Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim đến đồng thiếc
Đồng thiếc là hợp kim đồng với đồng là nguyên tố cơ bản và thiếc là nguyên tố chính. Có nhiều loại hợp kim đồng thiếc, phù hợp để sử dụng trong các điều kiện làm việc khác nhau. Sự khác biệt giữa các cấp nằm ở lượng bổ sung khác nhau của các nguyên tố. Lượng nguyên tố bổ sung khác nhau có thể làm cho hợp kim đồng thiếc đạt được các tính chất khác nhau và được áp dụng cho các yêu cầu sử dụng khác nhau. Dưới đây chúng tôi sẽ giới thiệu chi tiết về ảnh hưởng của việc bổ sung các nguyên tố khác nhau đến hiệu suất của đồng thiếc.
Phốt pho P
1. Hàm lượng phốt pho trong đồng thiếc thường không vượt quá 0,45%. Khi hàm lượng photpho lớn hơn 0,5%, phản ứng eutectic-peritectonic L+ +Cu3P sẽ xảy ra ở khoảng 637, gây ra hiện tượng giòn nóng. Khi hàm lượng phốt pho trong hợp kim lớn hơn 0,3%, một eutectic bao gồm đồng và photphua đồng (Cu3P) sẽ xuất hiện trong tổ chức.
2. Phốt pho là chất khử oxy hiệu quả cho hợp kim đồng và cải thiện tính lưu động của đồng thiếc. Nhược điểm là làm tăng sự phân chia ngược của phôi.
3. Kích thước hạt của vật liệu trước khi gia công nguội và ủ ở nhiệt độ thấp (180 ~ 300) sau khi xử lý có ảnh hưởng lớn đến tính chất cơ học của đồng thiếc-phốt pho. Khi kích thước hạt nhỏ, độ bền, độ cứng, mô đun đàn hồi và độ bền mỏi của vật liệu cao hơn vật liệu hạt thô, nhưng độ dẻo thấp hơn một chút. 4. Sau khi đồng thiếc-phốt pho được xử lý nguội ở nhiệt độ 200 ~ 260 trong 1 ~ 2 giờ, độ bền, độ dẻo, giới hạn đàn hồi và mô đun đàn hồi của nó đều được cải thiện và độ ổn định đàn hồi cũng có thể được cải thiện.
kẽm kẽm
1. Kẽm là một trong những nguyên tố hợp kim của đồng thiếc và kẽm có độ hòa tan lớn trong dung dịch rắn của đồng thiếc. Vì vậy, đồng đã qua xử lý Cu-Sn-Zn là dung dịch rắn một pha. Zn cải thiện tính lưu động của hợp kim, thu hẹp phạm vi nhiệt độ kết tinh và giảm sự phân tách ngược, nhưng không ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc và tính chất của nó.
2. Hàm lượng Zn trong đồng thiếc đã qua chế biến thường không quá 5%.
Chì Pb
1. Hàm lượng Pb trong đồng thiếc không vượt quá 5%. Nó không bị hòa tan trong pha và tồn tại ở trạng thái tự do. Nó được phân bố giữa các sợi nhánh dưới dạng các hạt màu đen, nhưng sự phân bố không đồng đều.
2. Pb có thể làm giảm hệ số ma sát của đồng thiếc, cải thiện khả năng chống mài mòn và tăng khả năng gia công, nhưng làm giảm một chút tính chất cơ học của hợp kim.
Mangan Mn
1. Mn là một trong những tạp chất có hại của đồng thiếc, hàm lượng của nó phải được kiểm soát chặt chẽ và không được vượt quá 0.002%. 2. Mangan dễ bị oxy hóa tạo thành oxit, làm giảm tính lưu động của hợp kim nóng chảy và sau khi hóa rắn, nó phân bố trên các ranh giới hạt, làm suy yếu liên kết giữa các tinh thể và giảm độ bền.
Sắt Fe
Fe là tạp chất của đồng thiếc, có hàm lượng tối đa là 0,05%. Nó có tác dụng tinh chế ngũ cốc, trì hoãn quá trình kết tinh lại và cải thiện độ bền và độ cứng. Tuy nhiên, hàm lượng không được vượt quá giá trị giới hạn, nếu không sẽ hình thành quá nhiều pha giàu sắt, làm giảm khả năng chống ăn mòn và hiệu suất xử lý của hợp kim.
Nhôm Al, magie Mg, silicon Si
1. Một lượng nhỏ có thể được hòa tan trong dung dịch rắn để cải thiện tính chất cơ học của hợp kim, nhưng trong quá trình nóng chảy, nó dễ bị oxy hóa để tạo ra các oxit chịu lửa, do đó làm giảm tính lưu động và độ bền của đồng thiếc.
2. Hàm lượng nhôm trong đồng Sn không được lớn hơn 0.002% và hàm lượng Mg cũng phải được kiểm soát chặt chẽ, vì các oxit của chúng sẽ làm giảm độ bền của hợp kim và tính lưu động của chất nóng chảy . Một số đồng thiếc có chứa Al và Mg đã được phát triển ở nước ngoài, không chỉ có độ bền cao mà còn có khả năng chống ăn mòn tốt. Ví dụ: Hợp kim Cu-5Sn-7Al có khả năng chống ăn mòn và độ bền cao, còn đồng thiếc Cu-5Sn-1Mg thiếc có độ bền 900 MPa và 30 HRC sau xử lý lão hóa và độ dẫn điện 30% ~ 35% IACS, có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận có độ bền cao, khả năng chống ăn mòn cao và độ dẫn điện tốt.
