Войти
Bismuth бронза или висмутовая латунь представляет собой медный сплав, который обычно содержит 1-3% висмута по весу, хотя некоторые сплавы содержат более 6% Bi. Этот бронзовый сплав очень коррозионно-стойкий, что делает его пригодным для использования в таких средах, как океан. Висмутовая бронза и латунь более пластичны, теплопроводны и полируются лучше, чем обычные латуни. Чаще всего эти металлы применяются в промышленности в качестве подшипников, однако с конца девятнадцатого века этот материал используется в качестве кухонной посуды и зеркал. Висмутовая бронза также была найдена в церемониальных ножах инков в Мачу-Пикчу. В последнее время возросла потребность в замене вредных металлов, и вместе с этим висмутовая бронза продается в качестве зеленой альтернативы подшипникам и втулкам из свинцовой бронзы.
Самый ранний известный артефакт, содержащий висмутовую бронзу, - это нож инков из Перу, найденный в 1912 году. Был ли выбран сплав из-за металлургических свойств который облегчает отливку или из-за его более белой и блестящей поверхности - это вопрос предположений. Маловероятно, что включение висмута было случайным, как, вероятно, имело место для большинства других ранних бронз, содержащих висмут, что делает это самым ранним свидетельством преднамеренного добавления висмута в сплав. Висмутовая бронза была заново открыта в 1880-х годах Джеймсом Вебстером для телеграфных проводов. Вебстер разработал два сплава висмут-олово-бронза. Один сплав был разработан как первая попытка производства коррозионно-стойкой бронзы и был описан как «твердый, прочный и звучный». Вебстер также указал, что этот конкретный сплав также хорошо подходит для струн для фортепиано. Другой ранний сплав Вебстера был описан как «прочный и яркий» и позже использовался в кухонной посуде из-за его блеска и медленного потускнения. Способность этого особого сплава удерживать полировку сделала его полезным в качестве светоотражателя или материала для зеркала, который он продолжал использовать в двадцатом веке
В 1990-х годах производитель автозапчастей Federal Mogul начал разработку висмутовой бронзы как альтернатива свинецсодержащим бронзам из-за растущего давления на удаление свинца как в бытовых, так и в промышленных целях. Висмут является нетоксичным тяжелым металлом, и в таких законодательных актах, как Ограничение использования опасных веществ ЕС или Американский закон о сокращении содержания свинца в питьевой воде, по-прежнему регулируется количество свинца, которое могут быть в продукте или окружающей среде, было разработано больше бессвинцовых альтернативных материалов, которые сохраняют свойства своих свинцовых предшественников и не содержат свинец. Висмут является особенно подходящей заменой свинцово-свинцовым бронзовым подшипникам, поскольку, как и свинец, висмут не растворяется в меди и образует аналогичные микроглобулы, имитирующие свинец.
Современная «висмутовая бронза» технически не является ни сплавом, ни бронзой, а является композитным материалом, содержащим латунь и висмут (хотя некоторые бронзы до сих пор используются). Поскольку висмут, как и свинец, нерастворим в меди, он существует в виде дискретных микроглобул висмута внутри границ зерен сплава, которые ведут себя как частицы висмута. Эти частицы легко деформируются внутри кристаллической структуры и по всей поверхности металла, чтобы действовать как твердая смазка с низким сдвигом в случаях слабой смазки. Селен добавляют в красные медно-висмутовые сплавы, потому что он усиливает свойства висмута в материале. Поскольку жидкий висмут может привести к охрупчиванию сплава, необходимо соблюдать осторожность при обработке и переработке этих материалов.
Современные висмутовые бронзы, представленные на рынке, обладают свойствами, аналогичными свойствам свинцовых. бронзы, и многие из них обладают почти такими же механическими свойствами, что и обычные свинцовые сплавы, такие как обрабатываемость и высокая теплопроводность. Они также обладают высокой смазывающей способностью, что делает их идеальными для наружных слоев деталей машин, подверженных износу, таких как подшипники и наклонные шайбы. Висмутово-оловянная бронза не вызывает коррозии воды; предварительный висмут не легко окисляется .
Первоначально висмут-оловянная бронза была разработана для телеграфных проводов. Однако в конце девятнадцатого и начале двадцатого века бронза стала более широко использоваться в зеркалах, отражателях, кухонной посуде и проводах для фортепиано. Он выпал из общего использования в первой половине двадцатого века.
Современные сплавы висмутовой бронзы продаются как зеленая альтернатива свинцу, которую часто предпочитают менее дорогой свинцовой бронзе из-за экологическое регулирование. Они находятся в виде поверхностного слоя на автомобильных или механических компонентах, которые подвергаются сильному износу, например, на гидравлических поршневых насосах. Эти сплавы также обычно используются в подшипниках или втулках в трибологических системах. Также изготавливается сантехническая арматура из висмутовой бронзы.
Cope drag (верхняя и нижняя половины песчаной формы) с сердечниками на месте на пластине Отливки из бессвинцовой висмутовой бронзы производятся замороженными формами. Характеристики песка используются для увеличения скорости охлаждения бронзовых отливок, поскольку частицы песка имеют более высокую теплопроводность, больший размер зерна и сферическую форму. Форма имеет высокий охлаждающий потенциал. Когда форма замерзает, лед у поверхности сжимается, превращаясь в расплавленный металл, и сразу же тает.
Другой способ обработки висмутовой латуни включает в себя экструзию латунного стержня путем механической обработки для придания материалу желаемой формы. Затем материал отжигают для снятия напряжения, вызванного механической обработкой. Материал отжигается при определенной температуре и времени отжига в зависимости от состава материала. Время выбрано так, чтобы ограничить диффузионное движение висмута. Это уменьшает растрескивание арматуры.
Лицевая сторона четырехсемейного штампа. Для справки: диаметр матрицы составляет 228 мм (9,0 дюйма).
Крупный план формы, вырезанной в матрице. Обратите внимание на то, что стены нарисованы, а толщина задней стенки варьируется.
Обратная сторона матрицы. Толщина стенки экструзии составляет 3 мм (0,12 дюйма).
Распыление водой под высоким давлением - это метод обработки висмутовой латуни. Это способ быстрого затвердевания металлического сплава. Жидкий металл распыляется на капли под воздействием струй воды под высоким давлением. Это недорогой способ достижения распределения мелких частиц в порошках железа, нержавеющей стали и низколегированных металлических порошков. Это способ быстрого затвердевания металлического сплава. Ограничением распыления воды является чистота порошка. Для металлов, склонных к окислению, это серьезная проблема.
