Mosaz, vlastnosti, charakteristika – přehledový článek

Mosaz je slitina na bázi kovů mědi a zinku. Obsah zinku ve slitině může být od 5 do 45 %. Zinek je ve srovnání s mědí levnější, z tohoto důvodu jeho zavedení do slitiny nejen zlepšuje mechanické, kluzné a technologické vlastnosti, ale také snižuje cenu mosazi.

Mosaz lze nazvat nejpodivnější slitinou starověku. V římské říši začala výroba slitiny v 1781. století před naším letopočtem. Mezi drahými kovy se mosaz umístila na třetím místě za stříbrem a zlatem. Na východě je slitina známá již od XNUMX. století. Za zdroj mědi, olova a stříbra je považován důl Anarak, který se nachází v severním Íránu. Existují důkazy o používání slitin mosazi v XNUMX.-XNUMX. století na severozápadním Kavkaze. Podél Hedvábné stezky mohli obyvatelé severního Kavkazu nakupovat mosaz z Malé Asie. V Anglii v roce XNUMX byla mosaz vyrobena legováním mědi se zinkem.

Klasifikace mosazí

V závislosti na chemickém složení existují:

• Jednoduché (dvousložkové) mosazi. Obsahují pouze měď a zinek. Jednoduchá mosaz je označena písmenem „L“ a číslem, které udává procento mědi. Například: L85 obsahuje 85 % mědi a 15 % zinku.
• Speciální (vícekomponentní) mosazi. Obsahují měď, zinek, olovo, hliník, železo a další prvky, které zlepšují základní vlastnosti materiálu. Takové prvky se nazývají legující prvky. Speciální mosaz je označena písmenem „L“, stejně jako písmeny a číslicemi označujícími další legující prvky a jejich procentuální zastoupení. Například: LA77-2 obsahuje 77 % mědi, 2 % hliníku a 21 % zinku.

Speciální mosazi se dělí do tříd pojmenovaných podle hlavního legujícího prvku (mangan, hliník, křemík, cín, nikl, olovo).

<img src=“https://cu-prum.ru/assets/images/stati/brass/lat212.jpg“ />Podle stupně zpracování mosazi existují:

• deformovatelný (mosazná páska, drát, trubka, mosazný plech);
• slévárny (kování, ložiska, části přístrojů).

Přečtěte si více o slitinách mosazi

Existuje také klasifikace založená na množství zinku ve slitině:

• 5-20% zinek – červená mosaz (tompak);
• 20-36% zinek – mosaz žlutá.

Základní vlastnosti mosazi

Mosaz se dobře hodí pro tlakové zpracování. Mechanické vlastnosti jsou poměrně vysoké, odolnost proti korozi je vyhovující. Pokud porovnáme mosaz s bronzem, pak je jejich pevnost, odolnost proti korozi a kluzné vlastnosti menší. Nejsou příliš stabilní na vzduchu, ve slané mořské vodě, roztocích oxidu uhličitého a roztocích mnoha organických kyselin.

Mosaz má krásnou barvu a ve srovnání s mědí má lepší odolnost proti korozi. S rostoucí teplotou se však zvyšuje i rychlost koroze. Tento proces je nejvíce patrný u tenkostěnných výrobků. Korozi může vyvolat: vlhkost, stopy amoniaku a oxidu siřičitého ve vzduchu. Aby se tomuto jevu zabránilo, jsou mosazné výrobky po zpracování vypalovány při nízké teplotě.

Téměř všechny mosazi zůstávají při poklesu teploty (na teploty helia) tažné a nekřehnou, což umožňuje jejich použití jako dobrého konstrukčního materiálu. Vzhledem k vyšší teplotě rekrystalizace (300-370°C) než u mědi bude tečení mosazí při vysokých teplotách menší. Při průměrných teplotách (200-600°C) dochází k jevu křehkosti, protože nečistoty nerozpustné při nízkých teplotách (např. olovo, vizmut) tvoří křehké mezikrystalické vrstvy. S rostoucí teplotou se rázová houževnatost mosazi snižuje. Ve srovnání s mědí je elektrická vodivost a tepelná vodivost mosazi nižší.

<img src=“https://cu-prum.ru/assets/drgalleries/49/thumb_img63.png“ />

Podívejme se, jak legující prvky ovlivňují vlastnosti mosazi.

• Cín výrazně zvyšuje antikorozní vlastnosti v mořské vodě a zvyšuje pevnost slitiny. Mosaz s cínem se často nazývá mosaz.
• Mangan zvyšuje pevnost a odolnost proti korozi. Manganové mosazi se často kombinují s cínem, železem a hliníkem.
• Nikl zlepšuje korozní vlastnosti a pevnost v různých prostředích.
• Křemík snižuje pevnost a tvrdost a také zlepšuje svařitelnost. Mosaz obsahující křemík a olovo má dobré vlastnosti proti tření. Takové slitiny mohou nahradit dražší, jako je cínový bronz.
• Olovo výrazně zlepšuje obrobitelnost, ale zároveň zhoršuje mechanické vlastnosti. Olověná mosaz se nazývá automatická, protože se zpracovává na automatických strojích. Tato slitina je nejběžnější.
• Hliník snižuje těkavost zinku v důsledku tvorby ochranného filmu (oxid hlinitý) na povrchu roztavené mosazi.

Způsoby, jak se dostat

Technologie výroby mosazi zahrnuje procesy v průmyslu mědi a zinku, stejně jako zpracování recyklovatelných materiálů. Surovinou pro výrobu slitin jsou polotovary z mědi, zinku a dalších kovů pro výrobu vícesložkových slitin. Využíváme také vlastní výrobní odpady a druhotné suroviny. Všechny přířezy jsou vyráběny v souladu s GOST.

Pro tavení mosazi se používají různé typy tavicích pecí, které se používají k tavení slitin mědi. Nejúčinnější jsou elektrické indukční nízkofrekvenční pece s magnetickým jádrem. Tavení se provádí pod odsávacím větráním, protože některé prvky slitiny se intenzivně odpařují a mohou poškodit lidské zdraví. Je nežádoucí přehřívat slitinu kvůli pravděpodobnosti vznícení některých součástí na vzduchu. Čisté a recyklované kovy se používají jako vsázky pro tavení mosazi.

Nejprve se připraví suroviny a vyčistí se pece. Měď zahřátá na červený žár se umístí do pece a poté se přidají hrudky zinku. Při tavení slitin mědi a zinku se počítá s výraznou oxidací zinku. Ke snížení oxidace se provádí řada opatření. Pro výrobu vícesložkových slitin se nejprve přidává měď a poté opatrně zbývající složky.

Homogenní hmota se nalévá do forem pro výrobu slévárenské mosazi. Výsledkem jsou ploché a kulaté ingoty. Po odlití procházejí tvářené slitiny procesem deformace. Výsledné produkty se liší stupněm tuhnutí a stárnutí a také tvrdostí materiálu. Předběžné tepelné zpracování obrobků výrazně zvyšuje pevnost a odolnost mosazi proti korozi.

přihláška

Chladicí systémy pro motory, různá pouzdra a adaptéry jsou vyrobeny z mosazi. Slitina se používá ve stavebnictví. Například na výrobu klempířských zařízení a designových prvků. Upevňovací prvky, jako jsou šrouby a matice, jsou také vyrobeny z mosazi. Tato slitina se používá při stavbě lodí a při výrobě střeliva.

Existuje několik typů válcované mosazi:

• Mosazná tyč – Jedná se o dlouhý kovový výrobek, který je polotovarem pro různé díly. Tyč má různé tvary průřezu: kulatý, oválný, obdélníkový, čtvercový, šestihranný, lichoběžníkový.
• Mosazný plech je plochý polotovar obdélníkového průřezu o tloušťce větší než 25 mm, který se vyrábí válcováním nebo odléváním. Desky jsou měkké, tvrdé, polotvrdé a extra tvrdé. Mosazné plechy se v průmyslu používají k dekorativní úpravě budov.
• Mosazný drát – Jedná se o podlouhlý profil malého průměru. Drát se používá při výrobě elektrických zařízení a dekorativních prvků, dále ve strojírenství, letecké výrobě, svařování a obuvnickém průmyslu.
• Mosazná trubka – má vysokou tažnost, odolnost proti korozi a opotřebení. Trubky se používají v bytových a komunálních službách, strojírenství, výrobě přístrojů a elektrické energii.
• Mosazný kruh – Jedná se o pevný profil kruhového průřezu. Výrobek se používá v automobilovém průmyslu, výrobě nástrojů a při výrobě obráběcích strojů a mechanismů.
• mosazný plech – nepostradatelný v polygrafickém, automobilovém, elektroenergetickém, přístrojovém, elektrotechnickém, stavebním a chemickém průmyslu.

V moderním průmyslu mosaz vyniká mezi ostatními materiály vysokou poptávkou v různých oblastech výroby. Jeho atraktivita je dána odolností vůči fyzickým vlivům a přírodním katastrofám, jako jsou srážky a náhlé změny teplot.

Výrobky z mosazi jsou díky svým jedinečným vlastnostem nedílnou součástí průmyslové výroby. Mají vynikající tepelnou a elektrickou vodivost, díky čemuž je mosaz preferovanou volbou pro efektivní a spolehlivé výrobní procesy.

Jak se získává mosaz?

Mosaz se vyrábí legováním mědi a zinku. Proces začíná měřením správného poměru mědi a zinku, aby vyhovoval požadovaným vlastnostem konečného produktu. Směs těchto dvou kovů se pak umístí do pece a zahřeje se na vysokou teplotu, dostatečně vysokou na roztavení obou kovů. Po roztavení a smíchání mědi a zinku se získá homogenní slitina, která se následně nalije do forem, aby se vytvořily specifické výrobky nebo polotovary. Po ochlazení mohou být mosazné polotovary podrobeny dalšímu zpracování, jako je válcování, aby se dosáhlo požadovaného tvaru a rozměrů. Kontrola složení a pečlivý proces tavení hrají klíčovou roli při výrobě kvalitní mosazi s požadovanými vlastnostmi.

Parametry

Zde jsou některé základní parametry mosazi:

1. Složení:
— Obvykle obsahuje 60 % až 90 % mědi.
— Zbývající složky jsou zinek, mohou obsahovat stopové prvky jako cín, olovo, hliník a další.

2. Barva:
— Mosaz se liší v odstínu, který se může pohybovat od žluto-zlatého až po červenobronzový, v závislosti na obsahu mědi.

3. Síla a tvrdost:
— Mosaz má obecně dobrou pevnost a tvrdost, díky čemuž je vhodná pro použití ve strojírenství a stavebnictví.

4. Tepelná vodivost a elektrická vodivost:
— Mosaz má vynikající tepelnou a elektrickou vodivost, díky čemuž je užitečná pro výrobu tepelné techniky a elektrických zařízení.

5. Odolnost proti korozi:
— Mosaz může mít dobrou odolnost proti korozi, což umožňuje její použití v podmínkách vystavených vlhkosti a agresivnímu prostředí.

Je důležité si uvědomit, že přesné parametry mosazi se mohou lišit v závislosti na jejím konkrétním složení, které je dáno požadavky na finální výrobek.

Jinakost

Mosaz je slitina mědi a zinku, která má vynikající odolnost proti korozi a atraktivní zlatý odstín. Mezi její jedinečné vlastnosti patří vynikající zpracovatelnost, díky čemuž je mosaz ideálním materiálem pro výrobu šperků a dekoračních předmětů. Kromě toho mosazné slitiny nabízejí vynikající kombinaci pevnosti a lehkosti a poskytují širokou škálu aplikací ve strojírenství a výrobě.

V moderním stavu je mosaz známá od roku 1781, kdy si Brit James Emerson patentoval slitinu mědi a kovového zinku. Tato metoda byla po dlouhou dobu ve skutečnosti jediným známým způsobem výroby mosazi.

V devatenáctém století byla v evropských zemích, včetně Ruska, mosaz známá jako materiál pro výrobu falešného zlata. Mosaz, která má vysoké spotřebitelské vlastnosti a je odolným materiálem, si rychle získala oblibu mezi výrobci a obyvatelstvem.

Rozdíly v mosazi

Rozdíly v mosazi mohou záviset na procentuálním podílu každé složky. Například mosaz s vysokým obsahem zinku má typicky jasně žlutý odstín, zatímco slitiny s vyšším obsahem mědi mohou mít červenobronzovou barvu. Tyto variace ve složení mosazi dávají materiálu různé fyzikální a chemické vlastnosti, díky čemuž je vhodný pro různé průmyslové a umělecké aplikace.

Aktuální stav

V moderním stavu lze mosaz rozdělit do tří hlavních typů.

Tombac neboli deformovatelná mosaz – materiál, který se může ohýbat při mechanickém namáhání. Prokazuje vysoký výkon v oblasti svařování s ocelí, což z tombaku dělá jeden z nejžádanějších materiálů v moderním průmyslu.

Druhý typ je litá mosaz. Materiál, který nelze deformovat běžným mechanickým působením. Prokazující vysokou pevnost, taková mosaz nachází aktivní uplatnění v oblasti high-tech a vědecky náročné výroby.

Nakonec je tu ještě jeden typ – bižuterní mosaz. Se žlutou nebo zelenou barvou těžko odlišitelnou od odstínů drahých kovů nebo šperků je mosaz při výrobě bižuterie nebo šperků nepostradatelná. Mezi další výhody patří vysoká pevnost, odolnost proti korozi a trvanlivost.

Aplikace

Rozsah oblastí, ve kterých se mosaz používá, je extrémně široký. Deformovatelná mosaz se tedy mimo jiné používá v:

1. Průmysl. Například značka L68 se používá ve většině případů, pokud jde o výrobu produktů tradiční metodou lisování, a L63 se používá k vytváření automobilových dílů. Opomenuto však nebylo ani těžké strojírenství. Z L85 tak vznikají části složitých mechanismů, strojů a nástrojů.
2. Vědecky náročné výroba. Například nejsložitější manometrové trubky jsou vyrobeny z LANKMts75-2-2,5-0,5-0,5.

Rozsah použití je tak široký, že zahrnuje šperky a kování. Proto celosvětová poptávka po zinku pro výrobu mosazi neustále roste. Od roku 2019 je celosvětová spotřeba zinku pro výrobu mosazi přes dva miliony tun, z čehož přibližně jeden milion tvoří primární zinek.

Vědci, inženýři a další odborníci v současné době pracují na snížení nákladů na výrobu zinku, a tedy i mosazi. Vyvíjejí se nové typy slitin, které jsou ve světě stále složitější technologické výroby žádané a staré se modernizují.

Zejména přidání železa nebo hořčíku do konečného produktu může zvýšit jeho pevnost. Tento úspěch není příliš užitečný v případech, kdy se mosaz používá k výrobě součástí s krátkou životností, ale je nepostradatelná při použití v high-tech strojích.