Ako si vybrať správnu zliatinu bronzu?

Bronz je slitina mědi (Cu) a cínu (Sn). Cín se může částečně nebo i zcela nahradit olovem, hliníkem nebo jinými prvky. Cín přidán do kovové mědi odstraňuje její hlavní nedostatek pro výrobu - malou tvrdost. Přitom zůstává zachována vysoká odolnost proti korozi a relativně jednoduchá opracovatelnost. Bronz odolává korozi (zejména mořské vodě) a únavě kovu více než ocel. Je také lepším vodičem tepla a elektřiny jako většina ocelí. Bronz nachází své uplatnění například v slévárenství nebo strojírenství. Používá se na elektrické vedení, kontakty v elektrických přístrojích, výrobu zvonů, uměleckých předmětů, také se z bronzu vyrábějí kluzná ložiska, lodní hřídele, řemenice, vysoce namáhané kluzné a nastavovací lišty.

Věděli jste, že ...?

CÍNOVÝ a ČERVENÝ BRONZ

Cínové bronzy obsahují do 20 % cínu. Tehdy mají nejvyšší pevnost, avšak největší tažnost mají při podílu okolo 5 až 7 % cínu. Cínové bronzy mají dobrou odolnost proti korozi v mořské vodě, atmosféře, i v přehřáté páře. Ve vlhkém prostředí korodují vlivem suchých plynů, jako jsou kyslík, chlor, fluor, oxid siřičitý. Rovněž jich napadají některé jejich kyseliny (dusičná, sírová), hydroxid sodný a amoniak. Homogenní bronzy jsou tvárné za studena nebo za tepla. Při tváření za studena možná některé z nich zpevnit až na 900 MPa. Červené bronzy jsou vícesložkovými, vždy s přísadou zinku a často i olova, které zlepšuje obrobitelnost. Mají výborné technologické vlastnosti a dobré kluzné vlastnosti. Jsou určeny pro výrobu odlitků používaných tam, kde se nehodí šedá slitina kvůli své nízké odolnosti proti korozi.

HLINÍKOVÝ BRONZ

Hliníkové bronzy obsahují do 10 % hliníku (nejčastěji 5 %), ale i 2 až 8 % dalších přísad (nejčastěji mangan, nikl nebo železo), které napomáhají zlepšení jejich vlastností. Hliník zvyšuje pevnost a tvrdost. Při vyšším obsahu hliníku je slitina tvrdší a křehčí. Mají rovnoměrné chemické složení, dobrou zabíhavost, velkou hutnost, ale také sklon k sloupkové krystalizaci. Nejvyšší pevnost dosahují při podílu okolo 10 % hliníku, nejvyšší tažnost při podílu okolo 7 % hliníku. K jejich vlastnostem patří lepší odolnost vůči korozi v atmosféře a mořské vodě jako při cínových bronzech nebo mosazi, protože mají ochrannou povrchovou vrstvu z oxidů mědi a hliníku. Dobře odolávají i některým kyselinám a louhům včetně kyseliny sírové. Proto se používají v agresivním prostředí. Rozpouštějí se však v kyselině dusičné a alkáliích. Odolává teplotě asi do 800 ° C. Na vlastnosti hliníkových bronzů má značný vliv rychlost chladnutí. Při rychlém ochlazení má slitina velkou pevnost ale nepatrnou tažnost a kontrakci. Vzhledem ke krystalizaci je nutné je před tvářením za studena tvářet i za tepla. Některé bronzy lze kalit a popouštět. Vyrábějí se z nich potrubí a kohoutky pro přehřátou páru.

OLOVĚNÝ BRONZ

Olověné bronzy jsou dvoj- a vícesložkové. Oba základní kovy mají rozdílné teploty tavení, v pevném stavu se navzájem nerozpouštějí a dokonce tvoří dvě taveniny i v rozpuštěném stavu. Je nutné je rychle ochlazovat, protože při pomalém ochlazování by vznikly velké oblasti s vyloučeným olovem. Používají se na kluzná ložiska díky svým výborným kluzným vlastnostem, avšak kvůli nízkým mechanickým vlastnostem jen jako jejich výstelky. Někdy jsou nazývány jako samomazná, t. j. nepotřebují olej, čehož příkladem je jejich použití při šachtových ložiscích v scanerech a tiskárnách nebo v ocasních pilách.

  • CuSn6 – standardně skladem
    Vlastnosti: vysoká pevnost, odolnost vůči korozi, dobré kluzné vlastnosti, velmi dobrá tvárnost, velmi dobrá pájkovatelnost měkkými i tvrdými pájkami, svařitelnost výborná (při elektrickém odporovém svařování na tupo), dobrá (pomocí ostatních odporových způsobů), podmíněná (plamenem a obalenou elektrodou )
    Výrobky: kovové tkáně, membrány a trubice nanometrů, kluzná ložiska, strojní součástky, vodící, trubky, kluzná a ložiskové pouzdra, pružiny pro elektrotechnické a měřící přístroje, děrované síta, spojky, svorníky, konektory, pojistky, vypínače, drobný kovový zboží a tkáně, umělecké výrobky (sochy, zábradlí apod.)
  • CuSn8
    Vlastnosti: stejné jako při CuSn6, zvlášť vhodný pro vodící, kluzná a ložiskové pouzdra. Výborná odolnost v mořském, důlním a průmyslovém prostředí, a odolnost vůči pitné mořské, kondenzační vodě, benzínu, naftě, oleji.
    Výrobky: Používá se na náročnější účely jako CuSn6.
  • CuSn12 – standardně skladem
    Vlastnosti: velmi dobrá odolnost vůči korozi a vodě a roztoků soli (kromě amonných solí a kyanidů), možnost použití při teplotě 120 ° C až 150 ° C, dobrá svařitelnost i zabíhavost
    Výrobky: vysoce namáhané součástky vystavené tření, armatury (do 3 MPa), při vysokém tlaku namáhané součástky, spojovací součástky, ložiska, pouzdra, dále vhodný na tlakové a šroubové matice, ozubená kola, prstence, vysokotlaká čerpadla, sedla čerpadel, oběžné a rozváděcí kola napáječek. Nedoporučuje se na dlouhé ložiska.
  • CuSn7ZnPb
    Vlastnosti: vhodný pro stojné součástky, odolný vůči korozi, odolný vůči tření
  • CuSn7Zn4Pb7 – standardně skladem
    Vlastnosti: velmi dobrá odolnost vůči atmosférické korozi, mořské vodě, topným a strojním olejem, rovněž vůči benzínu a zemnímu plynu. Pájkovatelnost měkkými pájkami velmi dobrá. Nedoporučuje se svařování.
    Výrobky: kluzná ložiska a vodící pouzdra
  • CuSn10
    Vlastnosti: vysoká odolnost vůči korozi ve vodě, v atmosféře, a v neutrálních solných roztocích (kromě amonných solí a kyanidů).
    Výrobky: věnce ozubených kol, součástky čerpadel, strojní součásti namáhané třením nebo tepelně při vysokém tlaku, oběžná kola čerpadel, tlakové matice.
  • CuSn10Zn2
    Výrobky: pouzdra pro střední tlaky a menší kluzné rychlosti, pouzdra vedlejších ojnic.
  • CuSn11Pb2
    Vlastnosti: obrobitelnost, odolnost vůči korozi, mořské vodě, odolný vůči opotřebení
    Použití: kluzné lišty, ložiska.
  • CuSn12Ni2
    Vlastnosti: vysoká odolnost vůči korozi ve vodě, v atmosféře a v neutrálních solných roztocích (kromě amonných solí a kyanidů)
    Výrobky: věnce ozubených a šroubových kol, tlakové matice, kluzná ložiska, odlitky vystaveny dynamickému zatížení, tření při rychlostech menších než 5 m/s, pro teploty 120-150 ºC
  • CuSn5Zn5Pb5Vlastnosti:velmi dobrá odolnost vůči atmosférické korozi, mořské vodě, topným a strojním olejem, rovněž vůči benzínu a zemnímu plynu. Pájkovatelnost měkkými pájkami velmi dobrá. Nedoporučuje se svařování.
    Použití: kluzná ložiska a vodící pouzdra.
  • CuSn8Pb3Zn6
    Vlastnosti: vysoká odolnost vůči korozi ve vodě, v atmosféře a v neutrálních solných roztocích (kromě amonných solí a kyanidů)
    Výrobky: odlitky strojních součástí a armatur vystavených tření a korozi, pánve a pouzdra pro ložiska obráběcích strojů, čerpadel, odstředivek, vodící pouzdra, pouzdra pro ložiska obráběcích strojů, čerpadel
  • CuAl10Ni5Fe4 – standardně skladem
    Vlastnosti: velmi dobrá odolnost vůči opotřebení a korozi
    Výrobky: ventilová sedla, výfukové ventily motorů, součástky namáhané nárazy, střídavým zatížením nebo třením, vystavené korozi, pouzdra kladek, vodící pouzdra, kulové ložiska, sedla ventilů, olejové těsnicí kroužky
  • CuAl10Ni5Fe5
    Vlastnosti: vysoká odolnost vůči opotřebení, oxidaci a korozi
    Výrobky: vysoce namáhané součástky, ložiska, převody, armatury
  • CuAl10Fe3Mn2 – standardně skladem
    Vlastnosti: Obzvláště vysoká odolnost vůči korozi, vysoká pevnost a vysoká odolnost vůči opotřebení.
    Výrobky: třením, nárazy nebo proměnlivým zatížením namáhány součástky, silně namáhána ložiskové a vodící pouzdra, závitové převody, ozubená kola, věnce ozubených kol, vysoce namáhané armatury (do 200 at), ventily, sedla, tlakové válce, ložiska a matice třecích lisů, ložiskové pánve a pouzdra
  • CuSn10Pb10
    Vlastnosti: velmi dobrá odolnost vůči korozi v atmosféře, ve vodě a v neutrálních solních roztocích.
    Výrobky: ložiska a výstelky pro vysoké rychlosti a hrubý provoz, ložiska namáhané rázy nebo nedokonale mazané, kluzné segmenty, výstelky pouzder a pánví