Silīcija bronza ir vara sakausējums, kura galvenais leģējošais elements ir silīcijs (Si). Materiāls apvieno izturību, plastiskumu, korozijnoturību un labas tehnoloģiskās īpašības. To izmanto mašīnbūvē, kuģubūvē, elektrotehnikā un metināšanas materiālu ražošanā.
Kas ir silīcija bronza
Silīcija bronza pieder pie bronzām bez alvas. Silīcija pievienošana paaugstina vara pamatnes izturību un ietekmē mehāniskās un tehnoloģiskās īpašības. Atkarībā no markas sakausējumā var būt mangāns, cinks, dzelzs un citi elementi.
Atšķirībā no alvas bronzas silīcija bronzai alva nav obligāta sastāvdaļa. To izmanto gadījumos, kad nepieciešama korozijnoturība, spēja izturēt mehānisku slodzi un iespēja izgatavot sarežģītas detaļas.
Ķīmiskais sastāvs
Silīcija bronzas pamatā ir varš. Silīcija saturs ir atkarīgs no markas un bieži ir aptuveni 1–4 %. Papildu komponenti ietekmē izturību, plastiskumu un materiāla apstrādes īpašības.
| Elements | Apzīmējums | Nozīme |
|---|---|---|
| Varš | Cu | Sakausējuma pamats, nodrošina siltumvadītspēju un korozijnoturību |
| Silīcijs | Si | Paaugstina izturību un ietekmē tehnoloģiskās īpašības |
| Mangāns | Mn | Dažās markās uzlabo mehānisko izturību |
| Cinks | Zn | Atsevišķās markās ietekmē īpašības un apstrādājamību |
Fizikālās un mehāniskās īpašības
- Blīvums: aptuveni 8,3–8,8 g/cm³ atkarībā no sastāva.
- Izturība: augstāka nekā tehniski tīram varam; atkarīga no markas un materiāla stāvokļa.
- Plastiskums: daudzas deformējamās markas piemērotas aukstajai un karstajai apstrādei.
- Korozijnoturība: laba atmosfēras apstākļos un vairākās ūdens vidēs.
- Elektrovadītspēja: zemāka nekā tīram varam.
- Metināmība: vara un silīcija sastāvus izmanto metināšanas piedevmateriālos.
Silīcija bronzas markas
Silīcija bronzas apzīmējumi atšķiras atkarībā no nacionālās vai starptautiskās standartizācijas sistēmas. Sastāvs un īpašības jāpārbauda pēc konkrētās markas un attiecīgā standarta.
| Marka | Sistēma | Īpašības | Pielietojums |
|---|---|---|---|
| CuSi3Mn1 | EN | Vara un silīcija sastāvs ar mangānu | Metināšanas stieple un piedevmateriāli |
| CuSi3 | EN, piedevmateriāla sastāva apzīmējums | Aptuveni 3 % silīcija | Metināšanas piedevmateriāli |
| C65500 | UNS | Bronza ar paaugstinātu silīcija saturu | Stiprinājumi, loksnes, stieņi un rūpnieciskas detaļas |
Korozijnoturība
Silīcija bronza labi pretojas atmosfēras korozijai un tiek izmantota noteiktos jūras apstākļos. Tomēr noturība ir atkarīga no sastāva, temperatūras, vides un ekspluatācijas apstākļiem. Atbildīgām detaļām jāievēro konkrētās markas prasības.
Apstrāde un ražošana
No silīcija bronzas izgatavo stieņus, stiepli, loksnes un dažādas gatavās detaļas. Daudzas markas ir piemērotas plastiskajai deformācijai un mehāniskajai apstrādei. Vara un silīcija stiepli izmanto arī kā piedevmateriālu metināšanā un MIG lodmetināšanā.
Pielietojuma jomas
- Mašīnbūve: bukses, elastīgi elementi un speciālas detaļas.
- Kuģubūve: stiprinājumi un korozijnoturīgi komponenti.
- Elektrotehnika: noteiktu veidu kontakti un konstrukcijas elementi.
- Metināšana: Cu–Si stieple un piedevstieņi.
- Arhitektūra: dekoratīvi un konstruktīvi izstrādājumi.
Priekšrocības un ierobežojumi
Galvenās priekšrocības ir laba korozijnoturība, izturības un plastiskuma apvienojums un dažādas izgatavošanas iespējas. Ierobežojumi ir zemāka elektrovadītspēja nekā tīram varam un īpašību atkarība no sastāva un piegādes stāvokļa.
Silīcija bronza metāllūžņos
Silīcija bronzas lūžņi ir vērtīga otrreizējā izejviela ar augstu vara saturu. Tie var būt stieņu atgriezumi, stieple, stiprinājumi, ražošanas atlikumi un demontētas detaļas.
Šķirošanas laikā silīcija bronza jāatšķir no misiņa, alumīnija bronzas un alvas bronzas. Ar vizuālu pārbaudi vien nepietiek. Precīzai identificēšanai izmanto dokumentāciju, marķējumu un ķīmiskās analīzes metodes, kas spēj noteikt silīcija saturu.
Silīcija bronzas pārstrāde
Pēc šķirošanas un sagatavošanas lūžņus var pārkausēt. Pārstrādes laikā kontrolē silīcija un citu leģējošo elementu saturu, jo sastāva novirzes var ietekmēt jaunā materiāla īpašības.
Silīcija bronzas atsevišķa savākšana veicina efektīvāku otrreizējo vara resursu izmantošanu un samazina vērtīgā krāsainā metāla zudumus.
