¿Qué es el bronce de estaño?
El bronce de estaño es el bronce con estaño como principal elemento de aleación. El contenido de estaño se sitúa generalmente entre el 3 y el 14%. Se utiliza principalmente para fabricar elementos elásticos y piezas resistentes al desgaste.
El contenido de estaño del bronce de estaño forjado no supera el 8% y, en ocasiones, se añaden fósforo, plomo, zinc y otros elementos. El fósforo es un buen desoxidante y también puede mejorar la fluidez y la resistencia al desgaste.
Agregar plomo al bronce de estaño puede mejorar la maquinabilidad y la resistencia al desgaste, y agregar zinc puede mejorar el rendimiento de la fundición. Esta aleación tiene altas propiedades mecánicas, propiedades antidesgaste y resistencia a la corrosión, fácil procesamiento de corte, buenas propiedades de soldadura fuerte y fuerte, coeficiente de contracción pequeño y no magnético. El bronce de estaño tiene alta resistencia, resistencia a la corrosión y excelentes propiedades de fundición, y se ha utilizado ampliamente en varios sectores industriales durante mucho tiempo.
Historia de bronce
Ya en el año 3000 a. C., la gente comenzó a fabricar y utilizar cobre. Sin embargo, los objetos hechos de fundición de cobre son demasiado blandos, se doblan fácilmente y rápidamente se vuelven opacos. Luego se descubrió que el estaño se mezclaba con cobre para hacer una aleación de cobre-estaño-bronce.
Los dispositivos de bronce son mucho más fáciles de fundir y fabricar que el cobre puro, y más duros que el cobre puro (si el valor de dureza del estaño se establece en 5, entonces la dureza del cobre es 30 y la dureza del bronce es de 100 a 150), históricamente llamado esto El período es la Edad del Bronce.
El trabajo del Período de los Reinos Combatientes en China, "Zhou Li · Dongguan · Guren" resumió la experiencia de fundir bronce, contando las diferentes proporciones de cobre y estaño utilizados en varias piezas de bronce fundido. Esto muestra que hace más de 3.000 años, los trabajadores chinos se dieron cuenta de que los bronces con diferentes propósitos requieren diferentes propiedades, y las proporciones de los componentes metálicos utilizados para fundir bronces también deberían ser diferentes.
El bronce es duro, fácil de fundir, se puede fundir bien y es estable en el aire, por lo que incluso en la Edad del Hierro después de la Edad del Bronce, no perdió su valor de uso. Por ejemplo, alrededor del 280 a. C., el dios sol de bronce que se encontraba en el puerto de Rodas en la isla de Rodas en el mar Egeo europeo tenía 46 metros de altura y sus dedos eran más altos que la altura de un adulto.
Clasificación de bronce de estaño
Bronce de estaño industrial El bronce de estaño es una importante aleación de cobre utilizada en la industria. Para mejorar sus propiedades de fundición, resistencia mecánica y al desgaste, y ahorrar estaño, se añaden elementos de aleación como fósforo, zinc, plomo, etc. al bronce de estaño. Por lo tanto, el bronce de estaño se puede dividir en tres tipos: bronce de estaño-fósforo, bronce de estaño-zinc y estaño-zinc-plomo.
Bronce de fósforo de estaño
El fósforo es un buen desoxidante para las aleaciones de cobre, que puede aumentar la fluidez de la aleación, mejorar el proceso y las propiedades mecánicas del bronce de estaño, pero aumentar el grado de segregación inversa.
La solubilidad final del fósforo en el bronce de estaño es 0.15%. Cuando es demasiado, se formará un eutéctico ternario + δ + Cu3P, con un punto de fusión de 628 ℃. Es fácil producir fragilidad en caliente durante el laminado en caliente y solo puede ser trabajado en frío. Por lo tanto, el contenido de fósforo en el bronce de estaño deformado no debe ser superior al 0,5% y el fósforo debe ser inferior al 0,25% durante el trabajo en caliente.
El bronce de estaño que contiene fósforo es un material elástico bien conocido Durante el procesamiento, es necesario controlar el tamaño de grano antes del trabajo en frío y el recocido a baja temperatura después del procesamiento. La resistencia, el módulo elástico y la resistencia a la fatiga de los materiales procesados de grano fino son más altos que los de los materiales procesados de grano grueso, pero la plasticidad es menor. El material trabajado en frío se recoce a una temperatura baja de 200-260 ° C durante 1 a 2 horas para producir un efecto de endurecimiento por recocido, que puede mejorar aún más la resistencia, plasticidad, límite elástico y módulo elástico del producto, y aumentar el estabilidad de la elasticidad.
Se han incluido un total de 4 grados de bronce de estaño con fósforo en las normas nacionales de China.
La aleación QSn6.5-0.1 se utiliza principalmente para fabricar elementos elásticos, especialmente láminas de contacto de resorte con buena conductividad eléctrica, piezas resistentes al desgaste y elementos antimagnéticos en instrumentos y medidores, etc .;
La aleación Qsn6.5-0.4 se utiliza principalmente en las industrias de fabricación de papel, química y alimentaria para fabricar mallas metálicas, y también se utiliza para fabricar piezas de resorte y resistentes al desgaste;
La aleación QSn7-0.2 se utiliza para piezas que soportan fricción bajo carga media y velocidad de deslizamiento, como cojinetes, bujes, turbinas, etc., y también se puede utilizar para fabricar componentes elásticos y otras piezas mecánicas y eléctricas;
La aleación QSn4-0.3 se utiliza para producir varios tubos en manómetros, como componentes sensibles, y se denomina bronce para manómetros.
Bronce de zinc estaño
Se disuelve una gran cantidad de zinc en la aleación de cobre y estaño, y la cantidad de zinc añadida en el bronce de estaño forjado generalmente no supera el 4%. El zinc puede mejorar la fluidez de la aleación, estrechar el rango de temperatura de cristalización y reducir la segregación inversa.
El grado de bronce de estaño-zinc enumerado en el estándar nacional chino actual es QSn4-3, que tiene buena elasticidad, resistencia al desgaste y diamagnetismo. Puede procesarse a presión en condiciones de frío y calor, es fácil de soldar y soldar, y tiene buena maquinabilidad., Tiene buena resistencia a la corrosión en la atmósfera, agua dulce y agua de mar. Se utiliza para diversos componentes elásticos y accesorios de tubería, equipos químicos, piezas resistentes al desgaste y piezas antimagnéticas, etc.
Estaño zinc plomo bronce
En realidad, el plomo no se disuelve en la aleación de cobre y estaño, sino que se distribuye entre las dendritas como inclusiones negras monofásicas. La distribución del plomo en el lingote no es fácil por ser uniforme, normalmente añadiendo una pequeña cantidad de níquel se puede mejorar su distribución y afinar la estructura. El plomo reduce el coeficiente de fricción del bronce de estaño, mejora la resistencia al desgaste y la maquinabilidad, pero reduce ligeramente las propiedades mecánicas.
A menudo se agrega de 3% a 5% de zinc a la aleación de cobre, estaño y plomo para mejorar aún más las propiedades mecánicas.
Agregar 0.02% ～ 0.1% zirconio o 0.02% ～ 0.1% boro, especialmente agregando 0.02% ～ 0.2% elementos de tierras raras puede refinar las partículas de plomo y hacerlas distribuidas uniformemente, para mejorar la estructura, fundición y mecánica de plomo que contiene rendimiento de bronce de estaño.
El bronce de estaño-zinc-plomo enumerado en las normas nacionales chinas actuales tiene dos grados, QSn4-4-2.5 y QSn4-4-4, que tienen una alta resistencia al desgaste y un fácil procesamiento de corte. Se utilizan principalmente en forma de placas y tiras para automóviles y tractores., Industria de aviación y maquinaria, fabricación de casquillos y cojinetes, conocido como bronce automotriz.
Aplicación de bronce de estaño
El cobre es un metal no ferroso estrechamente relacionado con los seres humanos. Se utiliza ampliamente en la industria eléctrica, la industria ligera, la fabricación de maquinaria, la industria de la construcción, la industria de defensa nacional y otros campos. Ocupa el segundo lugar después del aluminio en el consumo de materiales metálicos no ferrosos .
El bronce de estaño es una aleación de metal no ferroso con la tasa de contracción de fundición más pequeña. Se utiliza para producir piezas de fundición con formas complejas, contornos claros y bajos requisitos de estanqueidad. El bronce de estaño es muy resistente a la corrosión en la atmósfera, agua de mar, agua dulce y vapor, y se usa ampliamente en calderas de vapor y piezas de barcos marinos. El bronce de estaño que contiene fósforo tiene buenas propiedades mecánicas y se puede utilizar como piezas resistentes al desgaste y piezas elásticas de máquinas herramienta de alta precisión. El bronce de estaño con plomo se utiliza a menudo como piezas resistentes al desgaste y cojinetes deslizantes. El bronce de zinc-estaño se puede utilizar como piezas fundidas muy herméticas.
El bronce de estaño es el más utilizado y utilizado en las industrias eléctrica y electrónica, representando más de la mitad del consumo total.
- Se utiliza para varios cables e hilos, motores y transformadores, interruptores y placas de circuito impreso.
- En la fabricación de maquinaria y vehículos de transporte, se utiliza para fabricar válvulas y accesorios industriales, contadores, cojinetes deslizantes, moldes, intercambiadores de calor y bombas, etc.
- Es ampliamente utilizado en la industria química para fabricar recipientes al vacío, ollas de destilación, ollas de elaboración, etc.
- Se utiliza en la industria de defensa para fabricar balas, proyectiles, piezas de armas, etc. Por cada 3 millones de balas producidas, se necesitan 130-140 toneladas de cobre.
- En la industria de la construcción, se utiliza como diversas tuberías, accesorios de tubería, dispositivos decorativos, etc.
