Perunggu adalah paduan berbahan dasar tembaga. Logam pembantu dapat berupa nikel, seng, timah, aluminium dan lain-lain. Pada artikel ini, kami akan mempertimbangkan jenis, fitur teknologi, bahan kimia. komposisi perunggu, serta cara pembuatannya.
Klasifikasi
1. Menurut komposisi kimianya, logam ini biasanya dibagi menjadi dua kelompok. Yang pertama adalah perunggu timah. Di dalamnya, timah adalah elemen paduan utama. Yang kedua adalah tanpa timah. Kami akan membicarakannya secara lebih rinci di bawah ini.
2. Menurut fitur teknologi perunggu, biasanya dibagi menjadi deformable dan pengecoran. Yang pertama diproses dengan baik di bawah tekanan. Yang terakhir digunakan untuk coran berbentuk.
Logam ini, dibandingkan dengan kuningan, memiliki sifat anti-gesekan, mekanik, dan ketahanan korosi yang jauh lebih baik. Padahal, perunggu adalah paduan tembaga dan timah (sebagai elemen bantu utama). Nikel dan seng bukanlah unsur paduan utama di sini; untuk ini, komponen seperti aluminium, timah, mangan, silikon, timbal, besi, berilium, kromium, fosfor, magnesium, zirkonium, dan lainnya digunakan.
Perunggu Timah: Pengecoran
Mari kita cari tahu apa itu logam. Perunggu timah (foto di bawah menunjukkan bagian cor) adalah paduan yang memiliki fluiditas lebih rendah daripada jenis lainnya. Namun, ia memiliki penyusutan volumetrik yang tidak signifikan, yang memungkinkan untuk mendapatkan coran perunggu berbentuk. Sifat-sifat ini menentukan penggunaan aktif perunggu dalam pengecoran bagian anti-gesekan. Juga, paduan yang dipertimbangkan digunakan dalam pembuatan alat kelengkapan yang dimaksudkan untuk operasi dalam media berair (termasuk air laut) atau dalam uap air, dalam minyak dan di bawah tekanan tinggi. Ada juga yang disebut perunggu pengecoran non-standar untuk tujuan yang bertanggung jawab. Mereka digunakan dalam produksi bantalan, roda gigi, ring, bagian pompa, cincin penyegel. Bagian ini dirancang untuk beroperasi di bawah tekanan tinggi, kecepatan tinggi, dan beban rendah.
Perunggu timah
Subspesies paduan timah pengecoran ini digunakan dalam pembuatan bantalan, segel, dan cetakan berbentuk. Perunggu semacam itu dicirikan oleh sifat mekanik yang rendah, sebagai akibatnya, dalam proses pembuatan bantalan dan busing, mereka hanya diterapkan pada dasar baja dalam bentuk lapisan yang sangat tipis. Paduan dengan kandungan timah yang tinggi memiliki sifat mekanik yang lebih tinggi. Oleh karena itu, mereka dapat digunakan tanpa penyangga baja.
Perunggu Timah: Dapat Diubah Bentuk
Paduan yang diproses dengan tekanan biasanya dibagi menjadi beberapa kelompok berikut:timah-fosfor, timah-seng dan timah-seng-timbal. Mereka telah menemukan aplikasi mereka dalam industri pulp dan kertas (jaring dibuat dari mereka) dan teknik mesin (produksi pegas, bantalan dan bagian-bagian mesin). Selain itu, bahan-bahan ini digunakan dalam pembuatan produk bimetal, batang, pita, strip, roda gigi, roda gigi, busing dan gasket untuk mesin dengan beban tinggi, tabung untuk instrumentasi, pegas tekanan. Dalam teknik listrik, meluasnya penggunaan perunggu (tempa) karena sifat mekaniknya yang sangat baik (bersama dengan karakteristik listrik yang tinggi). Ini digunakan dalam pembuatan pegas pembawa arus, konektor steker, kontak. Dalam industri kimia, timah perunggu digunakan untuk memproduksi kawat pegas, dalam mekanika presisi - fitting, dalam industri kertas - scraper, dalam industri otomotif dan traktor - bushing dan bearing.
Paduan ini dapat disuplai dalam kondisi ekstra keras, keras, semi-keras, dan lunak (anil). Perunggu timah biasanya dikerjakan dengan dingin (digulung atau digambar). Logam panas hanya ditekan. Di bawah tekanan, perunggu bekerja sempurna baik dingin maupun panas.
Perunggu Berilium
Ini adalah paduan yang termasuk dalam kelompok logam pengerasan presipitasi. Ini memiliki sifat mekanik, fisik dan elastis yang tinggi. Perunggu berilium memiliki tingkat ketahanan panas, ketahanan korosi, dan kekuatan siklik yang tinggi. Ini tahan terhadap rendahsuhu, tidak memagnetisasi dan tidak menimbulkan percikan api saat dipukul. Pengerasan perunggu berilium dilakukan pada suhu 750-790 derajat Celcius. Penambahan kob alt, besi dan nikel berkontribusi untuk memperlambat laju transformasi fasa selama perlakuan panas, yang sangat memudahkan teknologi penuaan dan pengerasan. Selain itu, penambahan nikel berkontribusi pada peningkatan suhu rekristalisasi, dan mangan dapat menggantikan berilium yang mahal, meskipun tidak sepenuhnya. Karakteristik perunggu di atas memungkinkan untuk menggunakan paduan ini dalam pembuatan pegas, bagian pegas, dan membran dalam industri jam tangan.
Paduan tembaga dan mangan
Perunggu ini memiliki sifat mekanik khusus yang tinggi. Itu diproses dengan tekanan, baik dingin maupun panas. Logam ini ditandai dengan ketahanan panas yang tinggi, serta ketahanan terhadap korosi. Paduan tembaga dengan penambahan mangan telah digunakan secara luas dalam perlengkapan tungku.
Perunggu silikon
Ini adalah paduan yang mengandung nikel, lebih jarang mangan. Logam semacam itu dicirikan oleh sifat mekanik, anti-gesekan, dan elastis yang sangat tinggi. Pada saat yang sama, perunggu silikon tidak kehilangan plastisitasnya pada suhu rendah. Paduan disolder dengan baik, diproses dengan tekanan pada suhu tinggi dan rendah. Logam yang dimaksud tidak termagnetisasi, tidak menyala saat dipukul. Ini menjelaskan meluasnya penggunaan perunggu (silikon) dalam pembuatan kapal laut dalam pembuatan suku cadang anti-gesekan, bantalan, pegas,grates, evaporator, meshes dan guide bushing.
Mencetak Paduan Tanpa Timah
Jenis perunggu ini dicirikan oleh korosi yang baik, sifat anti-gesekan, serta kekuatan tinggi. Mereka digunakan untuk pembuatan bagian yang dioperasikan dalam kondisi yang sangat sulit. Ini termasuk roda gigi, katup, busing, roda gigi untuk turbin dan derek yang kuat, cacing yang bekerja bersama-sama dengan bagian baja yang diperkeras, bantalan yang beroperasi di bawah tekanan tinggi dan beban kejut.
Bagaimana cara membuat perunggu?
Produksi logam ini harus dilakukan di tungku khusus yang digunakan untuk peleburan paduan tembaga. Muatan perunggu dapat dibuat dari logam segar atau dengan penambahan limbah sekunder. Proses peleburan biasanya dilakukan di bawah lapisan fluks atau arang.
Proses menggunakan muatan logam segar terjadi dalam urutan tertentu. Pertama, jumlah fluks atau arang yang diperlukan dimasukkan ke dalam tungku yang sangat panas. Kemudian tembaga ditempatkan di sana. Setelah menunggu meleleh, naikkan suhu pemanasan menjadi 1170 derajat. Setelah itu, lelehan harus dideoksidasi, yang ditambahkan tembaga fosfor. Proses ini dapat dilakukan dalam dua tahap: langsung di tungku, dan kemudian di sendok. Dalam hal ini, aditif diperkenalkan dalam proporsi yang sama. Selanjutnya, elemen paduan yang diperlukan yang dipanaskan hingga 120 derajat ditambahkan ke lelehan. Komponen tahan api harus dimasukkan dalam bentuk pengikat. Perunggu cair lebih lanjut (foto,di bawah, menunjukkan proses peleburan) diaduk sampai semua zat yang ditambahkan benar-benar larut dan dipanaskan sampai suhu yang diinginkan. Saat mengeluarkan paduan yang dihasilkan dari tungku, sebelum dituangkan, akhirnya harus dideoksidasi dengan sisa (50%) tembaga fosfor. Hal ini dilakukan untuk melepaskan perunggu dari oksida dan meningkatkan fluiditas lelehan.
Melebur dari bahan daur ulang
Untuk membuat perunggu menggunakan logam daur ulang dan limbah, peleburan harus dilakukan dengan urutan sebagai berikut. Pertama, tembaga dilebur dan dideoksidasi dengan aditif fosfor. Kemudian bahan yang bersirkulasi ditambahkan ke lelehan. Setelah itu, logam benar-benar meleleh dan elemen paduan dimasukkan dalam urutan yang sesuai. Jika muatan terdiri dari sejumlah kecil tembaga murni, pertama-tama perlu untuk melelehkan logam yang bersirkulasi, dan kemudian menambahkan elemen tembaga dan paduan. Peleburan dilakukan di bawah lapisan fluks atau arang.
Setelah mencairkan campuran dan memanaskannya sampai suhu yang diperlukan, deoksidasi akhir campuran dengan tembaga fosfor dilakukan. Selanjutnya, lelehan ditutup di atasnya dengan batubara terkalsinasi atau fluks kering. Konsumsi yang terakhir adalah 2-3 persen berat logam. Lelehan yang dipanaskan disimpan selama 20-30 menit, diaduk secara berkala, dan kemudian terak yang terpisah dikeluarkan dari permukaannya. Semuanya, perunggu siap untuk casting. Untuk menghilangkan terak yang lebih baik, pasir kuarsa dapat ditambahkan ke sendok, yang mengentalkannya. Untuk menentukan apakah perunggu siap untuk dicetak ke dalam cetakan, khusustes teknologi. Fraktur sampel tersebut harus seragam dan bersih.
Aluminium Perunggu
Ini adalah paduan tembaga dan aluminium sebagai elemen paduan. Proses peleburan logam ini berbeda secara signifikan dari yang di atas, yang dijelaskan oleh karakteristik kimia komponen tambahan. Pertimbangkan cara membuat perunggu menggunakan komponen paduan aluminium. Dalam pembuatan paduan jenis ini menggunakan bahan daur ulang dalam pengisian, operasi untuk deoksidasi dengan komponen fosfor tidak digunakan. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa fosfor dicirikan oleh afinitas yang lebih rendah untuk molekul oksigen daripada aluminium. Anda juga harus menyadari bahwa perunggu jenis ini sangat sensitif terhadap panas berlebih, sehingga suhunya tidak boleh melebihi 1200 derajat. Dalam keadaan super panas, aluminium teroksidasi, dan paduan perunggu jenuh dengan gas. Selain itu, oksida yang terbentuk selama peleburan jenis perunggu ini tidak berkurang dengan penambahan deoksidasi, dan sangat sulit untuk menghilangkannya dari lelehan. Film oksida memiliki titik leleh yang sangat tinggi, yang secara signifikan mengurangi fluiditas perunggu dan menyebabkan penolakan. Peleburan dilakukan dengan sangat intensif, pada batas atas suhu pemanasan. Selain itu, lelehan yang sudah jadi tidak boleh disimpan di tungku. Saat melelehkan aluminium perunggu, disarankan untuk menggunakan fluks yaitu 50% soda ash dan 50% cryolite sebagai lapisan penutup.
Lelehan yang sudah jadi dimurnikan sebelum dituangkan ke dalam cetakan dengan memasukkan mangan klorida ke dalamnya, atauseng klorida (0,2-0,4% dari total massa muatan). Setelah prosedur ini, paduan harus disimpan selama lima menit sampai penghentian total evolusi gas. Setelah itu, campuran dibawa ke suhu yang diperlukan dan dituangkan ke dalam cetakan.
Untuk mencegah segregasi dalam lelehan perunggu dengan kandungan pengotor timbal yang tinggi (50-60%), disarankan untuk menambahkan 2-2,3% nikel dalam bentuk pengikat tembaga-nikel. Atau, sebagai fluks, perlu menggunakan garam sulfat dari logam alkali. Nikel, perak, mangan, jika merupakan bagian dari perunggu, harus dimasukkan ke dalam lelehan sebelum prosedur penambahan timah. Selain itu, untuk meningkatkan kualitas paduan yang dihasilkan, kadang-kadang dimodifikasi dengan aditif kecil berdasarkan logam tahan api.
