Qu'est-ce que le bronze à l'étain?
Le bronze à l'étain est le bronze avec l'étain comme principal élément d'alliage, la teneur en étain est généralement comprise entre 3 et 14% .Il est principalement utilisé pour fabriquer des éléments élastiques et des pièces résistantes à l'usure.
La teneur en étain du bronze à l'étain forgé ne dépasse pas 8%, et parfois du phosphore, du plomb, du zinc et d'autres éléments sont ajoutés. Le phosphore est un bon désoxydant et peut également améliorer la fluidité et la résistance à l'usure.
L'ajout de plomb au bronze à l'étain peut améliorer l'usinabilité et la résistance à l'usure, et l'ajout de zinc peut améliorer les performances de coulée. Cet alliage a des propriétés mécaniques élevées, des propriétés anti-usure et une résistance à la corrosion, un traitement de coupe facile, de bonnes propriétés de brasage et de soudage, un faible coefficient de retrait et un non-magnétique. Le bronze à l'étain a une haute résistance, une résistance à la corrosion et d'excellentes propriétés de moulage.Il est largement utilisé dans divers secteurs industriels depuis longtemps.
Histoire du bronze
Dès 3000 avant JC, les gens ont commencé à fabriquer et à utiliser du cuivre. Cependant, les objets en fusion de cuivre sont trop mous, se plient facilement et deviennent rapidement ternes. Ensuite, on a découvert que l'étain était mélangé au cuivre pour fabriquer un alliage cuivre-étain-bronze.
Les dispositifs en bronze sont beaucoup plus faciles à fondre et à fabriquer que le cuivre pur et plus dur que le cuivre pur (si la valeur de dureté de l'étain est fixée à 5, alors la dureté du cuivre est de 30 et la dureté du bronze de 100 à 150), historiquement appelé ceci La période est l'âge du bronze.
Le travail de la période des Royaumes combattants en Chine, «Zhou Li · Dongguan · Guren» résumait l'expérience de la fusion du bronze, racontant les différentes proportions de cuivre et d'étain utilisées dans diverses pièces moulées en bronze. Cela montre qu'il y a plus de 3000 ans, les travailleurs chinois ont réalisé que les bronzes à des fins différentes nécessitent des propriétés différentes et que les proportions de composants métalliques utilisés pour couler les bronzes devraient également être différentes.
Le bronze est dur, facile à fondre, peut être bien coulé et est stable dans l'air, donc même à l'âge du fer après l'âge du bronze, il n'a pas perdu sa valeur d'usage. Par exemple, vers 280 avant JC, le dieu du soleil en bronze debout dans le port de Rhodes sur l'île de Rhodes dans la mer Égée européenne mesurait 46 mètres de haut et ses doigts étaient plus grands que la taille d'un adulte.
Classement bronze étain
Bronze à l'étain industriel Le bronze à l'étain est un alliage de cuivre important utilisé dans l'industrie. Afin d'améliorer ses propriétés de moulage, de résistance mécanique et d'usure, et d'économiser l'étain, des éléments d'alliage tels que le phosphore, le zinc, le plomb, etc. sont ajoutés au bronze à l'étain. Par conséquent, le bronze à l'étain peut être divisé en trois types: bronze étain-phosphore, bronze étain-zinc et étain-zinc-plomb.
Bronze phosphoreux étain
Le phosphore est un bon désoxydant pour les alliages de cuivre, qui peut augmenter la fluidité de l'alliage, améliorer le processus et les propriétés mécaniques du bronze à l'étain, mais augmenter le degré de ségrégation inverse.
La solubilité ultime du phosphore dans le bronze à l'étain est de 0,15%. Lorsqu'elle est trop élevée, un eutectique ternaire + δ + Cu3P sera formé, avec un point de fusion de 628 ℃. Il est facile de produire de la fragilité à chaud lors du laminage à chaud et ne peut être travaillé à froid. Par conséquent, la teneur en phosphore dans le bronze à l'étain déformé ne doit pas être supérieure à 0,5% et le phosphore doit être inférieur à 0,25% pendant le travail à chaud.
Le bronze à l'étain contenant du phosphore est un matériau élastique bien connu: lors du traitement, il est nécessaire de contrôler la granulométrie avant le travail à froid et le recuit à basse température après le traitement. La résistance, le module d'élasticité et la résistance à la fatigue des matériaux traités à grains fins sont supérieurs à ceux des matériaux traités à gros grains, mais la plasticité est plus faible. Le matériau travaillé à froid est recuit à une basse température de 200-260 ° C pendant 1 à 2 heures pour produire un effet de durcissement par recuit, ce qui peut encore améliorer la résistance, la plasticité, la limite élastique et le module d'élasticité du produit, et augmenter le stabilité d'élasticité.
Au total, 4 qualités de bronze phosphoreux à l'étain ont été incluses dans les normes nationales chinoises.
L'alliage QSn6.5-0.1 est principalement utilisé pour fabriquer des éléments élastiques, en particulier des feuilles de contact à ressort avec une bonne conductivité électrique, des pièces résistantes à l'usure et des éléments antimagnétiques dans les instruments et les compteurs, etc.
L'alliage Qsn6.5-0.4 est principalement utilisé dans la fabrication du papier, les industries chimiques et alimentaires pour fabriquer des treillis métalliques, et également utilisé pour fabriquer des pièces résistantes à l'usure et à ressort;
L'alliage QSn7-0.2 est utilisé pour les pièces qui supportent le frottement sous une charge moyenne et une vitesse de glissement, telles que des roulements, des coussinets, des turbines, etc., et peut également être utilisé pour fabriquer des composants élastiques et d'autres pièces mécaniques et électriques;
L'alliage QSn4-0.3 est utilisé pour produire divers tuyaux dans des manomètres, en tant que composants sensibles, et est appelé bronze de manomètre.
Bronze étain et zinc
Une grande quantité de zinc est dissoute dans l'alliage cuivre-étain et la quantité de zinc ajoutée dans le bronze à l'étain corroyé n'est généralement pas supérieure à 4%. Le zinc peut améliorer la fluidité de l'alliage, réduire la plage de températures de cristallisation et réduire la ségrégation inverse.
La nuance de bronze étain-zinc répertoriée dans la norme nationale chinoise actuelle est QSn4-3, qui présente une bonne élasticité, une bonne résistance à l'usure et un diamagnétisme.Elle peut être traitée à la presse dans des conditions froides et chaudes, est facile à souder et à braser, et a une bonne usinabilité., Il a une bonne résistance à la corrosion dans l'atmosphère, l'eau douce et l'eau de mer. Il est utilisé pour divers composants élastiques et raccords de tuyauterie, équipements chimiques, pièces résistantes à l'usure et pièces antimagnétiques, etc.
Bronze étain zinc plomb
Le plomb n'est pas réellement dissous dans l'alliage cuivre-étain, il est distribué parmi les dendrites sous forme d'inclusions noires monophasées. La répartition du plomb dans le lingot n'est pas facile d'être uniforme, le plus souvent l'ajout d'une petite quantité de nickel peut améliorer sa distribution et affiner la structure. Le plomb réduit le coefficient de frottement du bronze à l'étain, améliore la résistance à l'usure et l'usinabilité, mais réduit légèrement les propriétés mécaniques.
3% à 5% de zinc sont souvent ajoutés à l'alliage cuivre-étain-plomb pour améliorer encore les propriétés mécaniques.
L'ajout de 0,02% ～ 0,1% de zirconium ou 0,02% ～ 0,1% de bore, en particulier l'ajout de 0,02% ～ 0,2% d'éléments de terres rares peut affiner les particules de plomb et les rendre uniformément réparties, de manière à améliorer la structure, la coulée et la mécanique des éléments contenant du plomb performance bronze étain.
Le bronze étain-zinc-plomb répertorié dans les normes nationales chinoises actuelles a deux grades, QSn4-4-2.5 et QSn4-4-4, qui ont une résistance élevée à l'usure et un traitement de coupe facile. Ils sont principalement utilisés sous forme de plaques et bandes pour automobiles et tracteurs., industrie aéronautique et mécanique, fabrication de coussinets et coussinets, connus sous le nom de bronze automobile.
Application de bronze à l'étain
Le cuivre est un métal non ferreux étroitement apparenté à l'homme. Il est largement utilisé dans l'électricité, l'industrie légère, la fabrication de machines, l'industrie de la construction, l'industrie de la défense nationale et d'autres domaines. Il vient juste après l'aluminium dans la consommation de métaux non ferreux .
Le bronze à l'étain est un alliage de métaux non ferreux avec le plus petit taux de retrait de coulée.Il est utilisé pour produire des pièces moulées aux formes complexes, aux contours clairs et aux faibles exigences d'étanchéité à l'air. Le bronze à l'étain est très résistant à la corrosion dans l'atmosphère, à l'eau de mer, à l'eau douce et à la vapeur, et est largement utilisé dans les chaudières à vapeur et les pièces de navires marins. Le bronze à l'étain contenant du phosphore a de bonnes propriétés mécaniques et peut être utilisé comme pièces résistantes à l'usure et comme pièces élastiques de machines-outils de haute précision. Le bronze à l'étain plombé est souvent utilisé comme pièces résistantes à l'usure et comme paliers lisses. Le bronze zinc-étain peut être utilisé comme pièces moulées hautement étanches.
Le bronze à l'étain est le plus largement utilisé et utilisé dans les industries électriques et électroniques, représentant plus de la moitié de la consommation totale.
- Utilisé pour divers câbles et fils, moteurs et transformateurs, commutateurs et cartes de circuits imprimés
- Dans la fabrication de machines et de véhicules de transport, il est utilisé pour fabriquer des vannes et accessoires industriels, des compteurs, des paliers lisses, des moules, des échangeurs de chaleur et des pompes, etc.
- Il est largement utilisé dans l'industrie chimique pour fabriquer des récipients à vide, des pots de distillation, des pots de brassage, etc.
- Il est utilisé dans l'industrie de la défense pour fabriquer des balles, des obus, des pièces d'armes à feu, etc. Pour chaque tranche de 3 millions de balles produites, 130 à 140 tonnes de cuivre sont nécessaires.
- Dans l'industrie de la construction, il est utilisé comme divers tuyaux, raccords de tuyauterie, dispositifs décoratifs, etc.
