เรียนรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติและการใช้โลหะทองเหลือง

ทองเหลืองเป็น โลหะผสม แบบไบนารีซึ่งประกอบด้วย ทองแดง และสังกะสีที่ผลิตมานับพันปีและมีค่าสำหรับความสามารถในการใช้งานความแข็งความต้านทาน การกัดกร่อน และลักษณะที่น่าสนใจ

คุณสมบัติ

• ประเภทโลหะผสม: ไบนารี
• เนื้อหา: ทองแดงและสังกะสี
• ความหนาแน่น: 8.3-8.7 g / cm ³
• จุดหลอมเหลว: 1652-1724 ° F (900-940 ° C)
• ความแข็งของ Moh: 3-4

ลักษณะ

คุณสมบัติที่แน่นอนของทองเหลืองต่างกันขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโลหะผสมทองเหลืองโดยเฉพาะอัตราส่วนทองแดงและสังกะสี

โดยทั่วไปแล้วทองเหลืองทั้งหมดมีมูลค่าสำหรับการแปรรูปหรือความง่ายในการใช้โลหะที่สามารถก่อตัวเป็นรูปทรงและแบบฟอร์มที่ต้องการในขณะที่รักษาความแข็งแรงสูงได้

ในขณะที่มีความแตกต่างระหว่างทองเหลืองที่มีปริมาณสังกะสีสูงและต่ำทองสัมฤทธิ์ทั้งหมดจะมีความ อ่อนนุ่ม และ ยืดหยุ่น (ทองเหลืองสังกะสีต่ำมาก) เนื่องจากจุดหลอมละลายต่ำทองเหลืองสามารถหล่อได้ค่อนข้างง่าย อย่างไรก็ตามสำหรับการหล่อใช้มักต้องการให้มีปริมาณสังกะสีสูง

ทองเหลืองที่มีสังกะสีลดลงสามารถทำงานได้ง่ายทั้งแบบเชื่อมและแบบบัดกรี ปริมาณทองแดงสูงช่วยให้โลหะเป็นตัวป้องกันชั้นออกไซด์ (patina) บนพื้นผิวที่ป้องกันการกัดกร่อนซึ่งเป็นคุณสมบัติที่มีค่าในการใช้งานที่ทำให้โลหะมีความชุ่มชื้นและมีสภาพดินฟ้าอากาศ

โลหะมีความร้อนและความสามารถในการนำไฟฟ้าได้ดี (ความสามารถในการนำไฟฟ้าได้จาก 23% ถึง 44% ของทองแดงบริสุทธิ์) และทนต่อการสึกหรอและสึกหรอ

เช่นเดียวกับทองแดงคุณสมบัติในการเป็นแบคทีเรียของแบคทีเรียมีผลต่อการใช้งานในห้องน้ำและสิ่งอำนวยความสะดวกด้านการดูแลสุขภาพ

ทองเหลืองถือเป็นแรงเสียดทานต่ำและอัลลอยด์ที่ไม่ใช่แม่เหล็กในขณะที่คุณสมบัติอะคูสติกของมันมีผลต่อการใช้งานในเครื่องดนตรีประเภทวงดนตรี 'ทองเหลือง' ศิลปินและสถาปนิกได้ให้ความสำคัญกับคุณสมบัติทางสุนทรียะของโลหะเนื่องจากสามารถผลิตได้ในช่วงของสีตั้งแต่สีแดงเข้มจนถึงสีเหลืองทอง

ประวัติศาสตร์

โลหะผสมทองแดง - สังกะสีถูกผลิตขึ้นเมื่อต้นคริสต์ศตวรรษที่ 5 ในประเทศจีนและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเอเชียกลางในศตวรรษที่ 2 และ 3 ชิ้นโลหะตกแต่งเหล่านี้สามารถเรียกได้ว่าเป็น 'อัลลอยด์จากธรรมชาติ' เนื่องจากไม่มีหลักฐานว่าผู้ผลิตโลหะผสมทองแดงและสังกะสีเป็นผู้ผลิต อาจเป็นไปได้ว่าโลหะผสมเหล่านี้ถูกถลุงจากแร่ทองแดงที่มีธาตุสังกะสีซึ่งผลิตโลหะทองเหลืองดิบ

เอกสารกรีกและโรมันแนะนำว่าการผลิตโลหะผสมที่คล้ายคลึงกับทองเหลืองที่ทันสมัย โดยใช้ทองแดง และแร่สังกะสีออกไซด์ที่รู้จักกันในชื่อว่า calamine เกิดขึ้นประมาณศตวรรษที่ century ทองเหลืองคาลามีนถูกผลิตขึ้นโดยกระบวนการซีเมนต์ด้วยทองแดงละลายในเบ้าหลอมโลหะแร่ smithsonite (หรือ calamine)

ที่อุณหภูมิสูงสังกะสีมีอยู่ในแร่ดังกล่าวจะกลายเป็นไอและซึมผ่านทองแดงซึ่งจะทำให้เกิดทองเหลืองบริสุทธิ์ที่มีสังกะสี 17-30% วิธีการผลิตทองเหลืองนี้ใช้มาเกือบ 2000 ปีจนกระทั่งต้นศตวรรษที่ 19 ไม่นานหลังจากที่ชาวโรมันได้ค้นพบวิธีการผลิตทองเหลืองโลหะผสมถูกนำมาใช้เพื่อสร้างเหรียญในพื้นที่ของตุรกีสมัยใหม่ ในไม่ช้านี้แผ่กระจายไปทั่วจักรวรรดิโรมัน

ประเภท

'ทองเหลือง' เป็นคำทั่วไปที่หมายถึงโลหะผสมทองแดงและสังกะสีที่หลากหลาย

ในความเป็นจริงมีมากกว่า 60 ชนิดของทองเหลืองที่ระบุโดย EN (มาตรฐานยุโรป) มาตรฐาน โลหะผสมเหล่านี้สามารถมีส่วนผสมที่หลากหลายได้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับการใช้งานเฉพาะอย่าง

การผลิต

ทองเหลืองมักผลิตจากเศษทองแดงและแท่งสังกะสี ทองแดงเศษได้รับการคัดเลือกจากสิ่งสกปรกของมันเนื่องจากองค์ประกอบเพิ่มเติมบางอย่างเป็นที่ต้องการเพื่อให้ได้เกรดที่แน่นอนของทองเหลืองที่ต้องการ

เนื่องจากสังกะสีเริ่มต้มและกลายเป็นไอที่อุณหภูมิ 1665 ° F (907 ° C) ต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของทองแดง 1981 ° F (1083 ° C) ทองแดงต้องละลายก่อน เมื่อละลายแล้วสังกะสีจะถูกเพิ่มในอัตราส่วนที่เหมาะสมกับเกรดของทองเหลืองที่ผลิต ในขณะที่ยังคงมีการตั้งค่าเผื่อการสูญเสียสังกะสีเพื่อทำให้เกิดไอระเหย

ณ จุดนี้โลหะอื่น ๆ เช่น ตะกั่ว อลูมิเนียมซิลิกอนหรือสารหนูจะถูกเพิ่มลงในส่วนผสมเพื่อสร้างโลหะผสมที่ต้องการ

เมื่อโลหะผสมที่หลอมละลายพร้อมแล้วจะเทลงในแม่พิมพ์ซึ่งจะแข็งตัวลงในแผ่นคอนกรีตหรือแท่งขนาดใหญ่ บิวทิลมักเป็นอัลฟาเบต้าทองเหลืองสามารถนำมาแปรรูปเป็นสายไฟท่อและท่อผ่านการรีดร้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับการผลักดันโลหะที่ร้อนผ่านตัวยึดหรือการปลอมด้วยความร้อน

ถ้าไม่อัดหรือปลอมแปลง billets จะถูกให้ความร้อนและป้อนผ่านลูกกลิ้งเหล็ก (กระบวนการที่เรียกว่าการรีดร้อน) ผลที่ได้คือแผ่นที่มีความหนาไม่เกินครึ่งนิ้ว (<13 มม.) หลังจากทำความเย็นแล้วทองเหลืองจะถูกป้อนผ่านเครื่องมิลลิ่งหรือ scalper ที่ตัดชั้นบาง ๆ ออกจากโลหะเพื่อขจัดข้อบกพร่องในการหล่อลื่นและออกไซด์

ภายใต้บรรยากาศก๊าซเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชั่นอัลลอยจะร้อนและรีดอีกครั้งกระบวนการนี้เรียกว่า การหลอม ก่อนที่จะรีดอีกครั้งในอุณหภูมิที่เย็นลง (แผ่นรีดเย็น) เป็นแผ่นหนาประมาณ 0.1 "(2.5 มม.) กระบวนการรีดเย็น ทำให้โครงสร้างโลหะภายในของทองเหลืองเสียรูปส่งผลให้โลหะแข็งขึ้นและแข็งขึ้นขั้นตอนนี้สามารถทำซ้ำได้จนกว่าความหนาหรือความแข็งที่ต้องการจะทำได้

สุดท้ายแผ่นจะถูกตัดและตัดเพื่อให้ได้ความกว้างและความยาวที่ต้องการ วัสดุจากแผ่นทองเหลืองหล่อปลอมแปลงและอัดขึ้นรูปจะได้รับการอาบน้ำทางเคมีโดยปกติจะใช้กรดไฮโดรคลอริกและซัลฟิวริกเพื่อขจัดคราบสีทองแดงออกไซด์และทำให้เกิดการเสื่อมเสีย

การประยุกต์ใช้งาน

คุณสมบัติที่มีคุณค่าของ Brass และความสะดวกในการผลิตที่เป็นญาติกันทำให้เป็นหนึ่งในโลหะผสมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด การรวบรวมรายชื่อทั้งหมดของทองเหลือง 'จะเป็นงานที่ใหญ่โต แต่เพื่อให้ได้แนวคิดอุตสาหกรรมและชนิดของผลิตภัณฑ์ที่พบทองเหลืองเราสามารถจัดหมวดหมู่และสรุปการใช้ปลายด้านบนขึ้นกับเกรดของทองเหลืองที่ใช้:

ฟรีตัดทองเหลือง (เช่น C38500 หรือ 60/40 ทองเหลือง):

• ถั่วสลักเกลียวเกลียว
• ขั้ว
• เจ็ตส์
• ก๊อก
• หัวฉีด