Vpliv zlitin na kositrno bronzo
Kositrni bron je bakrova zlitina z bakrom kot osnovnim elementom in kositrom kot glavnim elementom. Obstaja veliko vrst zlitin kositrovega brona, ki so primerne za uporabo v različnih delovnih pogojih. Razlika med razredi je v različnih dodanih količinah elementov. Zaradi različnih dodanih količin elementov lahko zlitina kositrnega brona doseže različne lastnosti in se uporablja za različne zahteve uporabe. V nadaljevanju bomo podrobno predstavili učinke različnih dodatkov elementov na učinkovitost kositrnega brona.
Fosfor P
1. Vsebnost fosforja v kositrovem bronu na splošno ne presega 0.45%. Ko je vsebnost fosforja večja od 0,5 %, se bo pri okoli 637 pojavila evtektično-peritektonska reakcija L+ +Cu3P, kar povzroči vročo krhkost. Ko je vsebnost fosforja v zlitini večja od 0,3%, se bo v organizaciji pojavil evtektik, sestavljen iz bakra in bakrovega fosfida (Cu3P).
2. Fosfor je učinkovit dezoksidant za bakrove zlitine in izboljša fluidnost kositrovega brona. Pomanjkljivost je povečanje obratne segregacije ingota.
3. Velikost zrn materiala pred hladno obdelavo in nizkotemperaturno žarjenje (180~300) po obdelavi močno vplivata na mehanske lastnosti kositrno-fosfornega brona. Ko je velikost zrn majhna, so trdnost, trdota, modul elastičnosti in utrujenostna trdnost materiala višji kot pri grobo zrnatem materialu, vendar je plastičnost nekoliko nižja. 4. Po tem, ko se hladno obdelan kositrno-fosforni bron žari pri 200~260 1~2 uri, se njegova trdnost, plastičnost, meja elastičnosti in modul elastičnosti izboljšajo, prav tako se lahko izboljša elastična stabilnost.
Cink Zn
1. Cink je eden od legirnih elementov kositrovega brona, cink pa ima veliko topnost v trdni raztopini kositrovega brona. Zato je bron, obdelan s Cu-Sn-Zn, enofazna trdna raztopina. Zn izboljša fluidnost zlitine, zoži temperaturno območje kristalizacije in zmanjša povratno segregacijo, vendar nima pomembnega vpliva na njeno strukturo in lastnosti.
2. Vsebnost Zn v obdelanem kositrnem bronu običajno ne presega 5 %.
Svinec Pb
1. Vsebnost Pb v kositrnem bronu ne presega 5%. V fazi ni raztopljen in obstaja v prostem stanju. Porazdeljen je med dendrite kot črni delci, vendar je porazdelitev neenakomerna.
2. Pb lahko zmanjša koeficient trenja kositrovega brona, izboljša odpornost proti obrabi in poveča obdelovalnost, vendar rahlo zmanjša mehanske lastnosti zlitine.
Mangan Mn
1. Mn je ena od škodljivih nečistoč kositrnega brona, njegova vsebnost pa mora biti strogo nadzorovana in ne sme presegati 0.002%. 2. Mangan se zlahka oksidira v okside, kar zmanjša fluidnost taline zlitine, po strjevanju pa se porazdeli na meje zrn, oslabi medkristalno vez in zmanjša trdnost.
Železo Fe
Fe je primes kositrnega brona z največjo vsebnostjo 0,05 %. Ima učinek rafiniranja zrn, upočasnjuje proces rekristalizacije in izboljša trdnost in trdoto. Vsebnost pa ne sme preseči mejne vrednosti, sicer bo nastala preveč z železom bogata faza, kar bo zmanjšalo korozijsko odpornost in procesno učinkovitost zlitine.
Aluminij Al, magnezij Mg, silicij Si
1. Majhno količino lahko raztopite v trdni raztopini, da izboljšate mehanske lastnosti zlitine, vendar jo je med postopkom taljenja enostavno oksidirati, da nastanejo ognjevzdržni oksidi, s čimer se zmanjša fluidnost in trdnost kositrovega brona.
2. Vsebnost aluminija v Sn bronu ne sme biti večja od 0.002%, vsebnost Mg pa je treba tudi strogo nadzorovati, ker bodo njihovi oksidi zmanjšali trdnost zlitine in fluidnost taline . V tujini so razvili nekaj kositrnih bronov, ki vsebujejo Al in Mg, ki nimajo samo visoke trdnosti, ampak tudi dobro odpornost proti koroziji. Na primer, zlitina Cu-5Sn-7Al ima visoko korozijsko odpornost in trdnost, Cu-5Sn-1Mg kositrni bron pa ima trdnost 900 MPa in 30 HRC po staranje in prevodnost 30% ~ 35% IACS, ki se lahko uporablja za izdelavo komponent z visoko trdnostjo, visoko odpornostjo proti koroziji in dobro prevodnostjo.
