Jak wykorzystujemy mosiądz w przemyśle?

Czym jest mosiądz?

Mosiądz znajduje zastosowanie na szeroką skalę w różnych branżach w tym m.in. w przemyśle. Stop ten, o bardzo charakterystycznym żółto-pomarańczowym kolorze jest połączeniem miedzi i cynku. Barwa mosiądzu jest zależna od proporcji składników, a dokładniej od tego jak dużą ilość procentową stanowi cynk, a jak dużą stanowiące domieszkę pozostałe metale. Procentowy udział cynku w mosiądzu może być różny. Zazwyczaj wynosi od dziesięciu do około czterdziestu procent. Skład pozostałej domieszki stanowi miedź, a także m.in. glin, cyna, krzem, chrom, a nawet żelazo, mangan lub ołów.

Kolor stopu jest w dużej mierze zależny od ilości cynku. Jeśli stanowi on około jedną dziesiątą całości, to jego barwa będzie w odcieniu czerwonym. Jeśli ilość cynku będzie większa, np. do około trzydziestu procent, wówczas stop będzie jaśniejszy i przybierze odcień żółty. W przypadku jeszcze bardziej zwiększenia ilości cynku w stopie, odcień ponownie wróci do barwy czerwonej.

Kolor mosiądzu odzwierciedla jaki procent jego składu stanowią poszczególne składniki. Dlatego też co do zasady wyróżnia się kilka rodzajów mosiądzu. Jednym z typów jest mosiądz czerwony. Zawiera on około osiemdziesiąt procent miedzi. Przykładem takiego mosiądzu jest m.in. tombak, który w swym składzie zawiera tez ołów. Kolejnym typem mosiądzu jest mosiądz właściwy, który zwany jest też leizną o żółtej barwie. Przykładem może być tzw. metal Gedgego, który charakteryzuje się dużym stopniem twardości. Ostatnim typem mosiądzu jest leizna o barwie białej, w której składzie miedź ma niewielki udział, a przeważającym składnikiem jest cynk. Z racji tego, że mosiądz może mieć zmienną barwę, od czerwonej, żółtej po białą, może niekiedy przypominać złoto. Dobrym przykładem jest Oreida, na pierwszy rzut oka identyczna jak czternastokaratowe złoto. Kolejnym przykładem podobieństwa mosiądzu do złota jest tzw. „złoto mojżeszowe”, które wizualnie nie odbiega od dwudziestokaratowego złota.

Analizując czym właściwie jest mosiądz, warto też zwrócić uwagę na jego gęstość. Mosiądz jest stopem, który ma zastosowanie nie tylko w przemyśle, ale też w innych dziedzinach, np. odlewnictwie. Jest to zasługa kilku jego właściwości, m.in. tego, że posiada bardzo dobrą rozciągliwość i świetne właściwości plastyczne. Mosiądz ma gęstość szacowaną na poziomie 8,44-8,75 g na centymetr sześcienny.

Jakie właściwości ma mosiądz?

Mosiądz jest stopem odpornym na działania korozji. Dodatkowo jest dość plastyczny i dobrze rozciągliwy, co ma znaczenie przy jego wykorzystaniu w niektórych branżach. Analizując strticte jego właściwości chemiczne, trzeba zwrócić uwagę na skład, w którym może znajdować się swego rodzaju dodatki. Z racji tego możemy wyróżnić mosiądze dwuskładnikowe, ołowiane, wysokoniklowe i specjalne.

Mosiądz dwuskładnikowy, jak sama nazwa wskazuje jest oparty wyłącznie o dwa składniki, którymi są cynk i miedź, o różnej ilości procentowej każdego z nich. Charakteryzuje się dość dużą podatnością na obróbkę plastyczną w niskiej temperaturze. Jest odporny korozję i można go z łatwością lutować. Im więcej cynku w takim mosiądzu, tym jest twardszy i rośnie jego wytrzymałość. Najbardziej wytrzymałe stopy cynku i miedzi są też odporne na działanie soli, stąd często wykorzystuje się je np. przy konstrukcjach elementów statków. Mosiądz z ołowiem bardzo często wykorzystywany jest w procesie skrawania. Najbardziej odpornym na korozję rodzajem mosiądzu, jest ten, w którego składzie znajduje się wysoki poziom cyny. Mosiądze wysokoniklowe, jak sama nazwa wskazuje oprócz cynku i miedzi w swoim składzie mają nikiel, dzięki czemu jego kolor przypomina srebro, przez co bardzo często jest wykorzystywany do produkcji biżuterii, która później dostępna jest w sklepach jubilerskich. Ten typ mosiądzu jest odporny w wysokim stopniu na działania korozji.

Dzięki obecności cynku w mosiądzu jest on dużo bardziej wytrzymały niż sama miedź. Co więcej w pierwotnej płynnej formie jest rzadki, dlatego z łatwością można z niego robić nawet skomplikowane różnego rodzaju odlewy. Niekiedy zdarza się, że mosiądz używany jest w części elementów, których zadaniem jest doprowadzanie wody uzdatnionej do spożycia. Jeśli mamy do czynienia z czystym mosiądzem, czy stopem cynku i miedzi, to taka instalacja jest w pełni bezpieczna dla zdrowia. Inaczej sprawa wygląda w przypadku, kiedy do konstrukcji instalacji użyto mosiądzu z domieszką innych metali w tym ołowiu. Stopy mosiądzu, używane w instalacjach hydraulicznych muszą być odporne na odcynkowanie, czyli pewien rodzaj korozji, która może powstawać na skutek działania chloru. Dotyczy to także śrub i innych elementów złącznych, które mogą być w takich konstrukcjach wykrzywiane. Chlor może powodować powolne rozpuszczanie się cynku, który może przedostawać się do wody pitnej. Taki proces znacząco osłabia wytrzymałość konkretnego elementu, ale nie wpływa negatywnie na jego kształt.

Dużym zagrożeniem dla elementów wykonanych z mosiądzu oprócz odcynkowania jest tzw. korozja naprężeniowa, a w konsekwencji uszkodzenie np. pęknięcie poszczególnych elementów, takich jak zawory, śruby czy kształtki. Dlatego też tego typu elementy powinny być wykonane tylko i wyłącznie ze stopów o najwyższej jakości.

Jeśli poszczególne elementy sieci kanalizacyjnej nie zostały wykonane z czystego mosiądzu, a stopu z domieszką ołowiu, to konsekwencje mogą być bardzo negatywne, szczególnie jeśli chodzi o stan zdrowia. Ołów bez większych problemów może przedostać się nie tylko do krwi ale kości bądź tkanek, co może powodować różnego rodzaju zaburzenia, a także spowalniać metabolizm.

Sprawdzając jakie są właściwości mosiądzu warto jeszcze zwrócić uwagę na temperaturze w jakiej topnieje. Może ona nieco różnić się w zależności od tego jaki jest skład stopu. Jeśli mosiądz w swoim składzie zawiera miedź i cynk w stosunku 70 do 30, to temperatura topnienia będzie wynosić niecałe 050 stopni Celsjusza. W przypadku zmiany proporcji składu mosiądzu, będzie także zmieniać się temperatura. Stad też wielu producentów elementów mosiężnych takich jak np. pręty gwintowane, śruby, nakrętki czy podkładki może zmieniać procentowy skład stopu, tym samym ustalać jego poziom wytrzymałość, czyniąc go bardziej miękkim bądź twardym.

Gdzie stosuje się mosiądz?

Mosiądz jest powszechnie używanym stopem. Wykorzystuje się go m.in. w przemyśle i to praktycznie w każdej jego gałęzi. Niektóre elementy wykonane z mosiądzu są wykorzystywane w branży budowlanej, motoryzacyjnej, przemyśle chemicznym, elektronice czy w stoczniach przy produkcji niektórych elementów statków. To gdzie zostanie użyty zależy w głównej mierze od jego składu, a przykładem może być wspomniana wcześniej instalacja wodna i kanalizacyjna.

Mosiądz znajdzie też zastosowanie w branży muzycznej. Można z niego wykonywać np. instrumenty. Ponadto z mosiądzu można robić mniejsze elementy takie jak np. śruby, nakrętki czy podkładki oraz zdecydowanie większe jak np. popiersia czy pomniki.

Omawiając zastosowanie mosiądzu w przemyśle warto zwrócić uwagę w jaki sposób odróżnić elementy wykonane z tego stopu od innych. Z racji tego, że w swoim składzie ma cynk i miedź, mosiądz nie ma zbyt dużego połysku, który jest wyraźne zauważalny w przypadku miedzianych produktów. W mniejszym stopniu niż np. miedź przewodzi ciepło i prąd.

Jakie są wady i zalety mosiądzu?

Mosiądz jest stopem, które zaletą jest uniwersalność i możliwość zastosowania go do produkcji wielu rodzajów elementów od amunicji, po klamki, okucia, kłódki, monety, czy wcześniej wspomniane pręty, śruby, nakrętki i podkładki. Jest bardzo plastycznym materiałem, odpornym na korozję. Dzięki temu stosuje się go przy produkcji wielu typów maszyn i instrumentów muzycznych.

Wadą mosiądzu jest odparowywanie cynku, jakie może mieć miejsce w wysokiej temperaturze odlewu, sięgającej nawet 1100 stopni Celsjusza. Ponadto mosiądz ma dość duży bo nawet dwuprocentowy skurcz odlewniczy.