早在公元前3000年以前,人們就開始制造和使用銅。但是,煉銅制成的物件太軟,容易彎曲,并且很快就鈍。接著人們發(fā)現(xiàn)把錫摻到銅里去制成銅錫合金——青銅。青銅器件的熔煉和制作比純銅容易的多,比純銅堅(jiān)硬(假如把錫的硬度值定為5,那么銅的硬度就是30,而青銅的硬度則是100~150),歷史上稱這個(gè)時(shí)期為青銅時(shí)代。
我國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)代的著作《周禮·冬官·辀人》總結(jié)了熔煉青銅的經(jīng)驗(yàn),講述青銅鑄造各種不同物件采用銅和錫的不同比例:“金有六齊(方劑)。六分其金(銅)而錫居一,謂之鐘鼎之齊;五分其金而錫居一,謂之斧斤之齊;四分其金而錫居一,謂之戈戟之齊;三分其金而錫居一,謂之大刃之齊;五分其金而錫居二,謂之削殺矢(箭)之齊;金錫半,謂之鑒(鏡子)燧(利用鏡子聚光取火)之齊。”這表明在3000多年前,我國(guó)勞動(dòng)人民已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,用途不同的青銅器所要求的性能不同,用以鑄造青銅器的金屬成分比例也應(yīng)有所不同。
青銅由于堅(jiān)硬,易熔,能很好的鑄造成型,在空氣中穩(wěn)定,因而即使在青銅時(shí)代以后的鐵器時(shí)代里,也沒有喪失它的使用價(jià)值。例如在公元前約280年,歐洲愛琴海中羅得島上羅得港口矗立的青銅太陽神,高達(dá)46米,其手指高度超過成人身高。
錫青銅的凝固范圍大,枝晶偏析嚴(yán)重;凝固時(shí)不易形成集中縮孔,體積收縮很小;鑄錠中易出現(xiàn)錫的逆偏析,嚴(yán)重時(shí)鑄錠表面可見到白色斑點(diǎn)(8相析出),甚至出現(xiàn)富錫顆粒,一般稱為錫汗(tinsweat),改進(jìn)鑄造方法和工藝條件可減輕逆偏析程度;液態(tài)合金中,錫易生成硬脆的夾雜物SnO2,熔煉要充分脫氧,防止由于夾雜物引起的合金力學(xué)性能的降低;對(duì)過熱和氣體的敏感性很小,能很好地焊接和釬焊;沖擊時(shí)不發(fā)生火花,無磁性、耐寒,并有的耐磨性。
錫青銅是人類冶煉歷史悠久的金屬合金,早可追溯到距今五千多年以前,早的錫青銅一般是用作制造生活器具、祭祀用品和兵器用途,后來人們發(fā)現(xiàn)它具有耐蝕、耐磨,有較好的力學(xué)性能和工藝性能,并能很好地焊接和釬焊,沖擊時(shí)不產(chǎn)生火花,所以逐漸也將其用作機(jī)械零部件。
對(duì)于錫青銅棒,主要是在工業(yè)生產(chǎn)中更常見,錫青銅棒材料強(qiáng)度大,耐磨性也很好,用于機(jī)械零件和產(chǎn)品加工,這些方面更常見。
錫青銅材料
錫青銅強(qiáng)度高,彈性好,耐磨性好,焊接釬焊方便,大氣、淡水、海水耐腐蝕性好,切割性能好,適合熱壓加工。7-0.2磷青銅用于制造耐摩擦部件,如耐磨墊圈、軸承、軸套、渦輪等,也可用作彈簧、彈簧等。
以錫為主要合金元素的青銅。含錫量一般在3~14%之間,主要用于制作彈性元件和耐磨零件。變形錫青銅的含錫量不超過 8%,有時(shí)還添加磷、鉛、鋅等元素。磷是良好的脫氧劑,還能改善流動(dòng)性和耐磨性。錫青銅中加鉛可改善可切削性和耐磨性,加鋅可改善鑄造性能。這種合金具有較高的力學(xué)性能、減磨性能和耐蝕性,易切削加工,釬焊和焊接性能好,收縮系數(shù)小,無磁性??捎镁€材火焰噴涂和電弧噴涂制備青銅襯套、軸套、抗磁元件等涂層。尺寸規(guī)格有Ф1.6mm、Ф2.3mm。具有較高的強(qiáng)度、耐蝕性和優(yōu)良的鑄造性能,長(zhǎng)期以來廣泛應(yīng)用于各工業(yè)部門中。