Ako si vybrať správnu zliatinu bronzu?

Bronz je zliatina medi (Cu) a cínu (Sn). Cín sa môže čiastočne alebo aj celkom nahradiť olovom, hliníkom alebo inými prvkami. Cín pridaný do kovovej medi odstraňuje jej hlavný nedostatok pre výrobu – malú tvrdosť. Pritom zostáva zachovaná vysoká odolnosť proti korózii a relatívne jednoduchá opracovateľnosť. Bronz odoláva korózii (najmä morskej vode) a únave kovu viac ako oceľ. Je takisto aj lepším vodičom tepla a elektriny ako väčšina ocelí. Bronz nachádza svoje uplatnenie napríklad v zlievarenstve alebo strojárenstve. Používa sa na elektrické vedenia, kontakty v elektrických prístrojoch, výrobu zvonov, umeleckých predmetov, tiež sa z bronzu vyrábajú klzné ložiská, lodné hriadele, remenice, vysoko namáhané klzné a nastavovacie lišty.

Vedeli ste, že ... ?

CÍNOVÝ A ČERVENÝ BRONZ

Cínové bronzy obsahujú do 20 % cínu. Vtedy majú najvyššiu pevnosť, avšak najväčšiu ťažnosť majú pri podiele okolo 5 až 7 % cínu. Cínové bronzy majú dobrú odolnosť proti korózii v morskej vode, atmosfére, aj v prehriatej pare. Vo vlhkom prostredí korodujú vplyvom suchých plynov, ako sú kyslík, chlór, fluór, oxid siričitý. Takisto ich napádajú ich niektoré kyseliny (dusičná, sírová), hydroxid sodný a amoniak. Homogénne bronzy sa tvárnia za studena, alebo za tepla. Pri tvárnení za studena možno niektoré z nich spevniť až na 900 MPa. Červené bronzy sú viazložkové, vždy s prísadou zinku a často aj olova, ktoré zlepšuje obrábateľnosť. Majú výborné technologické vlastnosti a dobré klzné vlastnosti. Sú určené na výrobu odliatkov používaných tam, kde sa nehodí šedá zliatina kvôli svojej nízkej odolnosti proti korózii.

HLINÍKOVÝ BRONZ

Hliníkové bronzy obsahujú do 10% hliníka (najčastejšie 5%), ale aj 2 až 8% ďalších prísad (najčastejšie mangán, nikel alebo železo), ktoré napomáhajú zlepšeniu ich vlastností. Hliník zvyšuje pevnosť a tvrdosť. Pri vyššom obsahu hliníka je zliatina tvrdšia a krehkejšia. Majú rovnomerné chemické zloženie, dobrú zabiehavosť, veľkú hutnosť, ale aj sklon k stĺpikovej kryštalizácii. Najvyššiu pevnosť dosahujú pri podiele okolo 10% hliníka, najvyššiu ťažnosť pri podiele okolo 7% hliníka. K ich vlastnostiam patrí lepšia odolnosť voči korózií v atmosfére a morskej vode ako pri cínových bronzoch alebo mosadzi, pretože majú ochrannú povrchovú vrstvu z oxidov medi a hliníka. Dobre odolávajú aj niektorým kyselinám a lúhom vrátane kyseliny sírovej. Preto sa používajú v agresívnom prostredí. Rozpúšťajú sa však v kyseline dusičnej a alkáliách. Odoláva teplote asi do 800°C. Na vlastnosti hliníkových bronzov má značný vplyv rýchlosť chladnutia. Pri rýchlom ochladení má zliatina veľkú pevnosť ale nepatrnú ťažnosť a kontrakciu. Vzhľadom na kryštalizáciu je nutné ich pred tvárnením za studena tvárniť aj za tepla. Niektoré bronzy je možné kaliť a popúšťať. Vyrábajú sa z nich potrubia a kohútiky pre prehriatu paru.

OLOVENÝ BRONZ

Olovené bronzy sú dvoj- a viaczložkové. Oba základné kovy majú rozdielne teploty tavenia, v pevnom stave sa navzájom nerozpúšťajú a dokonca tvoria dve taveniny aj v rozpustenom stave. Je nutné ich rýchlo ochladzovať, pretože pri pomalom ochladzovaní by vznikli veľké oblasti s vylúčeným olovom. Používajú sa na klzné ložiská vďaka svojim výborným klzným vlastnostiam, avšak kvôli nízkym mechanickým vlastnostiam len ako ich výstelky. Niekedy sú nazývané ako samomazné, t. j. nepotrebujú olej, čoho príkladom je ich použitie pri šachtových ložiskách v scaneroch a tlačiarňach alebo v chvostových pílach.

  • CuSn6 – štandardne skladom
    Vlastnosti: vysoká pevnosť, odolnosť voči korózii, dobré klzné vlastnosti, veľmi dobrá tvárniteľnosť, veľmi dobrá spájkovateľnosť mäkkými aj tvrdými spájkami, zvariteľnosť výborná (pri elektrickom odporovom zváraní na tupo), dobrá (pomocou ostatných odporových spôsobov), podmienená (plameňom a obalenou elektródou)
    Výrobky: kovové tkanivá, membrány a trubice nanometrov, klzné ložiská, strojné súčiastky, vodiace, trubky, klzné a ložiskové púzdra, pružiny pre elektrotechnické a meriace prístroje, dierované sitá, spojky, svorníky, konektory, poistky, vypínače, drobný kovový tovar a tkanivá, umelecké výrobky (sochy, zábradlia a pod.)
  • CuSn8
    Vlastnosti: rovnaké ako pri CuSn6, zvlášť vhodný pre vodiace, kĺzne a ložiskové púzdra. Výborná odolnosť v morskom, banskom a priemyselnom prostredí, a odolnosť voči pitnej morskej, kondenzačnej vode, benzínu, nafte, oleju.
    Výrobky: Používa sa na náročnejšie účely ako CuSn6.
  • CuSn12 – štandardne skladom
    Vlastnosti: veľmi dobrá odolnosť voči korózii a vode a roztokov soli (okrem amónnych solí a kyanidov), možnosť použitia pri teplote 120°C až 150°C, dobrá zvariteľnosť aj zabiehavosť
    Výrobky: vysoko namáhané súčiastky vystavené treniu, armatúry (do 3 MPa), pri vysokom tlaku namáhané súčiastky, spojovacie súčiastky, ložiská, púzdra, ďalej vhodný na tlakové a skrutkové matice, ozubené kolesá, prstence, vysokotlakové čerpadlá, sedlá čerpadiel, obežné a rozvádzacie kolesá napájačiek. Neodporúča sa na dlhé ložiská.
  • CuSn7ZnPb
    Vlastnosti: vhodný pre stojné súčiastky, odolný voči korózii, odolný voči treniu
  • CuSn7Zn4Pb7 – štandardne skladom
    Vlastnosti: veľmi dobrá odolnosť voči atmosferickej korózií, morskej vode, vykurovacím a strojným olejom, takisto voči benzínu a zemnému plynu. Spájkovateľnosť mäkkými spájkami veľmi dobrá. Neodporúča sa zváranie.
    Výrobky: klzné ložiská a vodiace púzdra
  • CuSn10
    Vlastnosti: vysoká odolnosť voči korózii vo vode, v atmosfére, a v neutrálnych solných roztokoch (okrem amónnych solí a kyanidov).
    Výrobky: vence ozubených kolies, súčiastky čerpadiel, strojné súčasti namáhané trením alebo tepelne pri vysokom tlaku, obežné kolesá čerpadiel, tlakové matice.
  • CuSn10Zn2
    Výrobky: púzdra pre stredné tlaky a menšie klzné rýchlosti, púzdra vedľajších ojníc.
  • CuSn11Pb2
    Vlastnosti: obrobiteľnosť, odolnosť voči korózii, morskej vode, odolný voči opotrebeniu
    Použitie: klzné lišty, ložiská.
  • CuSn12Ni2
    Vlastnosti: vysoká odolnosť voči korózií vo vode, v atmosfére a v neutrálnych soľných roztokoch (okrem amónnych solí a kyanidov)
    Výrobky: vence ozubených a skrutkových kolies, tlakové matice, klzné ložiská, odliatky vystavené dynamickému zaťaženiu, treniu pri rýchlostiach menších než 5 m/s, pre teploty 120-150 ºC
  • CuSn5Zn5Pb5Vlastnosti: veľmi dobrá odolnosť voči atmosferickej korózií, morskej vode, vykurovacím a strojným olejom, takisto voči benzínu a zemnému plynu. Spájkovateľnosť mäkkými spájkami veľmi dobrá. Neodporúča sa zváranie.
    Použitie: klzné ložiská a vodiace púzdra.
  • CuSn8Pb3Zn6
    Vlastnosti: vysoká odolnosť voči korózií vo vode, v atmosfére a v neutrálnych soľných roztokoch (okrem amónnych solí a kyanidov)
    Výrobky: odliatky strojných súčastí a armatúr vystavených treniu a korózii, panvy a púzdra pre ložiská obrábacích strojov, čerpadiel, odstrediviek, vodiace púzdra, púzdra pre ložiská obrábacích strojov, čerpadiel
  • CuAl10Ni5Fe4 – štandardne skladom
    Vlastnosti: veľmi dobrá odolnosť voči opotrebeniu a korózii
    Výrobky: ventilové sedlá, vvýfukové ventily motorov, súčiastky namáhané nárazmi, striedavým zaťažením alebo trením, vystavené korózii, púzdra kladiek, vodiace púzdra, guľové ložiská, sedlá ventilov, olejové tesniace krúžky
  • CuAl10Ni5Fe5
    Vlastnosti: vysoká odolnosť voči opotrebeniu, oxidácii a korózii
    Výrobky: vysoko namáhané súčiastky, ložiská, prevody, armatúry
  • CuAl10Fe3Mn2 – štandardne skladom
    Vlastnosti: Obzvlášť vysoká odolnosť voči korózii, vysoká pevnosť a vysoká odolnosť voči opotrebeniu.
    Výrobky: trením, nárazmi alebo premenlivým zaťažením namáhané súčiastky, silno namáhaná ložiskové a vodiace púzdra, závitové prevody, ozubené kolesá, vence ozubených kolies, vysoko namáhané armatúry (do 200 at), ventily, sedlá, tlakové valce, ložiská a matice trecích lisov, ložiskové pánvy a púzdra
  • CuSn10Pb10
    Vlastnosti: veľmi dobrá odolnosť voči korózií v atmosfére, vo vode a v neutrálnych soľných roztokoch.
    Výrobky: ložiská a výstelky pre vysoké rýchlosti a hrubú prevádzku, ložiská namáhané rázmi alebo nedokonale mazané, klzné segmenty, výstelky púzdier a pániev