Seoselementtien vaikutus tinapronssiin
Tinapronssi on kupariseos, jonka peruselementtinä on kupari ja pääelementtinä tina. Tinapronssiseoksia on monia laatuja, jotka soveltuvat käytettäväksi erilaisissa työolosuhteissa. Ero luokkien välillä on eri lisäysmäärissä. Erilaiset lisäysmäärät alkuaineita voivat saada tinapronssiseoksesta erilaisia ominaisuuksia ja soveltaa erilaisiin käyttövaatimuksiin. Alla esittelemme yksityiskohtaisesti eri elementtien lisäysten vaikutukset tinapronssin suorituskykyyn.
Fosfori P
1. Tinapronssin fosforipitoisuus ei yleensä ylitä 0,45 %. Kun fosforipitoisuus on suurempi kuin 0,5 %, eutektis-peritektoninen reaktio L+ +Cu3P tapahtuu noin 637 °C:ssa, mikä aiheuttaa kuumahaurautta. Kun lejeeringin fosforipitoisuus on suurempi kuin 0,3 %, organisaatioon ilmestyy eutektiikkaa, joka koostuu kuparista ja kuparifosfidista (Cu3P).
2. Fosfori on tehokas kupariseosten hapettumisenestoaine ja parantaa tinapronssin juoksevuutta. Haittapuolena on valanteen käänteisen erottelun lisääminen.
3. Materiaalin raekoko ennen kylmämuokkausta ja matalan lämpötilan hehkutus (180-300) käsittelyn jälkeen vaikuttavat suuresti tina-loistepronssin mekaanisiin ominaisuuksiin. Kun raekoko on pieni, materiaalin lujuus, kovuus, kimmomoduuli ja väsymislujuus ovat korkeammat kuin karkearaemateriaalilla, mutta plastisuus on hieman pienempi. 4. Kun kylmäkäsiteltyä tina-fosforipronssia on hehkutettu 200–260 °C:ssa 1–2 tunnin ajan, sen lujuus, plastisuus, kimmoraja ja kimmomoduuli paranevat, ja elastista vakautta voidaan myös parantaa.
Sinkki Zn
1. Sinkki on yksi tinapronssin seosalkuaineista, ja sinkillä on suuri liukoisuus kiinteään tinapronssin liuokseen. Siksi Cu-Sn-Zn-käsitelty pronssi on yksifaasinen kiinteä liuos. Zn parantaa lejeeringin juoksevuutta, kaventaa kiteytyslämpötila-aluetta ja vähentää käänteistä segregaatiota, mutta sillä ei ole merkittävää vaikutusta sen rakenteeseen ja ominaisuuksiin.
2. Zn-pitoisuus käsitellyssä tinapronssissa on yleensä enintään 5 %.
Lyijy Pb
1. Pb-pitoisuus tinapronssissa ei ylitä 5 %. Se ei ole liuennut faasiin ja on vapaassa tilassa. Se jakautuu dendriittien kesken mustina hiukkasina, mutta jakautuminen on epätasaista.
2. Pb voi vähentää tinapronssin kitkakerrointa, parantaa kulutuskestävyyttä ja lisätä työstettävyyttä, mutta heikentää hieman seoksen mekaanisia ominaisuuksia.
Mangaani Mn
1. Mn on yksi tinapronssin haitallisista epäpuhtauksista, ja sen pitoisuutta tulee valvoa tarkasti, eikä se saa ylittää 0,002 %. 2. Mangaani hapettuu helposti oksideiksi, mikä vähentää seossulan juoksevuutta, ja jähmettymisen jälkeen se jakautuu raerajoille heikentäen kiteiden välistä sidosta ja alentaen lujuutta.
Rauta Fe
Fe on tinapronssin epäpuhtaus, jonka enimmäispitoisuus on 0,05 %. Se jalostaa jyviä, hidastaa uudelleenkiteytysprosessia ja parantaa lujuutta ja kovuutta. Pitoisuus ei kuitenkaan saa ylittää raja-arvoa, muuten muodostuu liikaa rautaa sisältävää faasia, mikä heikentää lejeeringin korroosionkestävyyttä ja prosessin suorituskykyä.
Alumiini Al, magnesium Mg, pii Si
1. Kiinteään liuokseen voidaan liuottaa pieni määrä lejeeringin mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi, mutta sulatusprosessin aikana se on helppo hapettaa tulenkestävien oksidien tuottamiseksi, mikä vähentää tinapronssin juoksevuutta ja lujuutta.
2. Alumiinipitoisuus Sn-pronssissa ei saa olla suurempi kuin 0,002 %, ja myös Mg-pitoisuutta tulee valvoa tarkasti, koska niiden oksidit heikentävät lejeeringin lujuutta ja sulatteen juoksevuutta . Ulkomailla on kehitetty joitakin Al- ja Mg-pitoisia tinapronsseja, joilla ei ole vain lujuutta, vaan myös hyvä korroosionkestävyys. Esimerkiksi Cu-5Sn-7Al-seoksella on korkea korroosionkestävyys ja lujuus, ja Cu-5Sn-1Mg-tinapronssin lujuus on 900 MPa ja 30 HRC. ikääntymiskäsittely ja johtavuus 30% ~ 35% IACS, jota voidaan käyttää korkean lujuuden, korkean korroosionkestävyyden ja hyvän johtavuuden omaavien komponenttien valmistukseen.
