Фосфорен бронз: сила, свойства и приложения в промишлеността

Какво е фосфорен бронз и кои стандарти го покриват

Фосфорният бронз е сплав от мед-калай, към която е добавено малко, съзнателно количество фосфор по време на топенето. Нивото на фосфор е ниско, обикновено 0,03-0,35% от масата, но то деоксидира стопилката, подобрява течливостта и повишава устойчивостта на износване и твърдостта. Тъй като фосфорът също така понижава електрическата проводимост, фосфорният бронз е избран по-скоро за механична и корозионна устойчивост, отколкото за-ефективност при пренасяне на ток. Фамилията от ковани изделия е стандартизирана чрез ASTM B103/B103M за плочи, листове, ленти и валцовани пръти, ASTM B139/B139M за пръти, пръти и профили и ASTM B159/B159M за тел. В Унифицираната система за номериране общите марки са C51000 с около 5 % калай, C52100 с около 8 % калай и C54400, оловният клас за свободно рязане. Европейските купувачи ще намерят същите сплави като CW451K (CuSn6) и CW452K (CuSn8) съгласно EN 1652 за ленти и EN 12163/EN 12164 за пръти, докато китайските мелници произвеждат QSn6.5-0.1 и QSn4-3 до GB/T 5231, с толеранси за ленти под GB/T 2059.

Бенчмаркове за химичен състав и механични свойства

Класът 8 % калай C52100 премества същата маса нагоре с приблизително 60-90 MPa при еднаква температура, а компромисът е допълнителна загуба на проводимост и формоспособност. Стойностите зависят от температурата, така че поръчката за покупка трябва да посочва кода на температурата, а не само номера на сплавта.

Където се използва фосфорен бронз

Комбинацията от устойчивост на умора, нисък коефициент на триене и умерена проводимост поставя фосфорния бронз в четири основни групи приложения: токопренасящи пружини и контактни елементи като релейни пластини, части на превключватели и съединителни клеми; оформени шайби, задържащи пръстени и силфони, където еластичното възстановяване има значение; плъзгащи лагери, втулки и износващи се плочи, работещи при леко до средно натоварване; и морски или индустриален хардуер, изложен на пръски и влажна атмосфера. Инструментални струни, перкусионни компоненти и архитектурни елементи използват сплавта заради неясен златист цвят и патина, която развива във въздуха.

Съображения за производство, заваряване и доставка

Лентата от фосфорен бронз е подредена по дебелина, ширина, темперамент, състояние на ръба и тегло на намотката, а размерът на зърното е толкова важен, колкото и темпераментът за силно огъване. Типичното снабдяване на мелницата за ленти е с дебелина от 0,1 mm до 3 mm в ширина до около 600 mm, с рулони от няколкостотин килограма, за да отговарят на високо-скоростните линии за пресоване. Огъването трябва да се извършва с линия на огъване, напречно на посоката на валцоване, освен ако температурата и размерът на зърното не са квалифицирани за надлъжно огъване. Сплавта е лесно мека запоена и споена и може да бъде заварена със съпротивление; заваряването чрез стопяване е възможно, но изисква внимание, тъй като богатата-на калай фаза е предразположена към горещо напукване, така че изборът на пълнител и предварителният{8}}топлинен контрол трябва да бъдат договорени преди производството. Остатъчните напрежения, оставени от нарязване или тежко формоване, обикновено се облекчават чрез отгряване при ниска-температура в диапазона 200-260 C за един до два часа, което възстановява стабилността на размерите, без да разрушава температурата.

Често срещани грешки при избора и контрол на качеството

Три грешки се появяват многократно в техническите запитвания. Първото е да се приеме, че фосфорният бронз е материал с висока -проводимост: при около 15 % IACS той провежда приблизително една седма от това, което прави електролитната мед, така че принадлежи към пружините и контактите, а не към шините и намотките. Второто е третирането на всички калаени бронзове като еквивалентни, когато безоловни-режещи степени като C54400 се обработват много по-различно от безолово-пружинните видове и не могат да бъдат заменени без пре-квалифициране на инструмента. Третото е пренебрегване на риска от корозионно напукване под напрежение в атмосфера, съдържаща амоняк или амин-; студено{10}}обработените части трябва да бъдат освободени от напрежението и сервизната среда да бъде декларирана на етапа на запитване. Входящата проверка обикновено обхваща химически анализ, изпитване на опън по ASTM E8, твърдост по ASTM E18, размер на зърното и тест за огъване или обратно-огъване, със сертификат за изпитване на мелница по EN 10204 3.1, издаден за топлина и за партида.

Често задавани въпроси

Въпрос: Каква е разликата между фосфорен бронз и обикновен калаен бронз?

О: И двете са сплави от мед-калай, но фосфорният бронз съдържа контролирано добавяне на фосфор, което деоксидира стопилката и подобрява течливостта, устойчивостта на износване и твърдостта; калаен бронз без тази добавка на фосфор се държи по различен начин при леене и формоване.

В: Кои оценки се котират най-често в международната търговия?

О: C51000 с 5 % калай и C52100 с 8 % калай съгласно ASTM B103/B103M са стандартните класове за ковано производство, с C54400 за свободно{7}}обработени части и QSn6.5-0.1 или QSn4-3 под GB/T 5231 за китайска доставка.

В: Колко фосфорът намалява електрическата проводимост?

О: Типичният фосфорен бронз достига около 15 % IACS срещу 100 % IACS за електролитна мед, така че сплавта е избрана за пружина и износване, а не за ниски -загуби на ток.

Въпрос: Фосфорният бронз подходящ ли е за морска вода?

О: Устойчив е добре на атмосферна и сладко{0}}водна корозия и се използва в хардуер за-зона за пръскане, но непрекъснато потопените компоненти на морската вода обикновено се определят от мелхиор като C70600, тъй като той е устойчив на хлоридна атака и ерозия при по-високи скорости на потока.

Въпрос: Какви характеристики могат да бъдат доставени и как се проверяват?

A: O60 мек, H01 четвърт-твърд, H02 полу-твърд, H04 твърд и H08 пружина са обичайните състояния на доставка; те са проверени чрез изпитване на опън и твърдост по ASTM E8 и ASTM E18 заедно със сертификата на мелницата.

В: Каква работна температура е реалистична за пружини от фосфорен бронз?

О: Непрекъснатото обслужване обикновено се поддържа под около 150 C, за да се избегне прекомерно-стареене и загуба на пружинно натоварване и кратки отклонения до по-висока температура само след -отгряване за освобождаване на напрежението, което е квалифицирано за сглобяването.