ทองเหลืองเป็นโลหะผสมแบบไบนารีซึ่งประกอบด้วยทองแดงและสังกะสีที่ผลิตมานับพันปีและมีค่าสำหรับความสามารถในการใช้งานความแข็งความต้านทานการกัดกร่อนและลักษณะที่น่าสนใจ
คุณสมบัติ
- ประเภทโลหะผสม: ไบนารี
- เนื้อหา: ทองแดงและสังกะสี
- ความหนาแน่น: 8. 3-8 7 g / cm 3
- จุดหลอมเหลว: 1652-1724 ° F (900-940 ° C)
- ความแข็งของ Moh: 3-4
ลักษณะเฉพาะ
คุณสมบัติที่แน่นอนของทองเหลืองต่างกันขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโลหะผสมทองเหลืองโดยเฉพาะอัตราส่วนทองแดงและสังกะสีโดยทั่วไปแล้วทองเหลืองทั้งหมดมีมูลค่าสำหรับความสามารถในการใช้เครื่องจักรหรือความง่ายในการใช้โลหะที่สามารถก่อตัวเป็นรูปทรงและแบบฟอร์มที่ต้องการในขณะที่รักษาความแข็งแรงสูงได้
ในขณะที่มีความแตกต่างระหว่างทองเหลืองที่มีปริมาณสังกะสีสูงและต่ำทองสัมฤทธิ์ทั้งหมดถือว่าเป็นเหล็กไหลที่มีรูปร่างอ่อนและเหนียว (สังกะสีทองเหลืองต่ำมาก) เนื่องจากจุดหลอมละลายต่ำทองเหลืองสามารถหล่อได้ค่อนข้างง่าย อย่างไรก็ตามสำหรับการหล่อใช้มักต้องการให้มีปริมาณสังกะสีสูง
ทองเหลืองที่มีสังกะสีลดลงสามารถใช้งานได้ง่ายทั้งแบบเชื่อมและแบบบัดกรี ปริมาณทองแดงสูงช่วยให้โลหะเป็นตัวป้องกันชั้นออกไซด์ (patina) บนพื้นผิวที่ป้องกันการกัดกร่อนซึ่งเป็นคุณสมบัติที่มีค่าในการใช้งานที่ทำให้โลหะมีความชุ่มชื้นและมีสภาพดินฟ้าอากาศโลหะมีความร้อนและความสามารถในการนำไฟฟ้าได้ดี (ความสามารถในการนำไฟฟ้าได้จาก 23% ถึง 44% ของทองแดงบริสุทธิ์) และมีความสึกหรอและทนต่อประกาย
เหมือนทองแดงคุณสมบัติในการเป็นแบคทีเรียของแบคทีเรียมีผลต่อการใช้งานในห้องน้ำและสิ่งอำนวยความสะดวกด้านการดูแลสุขภาพ
ทองเหลืองถือเป็นแรงเสียดทานต่ำและอัลลอยด์ที่ไม่ใช่แม่เหล็กในขณะที่คุณสมบัติอะคูสติกของมันมีผลต่อการใช้งานในเครื่องดนตรีประเภทวงดนตรี 'Brass'ศิลปินและสถาปนิกให้ความสำคัญกับคุณสมบัติทางสุนทรียะของโลหะเนื่องจากสามารถผลิตได้ในช่วงของสีตั้งแต่สีแดงเข้มจนถึงสีเหลืองทอง
ประวัติศาสตร์
โลหะผสมทองแดง - สังกะสีถูกผลิตขึ้นเมื่อต้นศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักีในประเทศจีนและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเอเชียกลางในศตวรรษที่ 2 และ 3
ชิ้นโลหะตกแต่งเหล่านี้สามารถเรียกได้ว่าเป็น 'อัลลอยด์จากธรรมชาติ' เนื่องจากไม่มีหลักฐานว่าผู้ผลิตของตนมีโลหะผสมทองแดงและสังกะสี อาจเป็นไปได้ว่าโลหะผสมเหล่านี้ถูกถลุงจากแร่ทองแดงที่มีธาตุสังกะสีซึ่งผลิตโลหะทองเหลืองดิบ
เอกสารกรีกและโรมันแนะนำว่าการผลิตโลหะผสมที่คล้ายคลึงกับทองเหลืองที่ทันสมัยโดยใช้ทองแดงและแร่สังกะสีออกไซด์ที่รู้จักกันในชื่อว่า calamine เกิดขึ้นประมาณศตวรรษที่ century
ทองเหลืองคาลามีนถูกผลิตโดยกระบวนการซีเมนต์โดยทองแดงละลายในเบ้าหลอมโลหะแร่ smithsonite (หรือ calamine)ที่อุณหภูมิสูงสังกะสีมีอยู่ในแร่ดังกล่าวจะกลายเป็นไอและซึมผ่านทองแดงซึ่งจะทำให้เกิดทองเหลืองบริสุทธิ์ที่มีสังกะสี 17-30% วิธีการผลิตทองเหลืองนี้ใช้มาเกือบ 2000 ปีจนกระทั่งต้นศตวรรษที่ 19
ไม่นานหลังจากที่ชาวโรมันได้ค้นพบวิธีการผลิตทองเหลืองแล้วโลหะผสมนี้ถูกนำไปใช้เป็นเหรียญในพื้นที่ของตุรกีสมัยใหม่ ในไม่ช้านี้แผ่กระจายไปทั่วจักรวรรดิโรมัน
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับประวัติความเป็นมาของทองเหลือง
ประเภท
'ทองเหลือง' เป็นคำทั่วไปซึ่งหมายถึงโลหะผสมทองแดงและสังกะสีที่หลากหลาย ในความเป็นจริงมีมากกว่า 60 ชนิดของทองเหลืองที่ระบุโดย EN (มาตรฐานยุโรป) มาตรฐาน โลหะผสมเหล่านี้สามารถมีส่วนผสมที่หลากหลายได้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับการใช้งานเฉพาะอย่าง
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับประเภทของทองเหลืองต่างๆดูบทความนี้
การผลิต
ทองเหลืองมักผลิตจากเศษทองแดงและแท่งสังกะสี ทองแดงเศษได้รับการคัดเลือกจากสิ่งสกปรกของมันเนื่องจากองค์ประกอบเพิ่มเติมบางอย่างเป็นที่ต้องการเพื่อให้ได้เกรดที่แน่นอนของทองเหลืองที่ต้องการ
เนื่องจากสังกะสีเริ่มต้มและระเหยที่อุณหภูมิ 1665 ° F (907 ° C) ต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของทองแดง 1981 ° F (1083 ° C) ทองแดงต้องละลายก่อน เมื่อละลายแล้วสังกะสีจะถูกเพิ่มในอัตราส่วนที่เหมาะสมกับเกรดของทองเหลืองที่ผลิต
ในขณะที่ยังมีการตั้งค่าเผื่อการสูญเสียของสังกะสีอยู่บ้าง
ณ จุดนี้โลหะผสมอื่น ๆ เช่นตะกั่วอลูมิเนียมซิลิกอนหรือสารหนูจะถูกเพิ่มลงในส่วนผสมเพื่อสร้างโลหะผสมที่ต้องการ
เมื่อโลหะผสมหล่อแล้วจะถูกเทลงในแม่พิมพ์ที่แข็งตัวลงในแผ่นคอนกรีตขนาดใหญ่หรือ billets
Billets - ส่วนใหญ่มักเป็นทองเหลือง alpha-beta - สามารถนำมาแปรรูปเป็นสายไฟท่อและท่อผ่านการรีดร้อน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการผลักดันโลหะร้อนผ่านการตายหรือปลอมร้อน
ถ้าไม่รีดหรือปลอมแปลงชิ้นส่วนนั้นจะถูกให้ความร้อนอีกครั้งและป้อนผ่านลูกกลิ้งเหล็ก (กระบวนการที่เรียกว่ารีดร้อน) ผลที่ได้คือแผ่นที่มีความหนาไม่เกินครึ่งนิ้ว (<13 มม.)
หลังจากทำความเย็นแล้วทองเหลืองจะถูกป้อนผ่านเครื่องมิลลิ่งหรือ scalper ซึ่งตัดชั้นบาง ๆ ออกจากโลหะเพื่อขจัดข้อบกพร่องในการหล่อลื่นและออกไซด์
ภายใต้บรรยากาศก๊าซเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชั่นอัลลอยจะร้อนและรีดอีกครั้งซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการหลอมก่อนที่จะรีดอีกครั้งในอุณหภูมิที่เย็นกว่า (รีดเย็น) เป็นแผ่นประมาณ 1 นิ้ว (2. 5 มม.) หนา
กระบวนการรีดเย็นจะทำให้โครงสร้างของเมล็ดภายในของทองเหลืองเสียรูปทำให้โลหะมีความแข็งแรงและแข็งขึ้นขั้นตอนนี้สามารถทำซ้ำได้จนกว่าความหนาหรือความแข็งที่ต้องการจะทำได้
สุดท้ายแผ่นจะถูกเลื่อย และตัดแผ่นออกเพื่อให้ได้ความกว้างและความยาวที่ต้องการ
วัสดุทั้งหมดที่ทำจากแผ่นวัสดุหล่อเหล็กหล่อและอัดขึ้นรูปจะได้รับการอาบน้ำทางเคมีโดยปกติจะใช้กรดไฮโดรคลอริกและซัลฟิวริกเพื่อขจัดคราบสีทองแดงออกไซด์และทำให้เสื่อมเสีย
> คุณสมบัติที่มีคุณค่าของ Brass และความง่ายในการผลิตทำให้เป็นหนึ่งในโลหะผสมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดการรวบรวมรายชื่อทั้งหมดของทองเหลือง 'จะเป็นงานที่ใหญ่โต แต่เพื่อให้ได้แนวคิดอุตสาหกรรมและชนิดของผลิตภัณฑ์ที่พบทองเหลืองเราสามารถจัดหมวดหมู่และสรุปการใช้ปลายด้านบนขึ้นกับเกรดของทองเหลืองที่ใช้:
ฟรีทองเหลืองตัด (เช่น C38500 หรือ 60/40 ทองเหลือง):
สลักเกลียว, สลักเกลียวส่วน
เทอร์มินอล
เจ็ตส์
ก๊อก
- หัวฉีด