Blog Ko Buijs - Aluminiumbrons
Aluminiumbrons betreft een legering van koper en aluminium. Daarnaast zijn er ook geregeld andere legeringelementen aanwezig zoals nikkel, mangaan, ijzer en silicium. De veelzijdigheid van dergelijke legeringen komen vooral tot uiting in de gunstige combinatie van mechanische sterkte en corrosiebestendigheid. Aluminiumbrons komt vooral voor als smeed- en gietwerk maar ook als staven, platen, strip en buizen. De mechanische sterkte overtreft diverse koolstofstaalsoorten en de corrosiebestendigheid is veelal beter dan diverse typen roestvast staal.
Door Ko Buijs - www.innometconsultancy.nl
Door variaties in chemische samenstelling kan men legeringen creëren met specifieke eigenschappen. Onderstaand worden vier hoofdgroepen genoemd.
- Enkelvoudige alfalegeringen die minder dan 8% aluminium bevatten;
- Duplex kwaliteit die naast 8 – 11% aluminium ook nog ijzer en nikkel bevat;
- Koper-aluminium-silicium legeringen;
- Koper-mangaan-aluminium legeringen.
Kort samengevat kan men het volgende stellen over deze hoofdgroepen:
Ad 1. Dit betreft primair een legering van koper met maximaal 8% aluminium die over een goede ductiliteit beschikt waardoor het prima koud te deformeren is. Indien men 3% ijzer toevoegt dan zal de alfafase zelfs tot 9% aluminium blijven bestaan.
Ad 2. Dankzij de toevoeging van ijzer en nikkel verkrijgt men een duplex structuur die zeer goede mechanische eigenschappen bezit. Een voorbeeld is een legering die naast 10% aluminium ook 5% ijzer en 5% nikkel bevat. IJzer verhoogt niet alleen de sterkte maar verfijnt ook de microstructuur.
Ad 3. Dit zijn in de regel alfalegeringen die ook silicium bevatten. Naast goede mechanische eigenschappen en ductiliteit bezitten dergelijke legeringen een zeer lage magnetische permeabiliteit. Een bekend voorbeeld is een legering die naast 6% aluminium ook 2% silicium bevat.
Ad 4. Dergelijke kwaliteiten aluminiumbrons betreffen feitelijk alleen gietlegeringen. Een bekende toepassing hiervan is de productie van scheepsschroeven. Zo’n legering bevat 13% mangaan, 8% aluminium, 3% ijzer en 3% nikkel. Dankzij het hoge mangaangehalte wordt het materiaal slijtvast en zeer cavitatiebestendig.
Vele aluminiumbronzen hebben mechanische waarden die te vergelijken zijn met laaggelegeerde koolstofstaalsoorten doch die veelal hoger zijn dan diverse typen roestvast staal. Wel verliezen de aluminiumbronzen veel van hun sterkte bij verhoogde temperaturen maar winnen dat weer bij lagere temperaturen. De grote verscheidenheid in deze legeringen zorgt ervoor dat er ook veel toepassingsgebieden zijn. Daarom treft men aluminiumbrons aan in de chemische en petrochemische industrie, scheepsbouw, offshore, elektriciteitscentrales, luchtvaart, bouwsector, automotive en ontziltingsfabrieken. De goede warmtegeleidbaarheid van aluminiumbrons is vaak een reden om dit toe te passen. Het is niet altijd eenvoudig om het juiste type legering te kiezen en daarom is een samenspraak met de leverancier een vereiste om tot een optimale keuze te komen.
Veel producten vindt men terug in zeewatertoepassingen vanwege de superieure corrosiebestendigheid. Voorbeelden zijn warmtewisselaars, bevestigingsmateriaal, tandwielkasten, pompen, leidingen, afsluiters, lagermateriaal, uithouders voor roerwerken e.d. Ook onderdelen voor beitsbaden, vonkvrij gereedschap, glasblaasvormen en dieptrekdoorns worden van deze legeringen vervaardigd. M.b.v. centrifugaal gieten kan men buisstukken en ringen maken. Dat aluminiumbrons zo’n goede corrosiebestendigheid geniet, komt mede door de taaie aluminiumoxidehuid aan het oppervlak. Bij mechanische beschadigingen repareert deze huid zichzelf dankzij zuurstof uit de lucht. Zodra er nikkel is gelegeerd dan beschikt zo’n legering ook een uitstekende weerstand tegen spanningscorrosie en corrosievermoeiing.