فسفر برنز یکی از آلیاژهای پرکاربرد مس است که به‌دلیل خاصیت فنری عالی، مقاومت سایشی بالا و لحیم‌پذیری مناسب شناخته میشود. در این مقاله، ترکیب این آلیاژ، گرید رایج ورق و نوار آن و کاربردهای صنعتی‌اش را بررسی می‌کنیم.
ترکیب فسفر برنز
فسفر برنز در واقع نوعی برنز قلعی است که مقدار کمی فسفر به آن افزوده شده است. رایج‌ترین گرید مورد استفاده برای ورق و نوار این آلیاژ C51000 است. طبق اطلاعات برگه‌ی آلیاژ CDA، ترکیب آن به شرح زیر است:
| عنصر | درصد (C51000) |
|---|---|
| قلع (Sn) | ۴٫۲ تا ۵٫۸ |
| فسفر (P) | ۰٫۰۳ تا ۰٫۳۵ |
| روی (Zn) | حداکثر ۰٫۳۰ |
| آهن (Fe) | حداکثر ۰٫۱۰ |
| سرب (Pb) | حداکثر ۰٫۰۵ |
| مس (Cu) | بقیه |
فسفر در مرحله ذوب، اکسیژن مذاب را جذب می‌کند و نقش اکسیژن‌زدا دارد. این عنصر همچنین سختی و مقاومت سایشی آلیاژ را افزایش می‌دهد. گریدهای دیگری نیز وجود دارند؛ از جمله C52100 با حدود ۸٪ قلع و گریدهای سرب‌دار مانند C54400 که ماشین‌کاری بهتری دارند.
خواص مهم
| ویژگی | مقدار (C51000) |
|---|---|
| چگالی | ۸٫۸۶ گرم بر سانتی‌متر مکعب |
| رسانایی برق | حدود ۱۵٪ IACS |
| استحکام کششی (نیم‌سخت H02) | حدود ۶۶ ksi (حدود ۴۵۵ مگاپاسکال) |
| استحکام کششی (فنری H08) | حدود ۱۰۳ ksi (حدود ۷۱۰ مگاپاسکال) |
| لحیمکاری و لحیمسخت | عالی |
| شکل‌پذیری سرد | عالی |
| ماشین‌کاری | ضعیف (امتیاز ۲۰ از ۱۰۰) |
فسفر برنز با انجام نورد سرد سخت‌کاری میشود. با افزایش درجه سختی از نیم‌سخت به سخت و سپس فنری، استحکام آلیاژ افزایش و شکل‌پذیری آن کاهش پیدا می‌کند.
کاربردهای فسفر برنز
- فنرها و قطعات فنری الکترومکانیکی
- کنتاکت‌ها و کانکتورهای برقی، گیره‌های فیوز و تیغه‌های کلید
- دیافراگم، بلوز (فانوسی) و لوله بوردون فشارسنج
- بوش، دیسک کلاچ و صفحه تکیه‌گاه پل
- واشر فنری و اتصالات
(فهرست کاربردها بر اساس برگه آلیاژ C51000 در سایت CDA است.) بوش‌های «فسفر برنز گرافیتی» نیز از نوع بوش‌های برنزی هستند که در شیارهای آن‌ها گرافیت تعبیه شده است تا بدون نیاز به روغن‌کاری کار کنند.
فسفر برنز، برنز یا برنج؟
برنز معمولی نیز از آلیاژ مس و قلع ساخته میشود؛ تفاوت فسفر برنز با آن، وجود فسفر و برخورداری از خاصیت فنری بهتر است. در مقابل، برنج آلیاژ مس و روی است و معمولاً نرم‌تر و ارزان‌تر از برنز است. جدول مقایسه این آلیاژها در مقاله‌ی تفاوت فسفر برنز، برنز و برنج ارائه شده است.
خرید ورق برنز
ورق برنز عرضه‌شده در فروشگاه از آلیاژ مس و قلع ساخته شده و در رول با عرض ۶۰ سانتی‌متر و ورق با ابعاد ۶۶ × ۲۰۰ سانتی‌متر موجود است: ورق برنز و رول برنز. درصورتی‌که به گرید مشخصی مانند C51000 با درجه سختی معین نیاز دارید، پیش از سفارش هماهنگ کنید.
سؤالات متداول
فسفر برنز چیست؟
فسفر برنز آلیاژی از مس با حدود ۴ تا ۱۰ درصد قلع و مقدار کمی فسفر است. رایج‌ترین گرید ورق آن C51000 با ۴٫۲ تا ۵٫۸ درصد قلع است.
فسفر برنز چه کاربردی دارد؟
فنر، کنتاکت و کانکتور برقی، دیافراگم، بوش و قطعات سایشی.
آیا فسفر برنز رسانای برق است؟
بله؛ اما رسانایی الکتریکی آن حدود ۱۵٪ رسانایی مس است. به همین دلیل، برای کنتاکت‌های فنری مناسب است، نه هادی‌های پرجریان.
فسفر برنز را میشود لحیم کرد؟
بله؛ فسفر برنز قابلیت لحیمکاری و لحیمسخت بسیار خوبی دارد.