi.
V: V kakšni obliki je običajno dobavljena vsaka družina?
Svinčena medenina se dobavlja predvsem kot ekstrudirana ali vlečena palica in palica po GB/T 4423 ali enakovrednem standardu, medtem ko se kositrna medenina HSn60-1 proizvaja predvsem kot žica za varilne palice, HSn70-1 pa kot cev in plošča za pomorsko in toplotno opremo.
