برنج آلیاژی است که از دو فلز مس و روی تشکیل شده است،دراین مقاله ماشین سازی هادی به معرفی آلیاژ برنج که انواع مختلف دارد خواهیم پرداخت. برنج از مدتها پیش حتی قبل از تاریخ شناخته شده بود، در آن زمان که انسان هنوز فلز روی را نمی شناخت با ذوب کردن مس همراه با کالامین (سنگ معدن فلز روی) برنج تولید می کرد. آلیاژبرنج یک اصطلاح است که به طیف وسیعی از آلیاژهای مس و روی اشاره میکند. در حقیقت، بیش از ۶۰ نوع مختلف آلیاژبرنج وجود دارد که توسط استاندارد اروپا مشخص شده‌اند.
با تغییر مقدار روی و مس خواص آن نیز تغیر میکند.با این حال، تمام آلیاژ برنج ها به دلیل سهولت در استفاده،ارزشمند هستند. و به دلیل نقطه ذوب پایین در ریخته گری استفاده میشوند. با این حال، برای کاربردهای ریخته گری، مقدار بالای روی معمولاً ترجیح داده میشود.
آلیاژ برنج چیست؟ | ویژگی های مهم آلیاژ برنج
آلیاژبرنج معمولاً قابلیت چکش‌خواری بیشتری نسبت به مس و روی دارد و تقریباً دمای ذوب آن بین ۹۰۰ تا ۹۴۰ درجه سانتیگراد است . البته سختی و نرم بودن آن می تواند با تغییر نسبت مخلوط مس و روی تغیر کند. با کمترین مقدار روی، برنج‌ها می‌توانند به راحتی سرد کاری شوند، جوش داده و ریخته گری شوند. محتوای مس زیاد نیز به فلز اجازه می‌دهد که یک لایه اکسید محافظ (پاتینا) بر روی سطح خود ایجاد کند که از خوردگی بیشتر محافظت میکند، که یک ویژگی ارزشمند در برابر رطوبت است. برنج به عنوان یک آلیاژ غیر مغناطیسی و کم اصطکاک است، و خواص صوتی آن می توان در بسیاری از سازهای موسیقی برنجی استفاده کرد.
معماران نیز ارزش زیبایی آلیاژبرنج را می‌دانند، زیرا می‌توانند از آن در طیف رنگی از قرمز تیره تا زرد طلایی استفاده کرد.آلیاژبرنج رنگی تقریباً زرد دارد که شبیه به رنگ طلا است. برنج در برابر کدر شدن و لکه‌دار شدن هم مقاومت دارد، یعنی دیرتر اکسایش می یابد. امروزه تقریباً ۹۰٪ از فلزات برنج بازیافت می شوند، چون فلز برنج خاصیت مغناطیسی کمی دارد و به راحتی می توان آن را از فلزاتی که معمولاً با آنها مخلوط می شود جدا کرد. بدین ترتیب برنج جدا شده را دوباره بازیافت می کنند. ورق برنج دارای هدایت الکتریکی و حرارتی خوبی هستند (هدایت الکتریکی آن می‌تواند به اندازه ۲۳٪ تا ۴۴٪ مس خالص باشد) و در برابر سایش و جرقه مقاوم است. مس داخل برنج (از طریق اثر اولیگودینامیک) خاصیت میکروب‌کشی به آن می‌دهد و باعث استفاده از برنج در وسایل حمام ،وسایل فلزی در بیمارستانها میشود.
ویژگیهای مهم آلیاژ برنج چیست:
- رسانا
- چکش خوار
- مقاوم در برابر خوردگی
- مقاوم در برابر سایش جرقه
- دارا بودن خواص ضدباکتریایی
- مقاومت در برابر کدر شدن و لکه دار شدن
- استفاده در ریخته گری به دلیل نقطه ذوب پایین
انواع آلیاژبرنج ها
انواع برنج ها، برنج دریاسالارشامل ۳۰٪ روی همراه با ۱٪ قلع برنج دریاییشبیه به برنج دربا سالار با ۴۰٪ روی و ۱٪ قلع برنج آلفاشامل کمتر از ۳۵٪ روی، که از آن می توان برای کارهایی با فشار بالا، ضربه و سرد استفاده کرد.برنج بتاشامل ۴۵٪ تا ۵۰٪ روی که سختی و مقاومت بیشتری نسبت به گرما و فشار و ضربه داردبرنج آلفا ـ بتاشامل ۳۵٪ تا ۴۵٪ روی مناسب برای گرما برنج سربی همان برنج آلفا ـ بتا همراه با مقداری سرب برنج آرسنیکی شامل آلومینیوم است که در ساخت دیگ‌های بخار کاربرد داردبرنج آلومینیومی شامل آلومینیوم است و مقاومت زیادی در برابر خوردگی دارد .در ساخت سکه های اروپایی استفاده می کنندبرنج فشنگی شامل ۳۰٪ روی برنج معمولی، شامل ۳۷٪ روی، ارزان و مناسب برای کارهای بدون گرما (سرد)برنج عالی شامل ۳۵٪ روی و ۶۵٪ مس، با قابلیت انعطاف پذیری بالا، استفاده شده در ساخت فنر و پیچ هابرنج پست شامل ۲۰٪ روی است، با رنگ زرد نزدیک به طلایی استبرنج سفید شامل بیش از ۵۰٪ روی ، بسیار شکننده استبرنج طلاییشامل ۹۵٪ مس و ۵٪ روی که در ساخت مهمات جنگی کاربرد دارد و نرم ترین فلز برنج هست
نحوه ساخت آلیاژ برنج
نحوه ساخت آلیاژ برنج در این بخش از مقاله ماشین سازی هادی در مورد آلیاژ برنج توضیح داده میشود. حتما این مقاله را تا انتها با دقت بخوانید تا اگر دچار اشتباهی در مورد برنج هستید دقیقا در مورد آن اطلاعات کافی پیداکنید.
- ابتدا باید مس ذوب شود زیرا روی در دمای ۹۰۷ درجه سانتیگراد شروع به جوشیدن و تبخیر میکند، که کمتر از نقطه ذوب مس ( ۱۰۸۳ درجه سانتیگراد) است. پس از ذوب شدن مس، روی در یک نسبت مناسب برای گرید مورد نظر برنج تولید میشود.
- هر فلز افزودنی دیگر مانند آلومینیوم،سرب ،سیلیکون یا آرسنیک به مخلوط اضافه میشود تا آلیاژ مورد نظر ایجاد شود.
- هنگامی که آلیاژ مذاب آماده شد، آن را به درون قالب‌ها می‌ریزند جاییکه به ورق‌های بزرگ (اسلب) یا نازک (بیلت) منجمد میشود. بیلت که بیشتر برنج آلفا – بتا نامیده میشود می‌تواند به طور مستقیم از طریق اکستروژن گرم به سیم و لوله پردازش شود.اکستروژن گرم شامل فشار دادن فلز گرمادیده از یک دای (die) یا آهنگری داغ (hot forging) است. اگر بیلت ها اکستروژن یا آهنگری نشوند، آنگاه مجدداً گرم میشوند و به درون غلتک‌های فولادی وارد می‌گردند (نورد گرم hot rolling). نتیجه این کار، اسلب هایی با ضخامت کمتر از نیم اینچ (<13 میلی متر) است. پس از سرمایش، برنج در معرض دستگاه فرز (milling machine) قرار می‌گیرد، یا اسکالپر (scalper) یک لایه نازک از فلز را به منظور حذف نقص‌های ریختگی و اکسید سطحی برمی دارد.
- برای جلوگیری از اکسیداسیون، قبل از آن که آلیاژ برنج دوباره خنک شود (نورد سرد) و اسلب هایی با ضخامت حدود ۰٫۱ اینچ (۲٫۵ میلی متر) تولید شوند، آلیاژ گرم و مجدداً نورد میشود که فرآیند آنیلینگ (annealing) نامیده میشود. نورد سرد ساختار داخلی برنج را تغییر می‌دهد و باعث میشود که فلز بسیار قوی‌تر و سخت‌تری ایجاد شود. این مرحله می‌تواند تا زمان حصول ضخامت یا سختی مورد نظر تکرار شود.
- ورق‌ها برش (sawed) و قیچی (sheared) میشوند تا عرض و طول مورد نیاز بدست آید. 6. محصولات تولید شده با مواد شیمیایی (معمولاً هیدروکلریک اسید و سولفوریک اسید) حمام داده میشوند تا اکسید مس حذف شود.آلیاژبرنج کاربردهای فراوانی در صنعت دارند.
نتیجه گیری
با این حال آلیاژبرنج معمولا به دلیل شکل پذیری و استحکام بالای خود شناخته شده است.لازم به ذکر است برنج های حاوی فلز روی کمتر، خاصیت شکل پذیری بیشتری دارند در حالی که انواع حاوی فلز روی بیشتر شکل پذیری کمتری دارند..بزرگترین وجه تمایز بین انواع مختلف برنج بر اساس ساختار بلوری آنهاست.دلیل این امر این است که ساختارهای اتمی دو عنصر مس و روی متفاوت است و آنها را بسته به نسبت محتوا و درجه حرارت ترکیب می کنند. ما در این مقاله در سایت ماشین سازی هادی به معرفی آلیاژ برنج پرداختیم. امیدواریم این مقاله توانسته باشد برای شما مفید واقع شود.
منبع خارجی: sciencedirect.com