برنج و آلیاژها

آلیاژ برنج ویژگی‌های خاصی دارد که باعث می‌شود در تجهیزات مختلف و پروژه‌های گوناگون مورد استفاده قرار گیرد. اطلاع از انواع آلیاژ برنج، خواص آنها و کابردهای هر کدام، به شما کمک می‌کند تا آلیاژهای برنج را در جای درستی به کار ببرید.

 آلیاژ برنج

برنج آلیاژی از فلزات مس و روی است که نسبت آنها، نوع آلیاژ برنج را تعیین می‌کند. برنج با رنگ زردِ شبیه به طلا دیده می‌شود و در برابر کدر شدن و لک شدن مقاوم است و به سادگی اکسید نمی‌شود. این فلز به دلیل مصارف خاص و شکل و رنگ آن، در مکان‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در زمانی که مردم با فلز روی آشنا نبودند، با ذوب مس و ترکیب کالامین (سنگ معدن روی) برنج را تهیه می‌کردند. به‌طور کلی، برنج چکش خوارتر از مس و روی است و دمای ذوب آن بین ۹۰۰ تا ۹۴۰ درجه سانتیگراد قرار دارد. البته با تغییر نسبت مس به روی، می‌توان سختی و نرمی آلیاژ را تغییر داد.

امروزه حدود ۹۰ درصد از فلزات برنجی بازیافت می‌شوند، زیرا فلز برنج دارای خواص مغناطیسی پایینی است و معمولا به راحتی از فلزات دیگر جدا می‌شود. بنابراین، برنج جدا شده را می‌‌توان دوباره بازیافت کرد.

چگالی متوسط برنج، ۸.۴ گرم بر سانتی‌متر مکعب است.

خواص آلیاژ برنج 

• چکش خوار

• رسانا

• مقاوم در برابر خوردگی

• استفاده در ریخته‌گری به دلیل نقطه ذوب پایین

• مقاوم در برابر سایش

• دارا بودن خواص ضدباکتریایی

• مقاومت در برابر کدر شدن و لکه دار شدن

روش ساخت آلیاژ برنج 

ساخت آلیاژ برنج در ۶ مرحله صورت می‌گیرد که عبارتند از:

مرحله اول، ذوب مس

در مرحله اول، مس باید ذوب شود. مس و روی نقطه ذوب متفاوتی دارند. نقطه ذوب روی ۹۰۷ درجه سانتیگراد و نقطه ذوب مس ۱۰۸۳ درجه سانتیگراد است. بنابراین پس از ذوب مس، مقدار مناسبی روی به برنج اضافه می‌شود.

مرحله دوم، اضافه کردن افزودنی‌ها

در این مرحله مقادیر مناسبی از آلومینیوم، سرب و سیلیکون اضافه می‌شود تا به ترکیب آلیاژ مورد نظر برسد.

مرحله سوم، قالب بندی

پس از ذوب شدن آلیاژ و مخلوط شدن مواد، آن را باید داخل قالب ریخته و اجازه دهید تا خنک شود. اسلب یا بیلت در اینجا ساخته می‌شود. برای پردازش بیلت، می‌توان از یک روش مستقیم استفاده کرد. در این روش، بیلت با اکستروژن داغ به سیم و لوله تبدیل می‌شود.

اگر از اکستروژن داغ برای بیلت‌ها استفاده نشود، باید آنها را دوباره گرم کرد و برای آن که به ضخامت مورد نظر برسد، از نورد گرم استفاده می‌شود. در روش نورد گرم، بیلت پیش‌گرم شده، درون غلتک‌های فولادی قرار می‌گیرد و با اعمال فشار به ضخامت مورد نظر می‌رسد.

پس از خنک شدن، یک لایه نازک بر روی سطح فلز قرار می‌گیرد تا عیوب آن را برطرف کرده و اکسیدهای سطح پاک شوند. برای این کار می‌توان از دستگاه فرز استفاده کرد.

مرحله چهارم، نورد سرد

نورد سرد استحکام فلز را افزایش می‌دهد. این کار را می‌توان تا زمانی که فلز به ضخامت مورد نظر برسد، تکرار کرد. اسلب‌های با ضخامت ۲.۵ میلی‌متر را می‌توان قبل از سرد شدن، دوباره گرم کرد. این کار در جلوگیری از اکسیداسیون بسیار موثر است.

مرحله پنجم، برش ورق

در این مرحله ورق‌ها را با قیچی برش می‌دهند تا به عرض و طول دلخواه برسند.

مرحله ششم، شست و شوی برنج

در مرحله آخر از تولید آلیاژ برنج، محصول نهایی با مواد شیمیایی مخصوص شسته می‌شود تا اکسید مس حذف شود.

انواع آلیاژ برنج 

همانطور که گفتیم، برنج انواع مختلفی از آلیاژهای فلزی را در بر می‌گیرد. همه انواع آلیاژ برنج از ترکیب پایه مس و روی ساخته می‌شوند. آلیاژهای برنج در فلزکاری به دلیل دوام و مقاومت در برابر خوردگی مواد، محبوبیت زیادی دارند.

نکته شگفت انگیز در مورد برنج این است که خواص آن بر اساس نسبت مس به روی و انواع مواد آلیاژی مورد استفاده، تغییر می‌کند. مهم‌ترین انواع آلیاژ برنج عبارتند از:

۱. آلیاژ ۲۶۰

آلیاژ ۲۶۰ یکی از رایج‌ترین انواع آلیاژ برنج است که در سراسر جهان استفاده گسترده‌ای دارد. این آلیاژ با نام “برنج ۷۰/۳۰” نیز شناخته می‌شود و این اعداد به نسبت مس به روی در ترکیب شیمیایی آن اشاره دارد.

برنج ۲۶۰ یک انتخاب محبوب برای طیف گسترده‌ای از کاربردها محسوب می‌شود، زیرا انعطاف‌پذیر است. این خاصیت کمک می‌کند تا آلیاژ به راحتی به اشکال مختلف تبدیل شود. نسبت منحصر به فرد مس به روی در آلیاژ ۲۶۰، آن را کمتر در معرض خوردگی قرار می‌دهد.

۲. آلیاژ برنج ۲۸۰

این آلیاژ، یک آلیاژ برنج با نسبت مس به روی ۶۰ به ۴۰ درصد است که مقدار کمی آهن دارد. آلیاژ ۲۸۰ به دلیل استحکامی که دارد، بسیار ارزشمند است. به همین دلیل، این آلیاژ اغلب برای تولید فنرهای برنجی، اجزای پریز برق و موارد مشابه استفاده می‌شود.

۳. آلیاژ برنج ۳۸۵

این آلیاژ از محتوای بالای روی تشکیل می‌شود و از آنجایی که ماشین‌کاری خوبی دارد و به آسانی شکل می‌پذیرد، در بازار بسیار محبوب است. آلیاژ برنج ۳۸۵، اغلب برای مقاصد معماری استفاده می‌شود. اما با این حال، یک انتخاب محبوب در بین هنرمندان و مجسمه‌سازان به‌شمار می‌رود.

۴. آلیاژ برنج ۴۶۴

آلیاژ ۴۶۴ به عنوان برنج دریایی شناخته می‌شود. همانطور که از نام آن پیداست، اغلب برای ساخت قایق‌ها و کشتی‌های دریایی مختلف به کار می‌رود. این آلیاژ با ترکیبی منحصر به فرد از ۵۹ درصد مس، ۴۰ درصد روی، ۱ درصد قلع و مقادیر کمی سرب ساخته شده است.

این نسبت، نوعی آلیاژ برنجی را تولید می‌کند که مقاومت فوق العاده‌ای در برابر آب شور دارد. اگرچه آلیاژ ۴۶۴ برای استفاده در کشتی‌های دریانوردی طراحی شده است، ولی در طیف گسترده‌ای از ماشین‌آلات که اغلب در معرض رطوبت قرار دارند، استفاده می‌شود.

کاربرد آلیاژ برنج 

کاربردهای مختلفی برای استفاده از انواع مختلف آلیاژ برنج وجود دارند. برخی از رایج‌ترین کاربردهای آنها عبارتند از:

۱. اهداف تزئینی

بسیاری از اقلامی که برای تزئین خانه‌های خود استفاده می‌کنیم، از نوعی آلیاژ برنج ساخته شده‌اند. مثلا جا شمعی نمونه فوق العاده‌ای از برنج است که برای اهداف تزئینی استفاده می‌شود. تزیینات و مجسمه‌های برنجی که حتی در منازل خود داریم نیز نمونه بارز برنج تزئینی به شمار می‌روند.

۲. معماری

دوام ذاتی و مقاومت در برابر خوردگی برنج، آن را به یک آلیاژ محبوب برای اهداف معماری تبدیل کرده است. شما اغلب می‌بینید که از آن در تزئینات و پرچین‌های معماری استفاده می‌شود. برخی از آلیاژهای برنج جهت کمک به بازسازی یا نوسازی بناهای تاریخی در سراسر جهان نیز به کار می‌رود.

۳. سیستم‌های برق و لوله کشی

برنج یکی از رایج‌ترین فلزاتی است که اغلب در لوله کشی و سیستم برق ساختمان‌ها استفاده می‌شود. آلیاژهای برنج در اجزای مختلف پریز و کلید برق به‌کار می‌روند.

در اکثر اوقات، جنس شیرآلات صنعتی نیز از برنج است. از نظر کاربردهای لوله‌کشی، برنج اغلب در اتصالات لوله‌های مختلف مانند زانویی، شاخه‌ها،کوپلینگ‌ها و تولید لوله‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین، افزایش قیمت برنج باعث بالا رفتن قیمت لوله برنجی می‌شود.

۴. اجزای مکانیکی

در تجهیزاتی که دو فلز بر روی هم قرار می‌گیرند و احتمال اصطکاک وجود دارد، فلز برنج به کار می‌رود. به همین دلیل است که این فلز اغلب در قطعات مکانیکی دیده می‌شود.

در چرخ‌دنده‌ها، جعبه‌های محور لوکوموتیو، موتورهای دریایی و … برنج به کار می‌رود. ابزارهای دستی برنجی مثل چکش و برخی از چاقوها نیز به دلیل دوام باورنکردنی، ارزش بالایی دارند.

۵. ساخت آلات موسیقی

از لحاظ تاریخی، برنج برای تولید طیف وسیعی از آلات موسیقی استفاده شده است. برنج برای ساخت ترومپت، ترومبون و توبا به‌کار می‌رود. در داخل سازهای برقی مانند گیتار الکتریک و ویولن الکتریک نیز قطعات برنجی وجود دارند.

منیع: ویکی پدیا