1. Diferències en els mecanismes de reforç de solubilitat i aliatge
En sistemes d’aliatge de coure, elements com el zinc, la llauna i l’alumini presenten diferències significatives en la solubilitat. A l'equilibri de temperatura ambient, el zinc té una solubilitat de fins a un 37% en massa en coure, i aproximadament un 30% es manté soluble en l'estat de fosa AS -. En canvi, la solubilitat de colada AS - de la llauna en bronze de llauna és només del 5-6%, i la solubilitat de l’alumini en bronze d’alumini és d’aproximadament del 7-8%. L’elevada solubilitat sòlida del zinc en el coure dóna lloc a un fort efecte d’enfortiment de la solució sòlida. A més, la majoria d’elements d’aliatge poden dissoldre’s a diferents graus a la matriu de llautó, millorant encara més les seves propietats mecàniques. Aquesta és la raó clau per la qual els aliatges especials de llautó presenten característiques d’alta resistència.
Des d’una perspectiva econòmica, el zinc és més barat que l’alumini i l’estany, i les seves abundants reserves de recursos fan que el cost global del llautó sigui significativament inferior al del bronze d’estany i al bronze d’alumini.
2. Avantatges del rendiment de càsting del llautó
Característiques de solidificació i fluïdesa
El llautó té un rang de temperatura de cristal·lització extremadament estret (aproximadament 30 - 40 graus) i es solidifica de manera com una closca -. La temperatura de líquids disminueix significativament amb l’augment del contingut de zinc (punt de fusió aproximadament 900 graus), donant lloc a una excel·lent fluïdesa metàl·lica que pot omplir cavitats complexes. Addicionalment, l’estreta gamma de cristal·lització redueix la segregació intra-cristal·lina i la formació de cavitats de contracció disperses, cosa que facilita la forma de formar cavitats de contracció concentrades, que faciliten la solidificació directa a través de l’alimentació de Riser.
Característiques de fosa i desoxidació
El zinc té un punt de vaporització de 907 graus, que es troba a prop del punt de fusió del llautó. Durant la colada, el zinc s’evapora fàcilment i elimina els gasos del coure fos, reduint el risc de formació de porositat. A més, el zinc posseeix fortes capacitats de desoxidació, eliminant la necessitat de desoxiditzadors addicionals durant la fosa, simplificant així el procés i reduint els costos. Tot i que els òxids de ZnO es poden formar durant la fosa, la seva baixa densitat fa que floquin i formin escòria, i prevenir l’oxidació secundària pot evitar defectes d’inclusió.
Adaptabilitat del procés
El llautó no és sensible a les taxes de refrigeració de colada i les seves propietats mecàniques es veuen afectades mínimament pel gruix de la paret, cosa que el fa adequat per a diversos processos com la colada de sorra, la colada i la fosa centrífuga. Les mesures de procés típiques inclouen:
Disseny del nucli de sorra: utilitzeu nuclis de sorra amb propietats de bon rendiment per reduir l’estrès de fosa i evitar les esquerdes i la deformació;
Runners i sistemes d’abocament: instal·leu els grans corredors - per aconseguir solidificació seqüencial i optimitzar la disposició de corredors interns per a un refredament equilibrat;
Control de la temperatura d'abocament: redueix adequadament la temperatura d'abocament per minimitzar les pèrdues de contracció líquida i evaporació de zinc.
3. Limitacions de rendiment i millores d’aliatge
Mancances de resistència a la corrosió
El zinc té un potencial d’elèctrodes més baix que el coure, donant lloc a la corrosió de lixiviació de zinc en entorns d’electròlits (per exemple, aigua de mar, àcids inorgànics) - La fase rica de zinc - es dissol preferentment com a ànode, pertorbant l’estructura de l’aliatge. El llautó ordinari presenta una resistència a la corrosió particularment pobra en els ambients de l’aigua de mar i el vapor.
Millores de rendiment en llautó especial
Si afegiu elements d’aliatge com MN, Al, Fe, SI i PB, les propietats de llautó es poden orientar per millorar:
Llautó mecanitzable: afegir PB millora la maquinària;
Brass naval: afegir SN millora la resistència a la corrosió de l’aigua de mar;
High - Força Brass: Introducció de Al i Fe per formar fases de reforç, millorant les propietats mecàniques;
Die - Casting Brass: Optimització de la composició per adaptar -se als processos de colada de pressió High -, equilibrar la fluïdesa i la precisió dimensional.
4. Aplicacions industrials actuals de llautó
Amb els seus avantatges complets de la compatibilitat de processos de gran resistència, baix cost i càsting, el llautó s’ha convertit en la categoria de producció més diversa i alta - entre aliatges de coure. Les seves aplicacions abasten la fabricació mecànica (engranatges, coixinets), maquinari de construcció (vàlvules, accessoris), la indústria de la construcció naval (tubs de condensador, components del sistema d’aigua de mar) i camps decoratius. Tot i que la seva resistència a la corrosió és inferior al bronze, manté una posició dominant en entorns de corrosió de moderada a baix mitjançant millores d’aliatge i tecnologies de protecció superficial (com ara els recobriments i el tractament de passivació).
5. Resum
El llautó es basa en un aliatge binari Cu - Zn i, mitjançant el reforç elemental de solucions sòlides i l’optimització de processos, ha desenvolupat avantatges de rendiment únics. Malgrat les seves limitacions de resistència a la corrosió, es manté insubstituïble en l’equilibri del rendiment de colada, el control de costos i la força mecànica. En el futur, amb el desenvolupament de plom ambientalment respectuós amb el medi ambient - llautó lliure i alt - corrosió - aliatges resistents, Brass continuarà ampliant els seus escenaris d'aplicacions en els camps de fabricació final alts -.