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El bronce es una aleación de cobre con estaño, aluminio, plomo, silicio y berilio. La composición de la aleación puede incluir una variedad de metales, cuyos nombres reciben el nombre de estaño bronce, aluminio. El porcentaje de impurezas no debe superar el 2, 5%. Las excepciones son el níquel y el zinc. Las aleaciones de cobre con estos elementos se llaman níquel plata y latón, respectivamente. Sin embargo, una pequeña cantidad de zinc todavía puede estar presente en la composición; su cantidad debe ser inferior a la suma de todas las demás impurezas, de lo contrario la aleación se considerará de latón.
El nombre en sí proviene del italiano "bronzo". Por primera vez, la aleación comenzó a usarse en el siglo 35-33 a . (las fechas exactas no están establecidas) cuando comenzó la Edad de Bronce, que reemplazó a la de cobre. Debido a la mejora en el procesamiento de cobre y estaño, fue posible obtener una aleación suficientemente fuerte y hermosa que duró hasta casi el siglo XI aC. Fue utilizado para la producción de puntas de flecha y lanzas, dagas, cuchillos, espadas y otros brazos fríos, para la producción de piezas de muebles, espejos, platos, jarrones, jarros, joyas, estatuas y monedas.
En la Edad Media, el bronce se usaba para la fabricación de campanas de iglesia y cañones, estos últimos estaban hechos de bronce especial hasta el siglo XIX.
Propiedades fisicas
Las propiedades físicas de la aleación dependen de su composición y pueden variar considerablemente. A diferencia del latón, el bronce tiene una mayor resistencia a la corrosión y propiedades antifricción. Es más duradero y proporciona una resistencia persistente al aire, agua, sal y ácidos orgánicos. Además, el bronce es fácil de soldar y soldar .
Densidad: 7800-8700 kg / m3.- Punto de fusión: 930Со - 1140Со.
- El color varía de rojo a blanco.
- Tiene una alta resistencia al desgaste y un bajo coeficiente de fricción, soporta incluso a bajas temperaturas hasta -250 ° C.
- Algunos tipos de bronce tienen alta resistencia al vapor, conductividad térmica y conductividad eléctrica y se utilizan en equipos que funcionan en condiciones difíciles.
Obteniendo
El bronce se produce mediante la fusión de cobre con varios metales para mejorar ciertas características. Para este propósito, se utilizan hornos de inducción y forjas de crisol, adecuadas para la fundición de cualquier aleación de cobre. La fusión se realiza generalmente bajo una capa de carbón o flujo. Para la fundición se puede utilizar como mineral fresco, que aún no se ha procesado, y residuos secundarios. Estos últimos generalmente se agregan al cobre fresco durante el proceso de fusión.
Cuando se usa solo mineral fresco, se observa el siguiente procedimiento: el carbón o el flujo se colocan en un precalentador precalentado, el cobre se carga y se calienta hasta su fusión - 1150Со - 1170Со. Luego, el metal se oxida mediante la adición de cobre fosforoso, que a veces se introduce en varias etapas (50% a la vez, 50%) en una cuchara. Después de la desoxidación , se introducen aditivos adicionales, calentados a 100 ° C - 120 ° C.
Si los metales adicionales son refractarios, primero se disuelven completamente en cobre líquido y luego se calientan a una cierta temperatura. Después de extraer la aleación del horno, se desoxida introduciendo un 50% de cobre fosforoso para eliminar los óxidos.
Si se utilizan metales secundarios o desechos, primero se funde el cobre puro, se desoxida con fósforo y se agregan metales secundarios agregados. Después de fundir este último, los aditivos se introducen en el cobre líquido y su fusión está a la espera. Después de calentar a una cierta temperatura, la aleación se desoxida con fósforo de cobre, se cubre con flujo seco o carbón calcinado. La mezcla se calienta y se deja durante 20-30 minutos, revolviendo ocasionalmente. Cuando termina el tiempo, la escoria que ha salido se retira de la superficie y se vierte en moldes.
Tipos de bronce
Hojalata
El bronce de estaño es el más utilizado en la industria moderna. Es una aleación de cobre y estaño (en la proporción clásica de 80% a 20%), que tiene buena resistencia y dureza, se funde más fácilmente y tiene una alta resistencia a la corrosión y propiedades antifricción.
El bronce de estaño es difícil de forjar, enrollar, cortar, afilar y estampar, y es principalmente adecuado exclusivamente para fundición sólida. Un pequeño borrador (no más del 1%) permite utilizar el material en la creación de productos especialmente precisos en el casting artístico.
Si se desea, se pueden agregar otros metales a la aleación.
- El zinc (no más del 10%) aumenta la resistencia a la corrosión de la aleación y se utiliza para crear elementos de barcos y embarcaciones, que a menudo tendrán que entrar en contacto con el agua de mar.
- Al agregar plomo y fósforo, las propiedades antifricción del bronce se pueden mejorar significativamente, y la aleación también es más fácil de manejar con presión y corte.
Sin estaño
En algunos casos, el uso de estaño es inaceptable. En este caso, otros metales acuden al rescate, cuya adición permite obtener las características necesarias. Y aunque el bronce de estaño es el punto de referencia y el más solicitado, el bronce de estaño no es inferior a este.
Plomo o plomo
El bronce de plomo es una excelente aleación antifricción, bien resistente a la presión, tiene una alta resistencia y es refractario. Se utiliza para la fabricación de rodamientos sometidos a la mayor presión durante el funcionamiento.
Hechizo de sílice
El bronce de silicio consiste en cobre (97.12%), silicio (0.05%) y estaño (1.14%). Es bastante fluido y plástico, lo que permite su uso como material para productos de forma compleja. Ha aumentado la resistencia a la compresión, no se magnetiza y no produce chispas durante el procesamiento. Se distingue por sus propiedades de elasticidad y antifricción, no pierde plasticidad a bajas temperaturas, está bien soldado. A menudo contiene níquel o manganeso.
El bronce se utiliza en la fabricación de resortes, cojinetes, rejillas, casquillos de guía, evaporadores y redes.
Berilio
El berilio bronce es el más duro de todas las especies. Posee propiedades anticorrosivas y resistencia al calor mejoradas, es estable a bajas temperaturas, no produce chispas en el impacto y no magnetiza. El metal está endurecido a 750 ° C - 790 ° C, envejecido - a 300 ° C - 325 ° C. El níquel, el hierro o el cobalto a veces se agregan al bronce de berilio para facilitar la tecnología de enfriamiento. Además, el níquel puede ser reemplazado por berilio.
El material se utiliza para crear resortes y partes de resortes, membranas, para partes de relojes.
Aluminio
El bronce de aluminio consiste en cobre (95%) y aluminio (5%). Tiene un agradable color dorado y brillo, resiste la exposición prolongada a ambientes agresivos, como los ácidos. La aleación tiene una mayor densidad de fundición, resistencia al calor y mayor resistencia, y tolera bien las bajas temperaturas. Entre las desventajas, cabe destacar la resistencia a la corrosión más débil, la contracción más fuerte, así como una fuerte absorción de gas en el estado líquido.
El bronce se utiliza para la fabricación de piezas de automóviles y producción de polvo, engranajes fundidos, casquillos, monedas y medallas.
Otros metales
Además de lo anterior, otros elementos pueden estar presentes en bronce. El níquel y el hierro aumentan la temperatura de recristalización y contribuyen a la molienda del grano. El cromo y el circonio reducen la conductividad eléctrica y aumentan la resistencia al calor del bronce.
Marcado
Para elegir la versión correcta del metal, mire cuidadosamente su marca. Esto ayudará a determinar con precisión las características y características del tipo seleccionado.
Las primeras letras son "Br", que significa "Bronce". Luego hay una o varias letras seguidas, detrás de las cuales se ocultan los aditivos: O - Estaño, A - Aluminio, K - Silicio, H - Níquel, Mts - Manganeso, F - Hierro, C - Plomo, F - Fósforo, C - Zinc, B - Berilio. Seguido de un guión con números grabados: el porcentaje de cada aditivo a su vez.
Por ejemplo, la designación Br А Ж Н -10 -4 -5 se puede decodificar de la siguiente manera: Bronce con el contenido de Aluminio (10%), Hierro (4%) y Níquel (4%).
Aplicación
El bronce se utiliza activamente en la industria y varios campos. El primer bronce utilizado en el mismo producto: se fabrica en forma de tubos, alambres, láminas y varillas. El metal también se puede encontrar en las industrias automotriz, química, de alimentos, de construcción y de combustibles. Produce engranajes, cojinetes, casquillos, resortes y otras piezas que están expuestas a ambientes agresivos y que a menudo operan a presión elevada. A diferencia del latón, el bronce transfiere perfectamente las cargas mecánicas y es más plástico.
El metal, las esculturas, los artículos forjados, las joyas, los platos y los objetos de arte están hechos de metal.