Erinevate vasesulamite sulamistemperatuurid

1. Vasesulamite sulamistemperatuuride kõikumine

Vasesulamite (sh puhas vask, messing, pronks ja vask{0}}niklisulamid) sulamistemperatuuriderinevad, kuid erinevused on üldiselt pigem mõõdukad kui äärmuslikud, mille määrab peamiselt nende keemiline koostis (nt tsingi, tina, nikli, alumiiniumi jne sisaldus).

Allpool on toodud tavaliste vasesulamite sulamistemperatuuride võrdlus:

Sulami tüüp	Sulami klass	Keemiline koostis (põhielemendid)	Sulamistemperatuuri vahemik ( kraad )
Puhas vask	C11000 (OFC)	Cu 99,99% või suurem	1083-1085
Messing (Cu-Zn)	HPb59-1	Cu: 57-60%, Zn: tasakaal, Pb: 0,8-1,9%	900-940
Messing (plii-vaba)	C28000 (mereväe messing)	Cu: 60-63%, Zn: 35-38%, Sn: 1-2%	930-980
Pronks (Cu-Sn)	C51000 (fosforpronks)	Cu: 94-96%, Sn: 4-6%, P: 0,01-0,35%	990-1050
Pronks (Cu-Al)	C61400 (alumiiniumpronks)	Cu: 88-92%, Al: 8-10%, Fe: 0,5-1,5%	1030-1080
Vask-Nikkel	C70600 (Cu-Ni-Zn)	Cu: 63-67%, Ni: 9-11%, Zn: tasakaal	1010-1060
Vask-nikkel (kõrge Ni)	C71500 (70-30 Cu-Ni)	Cu: 68-72%, Ni: 28-32%	1180-1240

Peamised tähelepanekud:

Puhtal vasel on tavaliste vasesulamite seas madalaim sulamistemperatuur (~1083 kraadi).

Messingisulamitel (Cu-Zn) on madalamad sulamistemperatuurid (900–980 kraadi) tsingi lisamise tõttu (sulamistemperatuur: 419 kraadi), mis vähendab üldist sulamistemperatuuri.

Pronksisulamitel (Cu-Sn/Al) ja vase-niklisulamitel on kõrgem sulamistemperatuur (990–1240 kraadi), kuna tina (232 kraadi), alumiinium (660 kraadi) ja nikkel (1455 kraadi) moodustavad vasega stabiilseid intermetallilisi ühendeid, suurendades termilist stabiilsust.

Maksimaalne sulamistemperatuuri erinevus äärmuslike klasside vahel (nt HPb59-1 vs. C71500) on ~340 kraadi, mis on töötlemisel oluline, kuid juhitav protsessi sihipärase reguleerimisega.

2. Mõju töötlemistehnoloogiatele (keevitus ja sepistamine)

Sulamistemperatuuride kõikumine mõjutab otseselt töötlemisparameetrite, seadmete ja keevitamiseks ja sepistamiseks kasutatavate kulumaterjalide valikut. Allpool on üksikasjalik analüüs:

A. Keevitamine

Keevitamine nõuab soojussisendi täpset juhtimist, et sulatada mitteväärismetall ja täitematerjal (kui seda kasutatakse) ilma liigset oksüdatsiooni, segregatsiooni või struktuurikahjustusi põhjustamata.

Töötlemise nõue	Madala sulamistemperatuuriga sulamite mõju (nt HPb59-1, C28000)	Kõrge sulamistemperatuuriga sulamite (nt C71500, C61400) mõju
Soojussisendi juhtimine	Ülesulamise, läbipõlemise või tsingi aurustumise vältimiseks (tsingi keemistemperatuur on madal: 907 kraadi), mis põhjustab poorsust ja hapraid keevisõmblusi, on vaja väiksemat soojussisendit (nt 80{3}}120 A TIG-keevitusel).	Täieliku sulandumise tagamiseks on vajalik suurem soojussisend (nt 150-200 A TIG-keevitusel). Mittetäieliku läbitungimise oht, kui kuumus on ebapiisav.
Täitematerjali valik	Ebaühtlase sulamise vältimiseks ja keevisõmbluse terviklikkuse parandamiseks kasutatakse sobiva madala sulamistemperatuuriga täitemetalle (nt ERCuZn-A messingile).	Kõrge -temperatuuri stabiilsusega täitemetallid (nt ERCuNi vase-nikli jaoks) peavad taluma kõrgemat keevitustemperatuuri ja säilitama mehaanilised omadused.
Keevitusmeetodi eelistus	Sobib madalal{0}}kuumutusmeetoditel (nt TIG, MIG), et minimeerida tsingi kadu. Oksüatsetüleenkeevitus on suure soojussisendi tõttu vähem eelistatud.	Ühildub kõrgel{0}}kuumutusmeetoditega (nt TIG, sukelkaarkeevitus) sügavsulatamiseks. Takistuskeevitus on teostatav ka reguleeritud vooluseadistustega.
-Postkeevistöötlus	Kiire jahtumise tõttu kalduvus jääkpingele; elastsuse parandamiseks võib osutuda vajalikuks pinget leevendav lõõmutamine (200–300 kraadi).	Suurem terade jämeduse oht kõrgetel temperatuuridel; Tugevuse ja sitkuse taastamiseks võib vaja minna lahusega lõõmutamist (800–900 kraadi), millele järgneb karastamine.

B. Sepistamine

Sepistamine hõlmab sulami kuumutamist plastilisse olekusse (sulamistemperatuurist allapoole) ja selle vormimist mehaanilise jõu abil. Sulamistemperatuur määrab otseselt sepistamise temperatuurivahemiku ja protsessi teostatavuse.

Töötlemise nõue	Madala sulamistemperatuuriga sulamite mõju (nt HPb59-1, C28000)	Kõrge sulamistemperatuuriga sulamite (nt C71500, C61400) mõju
Sepistamise temperatuurivahemik	Madalam sepistamistemperatuur (600-800 kraadi, ~60-70% sulamistemperatuurist), et säilitada plastilisus ilma ülekuumenemiseta. Lühem kütteaeg vähendab energiatarbimist.	Piisava elastsuse saavutamiseks on vaja kõrgemat sepistamistemperatuuri (850-1100 kraadi, ~70-80% sulamistemperatuurist). Pikem kuumutamisaeg võib suurendada oksüdatsiooni- ja katlakivi tekkeohtu.
Kütte atmosfäär	Tsink on kõrgel temperatuuril kalduvus oksüdeeruda (moodustab ZnO); pinnadefektide vältimiseks on soovitatav kasutada kaitsekeskkonda (nt lämmastik, argoon) või räbustikatet.	Nikkel, alumiinium ja tina moodustavad stabiilsemaid oksiide (nt NiO, Al₂O₃), mida saab eemaldada peitsimisposti{2}}sepistamise teel. Kaitsev atmosfäär on endiselt kasulik ülitäpsetele komponentidele-.
Sepistamise kiirus ja jõud	Suurem plastilisus madalamatel temperatuuridel võimaldab suuremat sepistamiskiirust ja väiksemat mehaanilist jõudu, vähendades tööriista kulumist.	Madalam plastilisus toatemperatuuril nõuab aeglasemat sepistamiskiirust ja suuremat jõudu, et vältida pragunemist. Enamiku kõrgel -sulavate sulamite puhul eelistatakse kuumsepistamist külmsepistamisele.
Kuumtöötlemise{0}}järgne sepistamine	Lõõmutamine (300-400 kraadi) sisemise pinge leevendamiseks ja materjali pehmendamiseks järgnevaks töötlemiseks.	Normaliseerimine (900–1000 kraadi) või karastamine ja karastamine, et täpsustada tera struktuuri ja parandada mehaanilisi omadusi (nt tugevus, kõvadus).

info-444-449 info-441-439

3. Võtmed

Erinevate vasesulamite sulamistemperatuuridvarieeruda mõõdukalt (kuni ~340 kraadi)nende keemilise koostise põhjal on messingil madalaim ja kõrge{0}}nikliga vasesulamitel kõrgeim.

Need variatsioonidmõjutavad otseselt keevitus- ja sepistamisprotsesse:

Madal-sulavad sulamid nõuavad täpset soojussisendi juhtimist, et vältida ülesulamist või elementide aurustumist (nt messingis sisalduv tsink).

Kõrgelt{0}}sulavad sulamid nõuavad suuremat soojussisendit, ühilduvaid kulumaterjale ja sageli ka järeltöötlust, et säilitada konstruktsiooni terviklikkus ja jõudlus.

Protsessi õige reguleerimisega (nt soojussisend, täitematerjal, kuumutusatmosfäär) saab sulamistemperatuuri erinevusi tõhusalt hallata, et saavutada kõrge kvaliteediga töödeldud komponente.