Zistite viac o vlastnostiach a použití mosadze

ThoughtCo / Ashley Nicole DeLeon

Mosadz je dvojhviezda zliatina zložený z meď a zinok ktorý sa vyrába po tisícročia a je cenený pre svoju spracovateľnosť, tvrdosť,koróziaodolnosť a atraktívny vzhľad.

Vlastnosti

• Typ zliatiny: binárny
• Zloženie: meď a zinok
• Hustota: 8,3-8,7 g/cm³
• Teplota topenia: 1652-1724 °F (900-940 °C)
• Mohova tvrdosť: 3-4

Charakteristika

Presné vlastnosti rôznych mosadzí závisia od zloženia mosadznej zliatiny, najmä od pomeru medi a zinku. Vo všeobecnosti sú však všetky mosadze cenené pre svoju opracovateľnosť alebo jednoduchosť, s ktorou možno kov tvarovať do požadovaných tvarov a foriem pri zachovaní vysokej pevnosti.

Aj keď existujú rozdiely medzi mosadzami s vysokým a nízkym obsahom zinku, do úvahy sa berú všetky mosadze kujný a tvárny (menej zinkové mosadze). Vďaka nízkemu bodu tavenia sa mosadz dá pomerne ľahko odlievať. Avšak pre aplikácie odlievania je zvyčajne výhodný vysoký obsah zinku.

Mosadz s nižším obsahom zinku sa dá ľahko opracovávať za studena, zvárať a spájkovať. Vysoký obsah medi tiež umožňuje kovu vytvoriť na svojom povrchu ochrannú vrstvu oxidu (patinu), ktorá chráni pred ďalšou koróziou, čo je cenná vlastnosť pri aplikáciách, ktoré vystavujú kov vlhkosti a poveternostným vplyvom.

Kov má dobré teplo aj elektrická vodivosť (jeho elektrická vodivosť môže byť od 23 % do 44 % elektrickej vodivosti čistej medi) a je odolný voči opotrebovaniu a iskreniu. Rovnako ako meď, jej bakteriostatické vlastnosti viedli k jej použitiu v kúpeľňových zariadeniach a zdravotníckych zariadeniach.

Mosadz sa považuje za nemagnetickú zliatinu s nízkym trením, pričom jej akustické vlastnosti viedli k jej použitiu v mnohých hudobných nástrojoch „dechovky“. Umelci a architekti oceňujú estetické vlastnosti kovu, pretože ho možno vyrábať v rôznych farbách, od sýto červenej až po zlatožltú.

Aplikácie

Cenné vlastnosti mosadze a relatívna jednoduchosť výroby z nej urobili jednu z najpoužívanejších zliatin. Zostavenie úplného zoznamu všetkých aplikácií mosadze by bola obrovská úloha, ale aby sme získali predstavu o odvetviach a typoch výrobkov, v ktorých sa mosadz nachádza, môžeme kategorizovať a zhrnúť niektoré konečné použitia na základe kvality použitej mosadze:

Voľne rezná mosadz (napr. mosadz C38500 alebo 60/40):

• Matice, skrutky, závitové časti
• Terminály
• Jets
• Kohútiky
• Injektory

História

Zliatiny medi a zinku sa vyrábali už v 5. storočí pred naším letopočtom v Číne a v strednej Ázii boli široko používané v 2. a 3. storočí pred naším letopočtom. Tieto ozdobné kovové časti však možno najlepšie označiť ako „prírodné zliatiny“, pretože neexistuje dôkaz, že ich výrobcovia vedome legovali meď a zinok. Namiesto toho je pravdepodobné, že zliatiny boli tavené z medených rúd bohatých na zinok, čím sa vyrábali surové kovy podobné mosadzi.

Grécke a rímske dokumenty naznačujú, že zámerná výroba zliatin podobných modernej mosadzi, pomocou medi a ruda bohatá na oxid zinočnatý, známa ako kalamín, sa vyskytla okolo 1. storočia pred Kristom. Kalamínová mosadz sa vyrábala cementačným procesom, pri ktorom sa meď tavila v tégliku s mletou smithsonitovou (alebo kalamínovou) rudou.

Pri vysokých teplotách sa zinok prítomný v takejto rude mení na paru a preniká meďou, čím vzniká relatívne čistá mosadz s obsahom 17 – 30 % zinku. Tento spôsob výroby mosadze sa používal takmer 2000 rokov až do začiatku 19. storočia. Krátko po tom, čo Rimania objavili, ako vyrábať mosadz, sa zliatina používala na razenie mincí v oblastiach dnešného Turecka. Čoskoro sa to rozšírilo po celej Rímskej ríši.

Typy

„Mosadz“ je všeobecný pojem, ktorý sa vzťahuje na širokú škálu zliatin medi a zinku. V skutočnosti existuje viac ako 60 rôznych typov mosadze špecifikovaných normami EN (európska norma). Tieto zliatiny môžu mať široký rozsah rôznych zložení v závislosti od vlastností požadovaných pre konkrétnu aplikáciu.

Výroba

Mosadz sa najčastejšie vyrába z medeného šrotu a zinkových ingotov. Medený šrot sa vyberá na základe nečistôt, pretože na výrobu presnej požadovanej kvality mosadze sú potrebné určité dodatočné prvky.

Pretože zinok začína vrieť a vyparuje sa pri 1665 °F (907 °C), pod bodom topenia medi 1981 °F (1083 °C), meď sa musí najskôr roztaviť. Po roztavení sa zinok pridáva v pomere vhodnom pre kvalitu vyrábanej mosadze. Zatiaľ čo sa stále počíta so stratou zinku odparovaním.

V tomto momente sa akékoľvek ďalšie prídavné kovy, ako napr viesť , hliník, kremík alebo arzén, sa pridávajú do zmesi, aby sa vytvorila požadovaná zliatina. Keď je roztavená zliatina pripravená, naleje sa do foriem, kde stuhne na veľké dosky alebo predvalky. Predvalky - najčastejšie z mosadze alfa-beta - možno priamo spracovať na drôty, rúry a rúrky pomocou vytláčania za tepla, čo zahŕňa pretláčanie zahriateho kovu cez matricu alebo kovanie za tepla.

Ak nie sú vytlačené alebo kované, predvalky sa potom znovu ohrejú a vedú cez oceľové valce (proces známy ako valcovanie za tepla). Výsledkom sú dosky s hrúbkou menšou ako pol palca (<13mm). After cooling, the brass is then fed through a milling machine, or scalper, that cuts a thin layer from the metal in order to remove surface casting defects and oxide.

V plynovej atmosfére, aby sa zabránilo oxidácii, sa zliatina zahrieva a znovu valcuje, proces známy ako žíhanie predtým, ako sa opäť valcuje pri nižších teplotách (valcovanie za studena) na plechy s hrúbkou asi 0,1' (2,5 mm). Proces valcovania za studena deformuje vnútornú štruktúru zŕn mosadze, výsledkom čoho je oveľa pevnejší a tvrdší kov. Tento krok je možné opakovať, kým sa nedosiahne požadovaná hrúbka alebo tvrdosť.

Nakoniec sa plechy pília a strihajú na požadovanú šírku a dĺžku. Všetky plechy, liate, kované a pretláčané mosadzné materiály sa dostávajú do chemického kúpeľa, zvyčajne vyrobeného z kyseliny chlorovodíkovej a sírovej, aby sa odstránili čierne usadeniny a zakalenie oxidu medi.