ZMZ Radosław Misztela, Kamil Kraska s.c.

ul. Twardosławicka 101
97-300 Piotrków Trybunalski

  zmz@zmzcnc.com
  +48 606 934 054

Mosiądz

Mosiądz to stop dwóch głównych metali w zmiennych proporcjach, a konkretnie miedzi i cynku. Może również zawierać domieszki innych metali jak np. cyny, ołowiu, chromu, krzemu, żelaza czy magnezu. Zawartość miedzi i ołowiu w mosiądzu zwiększa jego skrawalność, dzięki czemu jego obróbka CNC jest w miarę łatwa. Miedź ma większy udział do aż 55-95%, przy mniejszej zawartości cynku 5-45% i 2% ołowiu. Mosiądz ma również kilka dobrych właściwości mechanicznych, w tym niski współczynnik tarcia, dużą odporność na zużycie, wysoką odporność na korozję, ciągliwość i plastyczność.

mosiądz

Jakie zalety ma mosiądz?

Mosiądz jest łatwym i pożądanym w obróbce CNC materiałem, głównie dzięki swoim właściwościom:

  • dobry przewodnik prądu i ciepła, a to głównie dzięki zawartości miedzi,
  • odporny na korozję, a jego wytrzymałość zależy od udziału w stopie żelaza i aluminium, im większa zawartość aluminium, tym większa jego odporność na korozję, a im wyższa zawartość żelaza, tym ta odporność jest niższa,
  • duża plastyczność stopu dzięki udziałowi miedzi, co ułatwia obróbkę CNC i powstanie niestandardowych detali, im większa zawartość miedzi, tym lepsza plastyczność mosiądzu,
  • wytrzymałość i twardość mosiądzu, co wydaje się zaskakujące przy niskim tarciu i łatwości obróbki, może nie jest tak mocny jak stal automatowa, to jednak jest to materiał dość mocny i trwały, dzięki twardej warstwie tlenku glinu na powierzchni stopu zawierającego aluminium,
  • wysoki stopień obróbki oraz dobra skrawalność, co jest możliwe dzięki zawartości ołowiu, to on sprawia, że mosiądz jest elastyczny i doskonały do obróbki,
  • dzięki szerokiej gamie kolorystycznej od srebrzystobiałej do nawet czerwonozłotej nadaje się do produkcji detali ozdobnych, kolor zależy od udziału miedzi i cynku – im więcej miedzi, tym stop jest bardziej różowy, a im więcej cynku, tym bardziej srebrny,
  • mosiądz w całości nadaje się do recyklingu, czyli można go ponownie wykorzystać, a dodatkowo istnieje możliwość oddzielenia cynku i miedzi ze stopu w celu ponownego użycia.

Mosiądz i możliwości jego wykończenia

Obrobiony mosiądz sam w sobie jest już dekoracyjny, ze względu na jego naturalną złotą powierzchnię. Jednak czasami projekt wykonania detalu zakłada inny rodzaj wykończenia niż ten uzyskany w obróbce CNC. W celu zmiany wyglądu powierzchni lub dodatkowego jej zabezpieczenia można więc zastosować jedną z poniższych metod wykańczania powierzchni:

Polerowanie

Poprawia wygląd mosiądzu poprzez wcześniejsze usunięcie naddatku materiału. Można tu również zastosować szczotkowanie, uzyskując dzięki temu delikatny ozdobny wzór.

Malowanie proszkowe

To wykończenie polega na powlekaniu powierzchni farbą w postaci proszku, która przylega do powierzchni poprzez zastosowanie specjalnej technologii. Poprawia odporność na korozję mosiądzu oraz jego trwałość i żywotność.

Galwanotechnika

Dzięki takiemu wykończeniu mosiądz wydaje się gładszy i bardziej błyszczący niż jego odpowiedniki. Proces ten polega na zastosowaniu elektrolizy w celu związania cząstek innego metalu np. chromu, cynku, srebra czy złota z powierzchnią mosiądzu.

Jakie są wady mosiądzu?

Jak każdy materiał, tak i mosiądz charakteryzuje się pewnymi niedogodnościami:

  • utlenia się i szybko matowieje, co oznacza że wymaga częstej konserwacji i czyszczenia specjalnymi środkami, gdyż na jego powierzchni pojawia się czarna lub zielona patyna, wpływ na to ma działanie tlenu oraz wilgoć,
  • z czasem mogą powstać na jego powierzchni pęknięcia naprężeniowe,
  • jest podatny na korozję, a to prowadzi do tworzenia wżer czy odbarwień, a z czasem do zmniejszenia wytrzymałości i pęknięcia,
  • mosiądz zawiera w sobie związek niklu, a to powoduje, że może wywoływać reakcje alergiczne, prowadzące nawet do wstrząsu anafilaktycznego,
  • mosiądz jest lekko toksyczny poprzez zawartość w jego składzie ołowiu, może prowadzić do problemów neurologicznych czy nerkowych, dlatego w trakcie jego obróbki należy zachować ostrożność,
  • jest droższy niż inne metale takie jak stal czy aluminium, gdyż nie jest tak powszechnie dostępny jak inne metale, a dodatkowo do jego wytworzenia potrzeba więcej energii i zasobów.  

Mosiądz i jego zastosowanie

Obróbka CNC wykorzystuje mosiądz do wytworzenia detali stosowanych w różnych gałęziach przemysłu ze względu na szeroki zakres jego właściwości. Z mosiądzu można więc wykonać:

  • komponenty elektryczne jak np. bezpieczniki, złącza, trzpienie uchwytów, uziemienie, tablice rozdzielcze, części liczników energii, gniazdka elektryczne i inne,
  • sprzęt grzewczy i akcesoria wysokotemperaturowe jak np. termostaty, rdzenie chłodnic, parowniki, wymienniki ciepła, rury i zbiorniki,
  • komponenty samochodowe, jak koła zębate, trzonki zaworów, sprzęgła, adaptery, styki licznika kilometrów,
  • hydraulika ciężka jak pompy, siłowniki, systemy przenośników ciśnieniowych, tłoki i in. oraz osprzęt hydrauliczny jak np. krany, wanny, rury, zawory, drzwi prysznicowe, ścianki działowe i in.,
  • elementy mocujące w przemyśle produkcyjnym jak np. nakrętki, śruby, płyty ścieralne, kołnierze, łączniki i tuleje,
  • elementy wyposażenia wojskowego jak różne elementy rakietowe, łuski do broni, spłonki amunicyjne i wiele innych,
  • części lotnicze jak podwozie samolotu, hamulce, elementy kokpitu, podwozia, drzwi ładunkowe itp.,
  • elementy architektoniczne np. okucia drzwi, systemy rynnowe, poręcze, balustrady, panele, okucia i pokrycia dachowe,
  • części sprzętu medycznego, które nie są w bezpośrednim kontakcie z pacjentem jak np. regulatorów ciśnienia czy urządzeń do jego kontroli,
  • mosiądz ma też inne zastosowania jak np. części zegarów, instrumenty muzyczne, biżuteria i inne dekoracje.

Jak można podzielić mosiądz?

Mosiądz to wszechstronny i szerokostosowany stop, składający się głównie z miedzi (Cu) i cynku (Zn). Dostępne są różne rodzaje mosiądzu i w zależności od składu różnią się właściwościami. Dzięki temu mogą być stosowane w różnych gałęziach przemysłu właśnie ze względu na różne właściwości jak np. wytrzymałość, obrabialność, odporność na korozję i estetykę. Istnieje kilka podstawowych grup:

Mosiądz alfa (CuZn)

Stop jednofazowy, który w składzie zawiera 55-65% miedzi oraz 35-45% cynku. Taki mosiądz charakteryzuje się doskonałą podatnością na obróbkę na zimno, dobrą odporność na korozję. Są też używane do formowania i ciągnienia. Ich właściwości mechaniczne można poprawić przez dodanie niewielkich ilości pierwiastków, jak choćby żelazo, aluminium czy krzem. Są często używane w architekturze i dekoracji ze względu na jasny kolor i zdolność do utrzymywania połysku przez dłuższy czas.

Mosiądz alfa-beta (CuZn40)

Stop dwufazowy zwany też duplex. Zawiera ok.60% miedzi i 40% cynku. Charakteryzuje się dobrą kombinacją korzystnych właściwości podczas pracy na zimno i na gorąco. Dzięki temu nadają się do kucia, prasowania czy obróbki CNC. Można je poddawać obróbce cieplnej w celu uzyskania różnych poziomów wytrzymałości i plastyczności, a w celu poprawy obrabialności można dodać niewielkie ilości ołowiu. Mosiądz tego gatunku zapewnia dobrą wytrzymałość oraz dobrą odporność na korozję. Stosuje się je tam, gdzie wymagana jest wytrzymałość i trwałość, takich jak koła zębate, zawory i złączki.

Mosiądz beta o wysokiej zawartości cynku (CuZn15)

Stopy te zawierają około 15% miedzi i 85% cynku. Używane są głównie do odlewania ciśnieniowego ze względu na swoją niską temperaturę topnienia i dobrą płynność. Są jednak bardziej podatne na pękanie korozyjne naprężeniowe niż inne rodzaje mosiądzu. Mosiądz z tej grupy ma doskonałe właściwości odlewnicze, dobrą odporność na zużycie i niższy koszt w porównaniu z innymi rodzajami mosiądzu. Stosuje się je powszechnie w produkcji elementów odlewanych ciśnieniowo jak np. zamki, zawiasy i elementy złączne.

Mosiądz ołowiowy (CuZn39Pb3)

Stopy z niewielką zawartością ołowiu ok. 1-3% dodaną w celu poprawienia obrabialności materiału. Mosiądz ołowiowy jest łatwy w obróbce i nadaje się tam, gdzie wymagana jest obróbka z dużą prędkością oraz do tworzenia skomplikowanych kształtów. Dobra odporność na korozję, obróbka na zimno i stosowanie do elementów toczonych lub frezowanych. Stopy te charakteryzują się jednak zmniejszoną plastycznością w porównaniu z mosiądzami bezołowiowymi. Stosowane do wyrobu armatury wodno-kanalizacyjnej, zaworów oraz okuć dekoracyjnych.

Mosiądz morski (CuZn40Sn1)

Stop ten zawiera ok. 60% miedzi, 39% cynku oraz ok. 1% cyny, co zwiększa jego odporność na odcynkowanie. Ten rodzaj mosiądzu nadaje się do zastosowań morskich ze względu na wysoką odporność na korozję w wodzie morskiej. Zapewnia dobrą wytrzymałość, odporność na zużycie i może być obrabiany na gorąco lub zimno. Można go również lutować. Typowe zastosowania obejmują sprzęt morski, śruby napędowe statków, tuleje i łożyska.

Mosiądz żółty (CuZn33)

Zawiera ok. 67% miedzi i 33% cynku, przez co ma jasnożółty kolor. Znany jest również jako mosiądz nabojowy ze względu na zastosowanie go do produkcji łusek amunicyjnych. Ma dobre właściwości obróbki na zimno i można go łatwo formować w różne kształty. Zapewnia dobrą odporność na korozję i umiarkowaną wytrzymałość. Można go lutować i spawać przy użyciu odpowiednich technik. Ma estetyczny wygląd, dzięki czemu jest popularny i wykorzystywany do produkcji dekoracji np. ozdób lub rzeźb. Wykorzystuje się go również do wytwarzania armatury hydraulicznej i instrumentów muzycznych.

Czerwony mosiądz (CuZn15)

Zawiera ok. 85% miedzi i 15% cynku, co nadaje mu czerwonawy kolor. Czasami określa się go mianem brązu lub 85-5-5-5 ze względu na jego skład, który zawiera niewielkie ilości cyny, ołowiu i żelaza. Ma dobrą odporność na korozję i jest powszechnie stosowany w instalacjach wodno-kanalizacyjnych. Nadaje się do odlewania, jest umiarkowanie wytrzymały oraz ma dobrą skrawalność. Można go lutować i spawać. Stosuje się go do produkcji armatury hydraulicznej, zaworów i pomp.

Mosiądz wysokoniklowy, czyli „nowe srebro”

Mosiądz wysokoniklowy to stop miedzi i cynku, w którym część miedzi została zastąpiona przez nikiel. Jego dodatek nadaje metalowi biały, podobny do srebra kolor. Techniczne stopy mosiądzu wysokoniklowego zawierają od 10 do 25% niklu. Taki mosiądz posiada lepsze właściwości wytrzymałościowe niż zwykły mosiądz zawierający ołów i są stosowane w mechanice precyzyjnej oraz do produkcji przyrządów kreślarskich.

Mosiądz a brąz. Podobne, a jednak różne.

Mosiądz to jak już wiemy stop miedzi i cynku, a zależnie od rodzaju zawartość tych pierwiastków różni się między sobą. Natomiast brąz to stop składający się z miedzi i cyny. Podobnie jak mosiądz, tak i on może dzielić się na różne rodzaje zależnie od % zawartości. Brąz jest znacznie mocniejszy niż mosiądz, choć nadal na tyle plastyczny, że można go formować w kształty lub wlewać do form w celu uzyskania skomplikowanych kształtów. Stosuje się go powszechnie w przemyśle stoczniowym, ze względu na trwałość w kontakcie ze słoną wodą. Jest również idealny w rzeźbiarstwie, gdyż dużo łatwiej nim operować niż innymi metalami jak np. stal czy żelazo.

Mosiądz jest bardziej plastyczny niż brąz, dzięki czemu może przenosić większy ciężar bez pękania. A to sprawia, że jest lepszym wyborem przy konstruowaniu przedmiotów wymagających elastyczności i nośności. Z drugiej strony brąz ma doskonałą twardość, dzięki której utrzymuje idealnie skomplikowane kształty i prawie się nie zużywa. Dzięki również temu może być wykorzystywany w inżynierii morskiej, gdzie części są często poddawane działaniu wysokiego ciśnienia.

Różnią się również wizualnie. Mosiądz ma żółtawy kolor ze względu na obecność cynku, a brąz czerwono-brązowy poprzez zawartość cyny. Mimo, że różnią się kolorem, składem i właściwościami – to mosiądz i brąz są często używane razem w wielu połączonych częściach podczas projektowania konstrukcji jak np. budynki, mosty, pomniki, gdyż dobrze się uzupełniają.

 

ZMZ Radosław Misztela, Kamil Kraska s.c. - obróbka CNC, usługi frezowania CNC

© 2024 All rights Reserved. Designed and powered by ZMZ Radosław Misztela, Kamil Kraska s.c.

Projekt graficzny: Magdalena Mirowska, Zdjęcia: Agnieszka Seklecka

This site is registered on wpml.org as a development site. Switch to a production site key to remove this banner.