Колокольная бронза
(цит. по Ф. Штейн. ЛИТЕЙНОЕ ДЕЛО. СПб. 1913)
Под общим названием бронзы в технике известно несколько составов меди с оловом, с преобладанием первого из этих металлов. Медь и олово могут сплавляться в весьма различных пропорциях, но для отливки изделий применяются только некоторые определенные сплавы.
Примесь к меди олова для образования бронзового сплава увеличивает твердость меди, делая ее звонкой и легкоплавкой, но в то же время и хрупкой. При содержании олова не превышающем 25%, бронза будет иметь желто-красный цвет и сохраняет присущую чистой металлической меди степень вязкости и тягучести. При увеличении содержания олова вязкость и тягучесть заменяются хрупкостью, причем цвет бронзы из красноватого переходит в стально-серый. Таким образом содержание олова в бронзе не должно превышать предельных 25% без риска уменьшить к худшему свойства сплава. Так сплав из 65 частей меди и 35 частей олова обладает наибольшей степенью твердости, но в то же время хрупок. Затем, с увеличением в сплаве содержания олова до 50% , сплав делается мягким, приближаясь по своим свойствам к металлическому олову.
Вложенный файл:
Имя файла:
Размер файла: 0 KB
Бронза на воздухе окисляется быстрее металлической меди, покрываясь зеленоватым налетом окиси. Таким налетом бывают покрыты все античные бронзовые статуи и другие предметы, отлитые из этого сплава, открываемые в земле как археологические находки.
Кроме основных составных частей меди и олова в бронзовых отливках всегда можно открыть присутствие других примесей, составляющих или следствие недостаточной очистки сырых материалов, употребленных для переплавки, или же введенных в сплав для сообщения ему специальных качеств и, главным образом, для его удешевления. К таким примесям относятся: железо, марганец, никель, свинец, цинк, фосфор, мышьяк, сера и сурьма.
Примесь к бронзе цинка придает сплаву красный, желтоватый оттенок. Цинк в небольших дозах, до 2%, подмешанный к бронзе, действует благоприятно, повышая способность бронзы отчетливо заполнять формы и уменьшая склонность к образованию раковин. При содержании цинка более нормального количества, бронза теряет свойственные ей характеристики, сообщая металлу характер латуни.
Свинец ухудшает физические свойства бронзы, а железо повышает твердость и увеличивает температуру плавления, но зато способствует получению доброкачественных отливок.
Никель увеличивает твердость и уменьшает вязкость бронзы.
Примеси мышьяка, сурьмы, серы и фосфора, даже в самых малых дозах, делают бронзу хрупкой, а потому не должны быть допускаемы.
Независимо от состава сплава, получение хороших отливок зависит также от способа обращения с металлом при плавке и разливке в формы, а также и физических изменений, которые произойдут в вылитом в форму сплаве.
Добротность отливок много зависит от быстроты охлаждения металла в форме. При быстром охлаждении металла отливка будет иметь мелкозернистое сложение, которое служит признаком крепости и плотности сплава. Поэтому, если для отливки будет употреблена металлическая форма, то бронза может быть более перегрета, чем при отливке в земляные сухие формы.
Вложенный файл:
Имя файла:
Размер файла: 0 KB
Металлические формы, как обладающие большей теплопроводностью, быстро охлаждают металл и не дают сплаву распадаться на отдельные части. Массивная же форма, при большом перегреве металла, не в состоянии предотвратить это нежелательное явление.
Усадка бронзы больше чугуна и почти равна стали. Что касается мер, которые должны быть приняты против большой усадки, то они общие с теми, которые принимаются при отливке чугуна и стали.
Получение неплотных и нечистых отливок может произойти по причине химических реакций, происходящих в сплаве во время его переплавки и остывании. Так при переплавке меди и олова, последнее, обладая большим сродством с кислородом, выгорает быстрее меди. Вот почему при составлении сплава необходимо брать олова значительно больше против теоретического расчета.
Бронза в расплавленном состоянии имеет свойство поглощать значительное количество кислорода и затем снова освобождает его при остывании. При быстром остывании отливки, сплав принимает густую консистенцию, вследствие чего пузырьки кислорода не могут пробиться сквозь него и выйти из формы, причем образуется множество мельчайших раковин. Вот почему необходимо как при разливке, так и при остывании бронзы защищать ее от действия кислорода, посыпая расплавленный металл порошком угля.
Так как олово окисляется быстрее меди, то при составлении бронзового сплава сначала плавят медь, и когда она совсем разжижается, бросают в ванну олова, стараясь поднять возможно выше температуру ванны для поддержания сплава в весьма жидком состоянии, способствующем более тесному перемешиванию обоих металлов.
Вложенный файл:
Имя файла:
Размер файла: 0 KB
Быстрота ведения плавки до некоторой степени понижает возможность окисления металлов, т.е. угар их. Поэтому печи для плавки надо устраивать так, чтобы они доводили сплав до требуемой температуры в возможно кратчайший срок. Тем не менее, несмотря на все предосторожности, совершенно избежать окисления металлов при переплавке нельзя; угар бывает от 4 до 10%.
Колокольная бронза cодержит на 80 ч. меди 20 ч. олова. Она должна удовлетворять следующим требованиям: издавать при ударе полный и чистый звук и обладать значительной крепостью и упругостью. Хороший колокольный металл отличается плотным, мелкозернистым изломом, серовато-белого цвета.