Žalvaris yra dvejetainis lydinys susidedantis iš varis ir cinko kuris buvo gaminamas tūkstantmečius ir yra vertinamas dėl savo darbingumo, kietumo, korozija atsparumas ir patraukli išvaizda.
Savybės
- Lydinio tipas: Dvejetainis
- Turinys: varis ir cinkas
- Tankis: 8,3–8,7 g / cm3
- Lydymosi temperatūra: 900-940 ° C (1652-1724 ° F).
- Moho kietumas: 3–4
Charakteristikos
Tikslios įvairių žalvarių savybės priklauso nuo žalvario lydinio sudėties, ypač vario ir cinko santykio. Tačiau paprastai visi žalvariai yra vertinami dėl jų apdirbamumo arba dėl to, kaip lengvai metalą galima formuoti į norimas formas ir formas išlaikant aukštą stiprumą.
Nors yra žalvarių su dideliu ir mažu cinko kiekiu skirtumų, atsižvelgiama į visas žalvarius kaliojo ir plastiškas (mažai žalvario žalvariai labiau). Dėl mažo lydymosi taško, žalvaris taip pat gali būti liejamas palyginti lengvai. Tačiau liejant paprastai pirmenybė teikiama dideliam cinko kiekiui.
Mažiau cinko turinčias žalvaris galima lengvai šaltai apdirbti, suvirinti ir lituoti. Didelis vario kiekis taip pat leidžia metalui ant jo paviršiaus sudaryti apsauginį oksido sluoksnį (patiną) apsaugo nuo tolesnės korozijos - vertinga savybė, kai metalas yra veikiamas drėgmės ir oras.
Metalas turi ir gerą šilumą, ir elektrinis laidumas (jo elektrinis laidumas gali būti nuo 23% iki 44% gryno vario), jis yra atsparus dilimui ir kibirkščiams. Kaip ir varis, jo bakteriostatinės savybės lėmė jo naudojimą vonios kambario įrenginiuose ir sveikatos priežiūros įstaigose.
Žalvaris laikomas mažos trinties ir nemagnetiniu lydiniu, o dėl jo akustinių savybių jis buvo naudojamas daugelyje „pučiamųjų orkestro“ muzikos instrumentų. Menininkai ir architektai vertina estetines metalo savybes, nes jis gali būti gaminamas įvairių spalvų, nuo giliai raudonos iki aukso geltonos.
Programos
Dėl vertingųjų žalvario savybių ir santykinai lengvo pagaminimo jis tapo vienu iš plačiausiai naudojamų lydinių. Sudaryti išsamų visų žalvario programų sąrašą būtų didžiulė užduotis, tačiau susidaryti idėją apie pramonės šakas ir gaminių, kuriuose randamas žalvaris, rūšis galime suskirstyti į kategorijas ir apibendrinti kai kuriuos galutinius naudojimo būdus, atsižvelgiant į žalvario kokybę naudotas:
Laisvas pjovimo žalvaris (pvz., C38500 arba 60/40 žalvaris):
- Veržlės, varžtai, srieginės dalys
- Terminalai
- Čiurkšlės
- Čiaupai
- Injektoriai
Istorija
Vario-cinko lydiniai buvo gaminami dar V amžiuje prieš Kristų ir buvo plačiai naudojami Vidurinėje Azijoje iki II ir III amžiaus pr. Tačiau šie dekoratyviniai metalo gabalai gali būti geriausiai vadinami „natūraliais lydiniais“, nes nėra įrodymų, kad jų gamintojai sąmoningai legiruodavo varį ir cinką. Tikėtina, kad lydiniai buvo lydomi iš cinko turinčių vario rūdų, gaunant neapdorotus į žalvarį panašius metalus.
Graikijos ir Romos dokumentai rodo, kad tyčinis lydinių, panašių į šiuolaikinį žalvarį, gamyba, naudojant varį ir cinko oksidu turtinga rūda, vadinama calamine, atsirado maždaug I amžiuje prieš Kristų. Kalamino žalvaris buvo pagamintas cementavimo būdu, kai varis buvo išlydomas tiglyje su malto smithsonite (arba kalamino) rūda.
Aukštoje temperatūroje tokiose rūdose esantis cinkas virsta garais ir prasiskverbia iš vario, tokiu būdu gaunant gana gryną žalvarį, kuriame yra 17–30% cinko. Šis žalvario gamybos būdas buvo naudojamas beveik 2000 metų iki XIX amžiaus pradžios. Netrukus po to, kai romėnai atrado, kaip gaminti žalvarį, lydinys buvo naudojamas monetų kaldinimui šių dienų Turkijoje. Tai netrukus išplito visoje Romos imperijoje.
Tipai
„Žalvaris“ yra bendras terminas, nurodantis daugybę vario-cinko lydinių. Iš tikrųjų yra daugiau nei 60 skirtingų žalvario rūšių, nurodytų EN (Europos normų) standartuose. Šie lydiniai gali turėti daug įvairių kompozicijų, priklausomai nuo savybių, reikalingų konkrečiam pritaikymui.
Gamyba
Žalvaris dažniausiai gaminamas iš vario laužo ir cinko luitų. Vario laužas parenkamas atsižvelgiant į jo priemaišas, nes norint gauti tikslią žalvario kokybę reikia tam tikrų papildomų elementų.
Kadangi cinkas pradeda virti ir garuoja esant 907 ° C (1665 ° F) temperatūrai, žemiau vario lydymosi temperatūros 1981 ° F (1083 ° C), varis pirmiausia turi būti išlydytas. Išlydęs, pridedamas cinko santykis, atitinkantis gaminamo žalvario laipsnį. Nors cinko nuostoliai dėl garinimo vis dar yra priimtini.
Šiuo metu bet kokie kiti papildomi metalai, tokie kaip vadovauti, aliuminio, silicio arba arseno, pridedami prie mišinio, kad būtų sukurtas norimas lydinys. Kai išlydytas lydinys yra paruoštas, jis supilamas į formas, kur jis sukietėja į dideles plokštes ar ruošinius. Kompresai - dažniausiai alfa-beta žalvaris - gali būti tiesiogiai perdirbami į laidus, vamzdžius ir vamzdelius karštu ekstruzijos būdu, kai šildantį metalą reikia stumti per štampą arba karštą kalimą.
Jei ruošiniai nėra išspaudžiami ar kaltiniai, ruošiniai vėl pašildomi ir paduodami per plieninius ritinius (procesas žinomas kaip karštasis valcavimas). Rezultatas yra plokštės, kurių storis mažesnis nei pusė colio (<13 mm). Po aušinimo žalvaris paduodamas per frezavimo staklę arba skalūną, kuris nupjauna ploną metalo sluoksnį, kad būtų pašalinti paviršiaus liejimo defektai ir oksidas.
Dujų atmosferoje, kad būtų išvengta oksidacijos, lydinys vėl kaitinamas ir valcuojamas - procesas žinomas kaip atkaitinimas, prieš tai vėl valcavimo vėsesnėje temperatūroje (šalto valcavimo) į maždaug 0,1 colio (2,5 mm) storio lakštus. Šaltojo valcavimo procesas deformuoja žalvario vidinę grūdų struktūrą, todėl gaunamas daug stipresnis ir kietesnis metalas. Šis žingsnis gali būti kartojamas tol, kol bus pasiektas norimas storis ar kietumas.
Galiausiai lakštai yra pjaunami ir pjaustomi, kad būtų gautas reikiamas plotis ir ilgis. Visiems išlietiems, suklastotiems ir išspaustiems žalvario lakštams yra suteikiama cheminė vonia, paprastai pagaminta iš druskos ir sieros rūgšties, kad būtų galima pašalinti juodojo vario oksido skalę ir sugadinti.