Co je mosaz: Vlastnosti, typy a výrobní postupy

Mosaz má zářivou zlatou barvu, a proto po staletí uchvacuje designéry, umělce a interiérové ​​designéry. Díky svému neodolatelnému kouzlu se mosaz používá k výzdobě chrámů, domů a budov. Mosaz má také vynikající zpracovatelnost a tvrdost, díky čemuž je užitečná pro automobilové součástky, architekturu a mechanické aplikace.

Mosaz se vyrábí z mědi a zinku. V neolitu byla mosaz známá jako kalaminová mosaz, která se označovala jako měděná ruda. Ve starověkých dokumentech byl termín mosaz známý pro bronz, který byl označován jako slitina mědi a cínu.

V tomto článku se seznámíte se složením mosazné slitiny, jejím použitím, jako jsou mosazné rukojeti a mosazné povrchové úpravy, a s výrobními technikami mosazných komponentů.

Historie použití mosazi

Ve starověkých civilizacích se mosaz a její druhy, jako je žlutá mosaz a zlatá mosaz, nacházejí v mnoha oblastech, jako je Evropa a Střední východ. Mosaz se skládala z mědi a zinku.

V průběhu dějin se mosaz používala v různých aplikacích. Římské říše používaly mosazné mince, mosazné vojenské vybavení a mosazné sochy. Mosazné sochy a mosazné artefakty byly významně využívány ve středověké Evropě.

Mosazné výrobky prošly revolucí od mincí a soch až po výrobu mosazných parních strojů, mosazných telegrafních systémů a mosazného lodního průmyslu.

Jakou barvu má mosaz

Protože se mosaz skládá ze zinku a mědi, které jí dodávají zlatožlutou barvu, některé mosazné slitiny jsou hnědé a červené v závislosti na složení mosazi.
Mosaz je také pojmenována podle svých barev, jako je žlutá mosaz, zlatá mosaz a ohnivá mosaz (červená mosaz).

Přesné odstíny mosazi závisí na složení mosazi a její povrchové úpravě [5]. Barva mosazi se mění se změnou složení zinku.

Tabulka s číslem UNS, běžným názvem a barvou mosazných slitin

Běžné jméno	UNS č	Barva
Měď ETP	C11000	Jemná růžová
95/5 Zlacení kovu	C21000	Červeno-hnědá
90/10 Zlacení kovu	C22000	Bronzově-zlatá
85/15 Zlacení kovu	C23000	Hnědožlutá
70/30 Mosaz	C26000	Zeleno-zlatá

Jaké je složení mosazi

Mosaz se vyrábí převážně z mědi a zinku. Složení mosazi se obvykle pohybuje od 5 % do 45 % zinku a 55 % až 95 % mědi s malým množstvím dalších prvků, jako je mangan, křemík, hliník, fosfor a olovo.

Tyto další prvky mohou zlepšit specifické vlastnosti mosazných slitin.

Název slitiny	Mědi (Cu) Složení (%)	Zinek (Zn) Složení (%)	Další prvky (%)
Námořní mosaz	59-62	39-42	0.75–1.25 Sn
Admirality Brass	71-74	26-29	0.02–0.06 As
Muntz Metal	60-63	37-40
Žlutá mosaz	67-70	30-33
Alpha Brass	60-70	30-40
Kazeta z mosazi	70-73	27-30
Červená mosaz	85		15

Jaké jsou různé druhy mosazi

Tabulka znázorňující použití a vlastnosti různých typů mosazných slitin

Mosazný typ	charakteristika	Aplikace
Alpha Brass	· Vlastnosti pro tváření za studena · Dobrá odolnost proti korozi	· Hardware · Elektrické konektory
Kazeta z mosazi	· Dobrá tvárnost · Vysoká pevnost v tahu	· vodovodní armatury · Nábojnice
Námořní mosaz	· Dobrá obrobitelnost · Odolnost proti korozi v mořské vodě	· Lodní vrtule. · Námořní hardware,
Admirality Brass	· Odolnost proti korozi · vlastnosti pro práci za tepla	· Kondenzační trubice · Výměníky tepla
Muntz Metal	· Dobrá odolnost proti odzinkování · Vysoká síla	· Trupy lodí · Architektonické aplikace
Žlutá mosaz	· Dobré vlastnosti pro tváření za studena · Střední odolnost proti korozi	· Hudební nástroje · Instalatérské komponenty
Červená mosaz	· Tmavě červená barva · Dobrá obrobitelnost	· Šperky · Dekorativní předměty

Vlastnosti mosazi

Tabulka znázorňující různé vlastnosti mosazi

Vlastnictví	Popis
Barva	Zlatavě žluté barvy.
Hustota	V rozmezí 8.4 až 8.7 g/cm³.
Bod tání	900 °C až 940 °C, což je 1652 °F až 1724 °F.
Pevnost v tahu	338-469MPa
Tvrdost	Tvrdost mosazi je 80-140 Hv. Je měkčí ve srovnání s jinými kovy, ale lze ji zlepšit přidáním dalších prvků a tepelným zpracováním.
Elektrická vodivost	Má dobrou elektrickou vodivost, proto používáme mosazné elektrické součástky a mosazné vodiče. Má elektrickou vodivost 15.9 (S/m) *106
Tepelná vodivost	Umožňuje efektivní přenos tepla díky dobré tepelné vodivosti. Má tepelnou vodivost 115 W/mK při 20 °C.
Odolnost proti korozi	Celkově mají všechny mosazi dobrou odolnost proti korozi, ale může se lišit v závislosti na složení mosazi.
Obrábění	Vykazují snadné tvarování a zpracování díky vynikající obrobitelnosti.
Kujnost	Vysoce tvárný
Akustické vlastnosti	Mosazné slitiny jsou dobře známé pro své akustické vlastnosti, a proto používáme žesťové hudební nástroje.

Druhy mosazi

1. Alfa žesťové nástroje

Typické složení alfa mosazí je 30–40 % zinku a 60–70 % mědi. Alfa mosaz má dobrou odolnost proti korozi a vynikající vlastnosti při tváření za studena. Z alfa mosazí se používají a vyrábějí mosazné kování a mosazné elektrické konektory.

2. Alfa-beta mosazné nástroje
Alfa-beta mosazi se skládají z různých složení zinku a mědi.

Alfa-beta mosazi vykazují kombinované vlastnosti beta i alfa mosazi, což je činí vhodnými pro různé aplikace.

3.Beta mosaz

Beta mosazné materiály obsahují ve srovnání s alfa mosaznými materiály vysoký obsah zinku. Beta mosazné materiály se obvykle skládají ze 45 % zinku. Beta mosazné materiály jsou nejlépe známé pro své akustické vlastnosti, a proto se používají k výrobě žesťových hudebních nástrojů.

4. Bílá mosaz

Bílá mosaz se obvykle skládá z mosazného složení, ale s přídavkem dalších prvků, jako je cín, hliník, křemík, hořčík a fosfor.

Má stříbřitou barvu. Bílé mosazi jsou dobře známé pro své vlastnosti, jako je polymerovatelnost a odolnost proti zakalení, a proto se používají hlavně v dekorativních aplikacích.

5. Červená mosaz (ohnivá mosaz)
Jiný název pro červenou mosaz je kluzný kov. Složení červené mosazi je obecně 85 % mědi a 15 % zinku.

Má tmavě červenou barvu a dobrou obrobitelnost. Výrobky z červené mosazi obsahují dekorativní předměty, žesťové nástroje a šperky.

6. Námořní žesť
Námořní mosaz se skládá z 39–42 % zinku a 59–62 % mědi s malým množstvím cínu 0.75–1.25 %. Přítomnost cínu poskytuje vynikající odolnost proti korozi v mořské vodě a dobrou obrobitelnost.

Námořní mosaz se používá při výrobě lodních vrtulí, mosazných vodovodních armatur, mosazných klik do koupelen a lodního kování.

7. Mosazná nábojnice
Mosazné patrony jsou vyrobeny ze 70–73 % mědi a 27–30 % zinku. Mosazné patrony mají dobrou tvárnost a vysokou pevnost v tahu.

Mosazné nábojnice se používají při výrobě mosazných výrobků, jako jsou nábojnice, žesťové nástroje, mosazné rukojeti a vodovodní armatury.

8.Mosaz odolná proti odzinkování
Tato mosazná slitina, jak je pojmenována, je navržena tak, aby odolávala úbytku zinku z mosazné slitiny.

Mosazné slitiny odolné proti odzinkování se skládají z vyššího obsahu mědi až 85 % s dalšími prvky, jako je arsen a cín.

Technologie výroby mosazi

1. Casting
Tato metoda se používá k vývoji velkých a složitých mosazných součástí.

Odlévání mosazi zahrnuje nalití roztavené mosazi do formy za účelem dosažení požadovaného tvaru. Následně se mosaz žíhá, aby se uvolnilo tepelné pnutí.

2. Extruze
Tímto procesem se často vyrábějí mosazné tyče, mosazné tyče a mosazné trubky.

Při extruzi se mosaz vyrábí v matrici, aby se vytvořil jednotný dlouhý tvar.

3. Řezání a tvarování
Tento krok řezání a tvarování ve výrobě se provádí za účelem dosažení specifických tvarů a rozměrů mosazného výrobku.

Řezání a tvarování lze provádět různými postupy, jak je uvedeno níže.

• Kování
• Lisování
• obrábění
• válcování
• Kreslení
• Hluboké kreslení
• Spinning

4. Pájení
Tento proces se provádí spojením dvou mosazných součástí, kde se mosazná výplň roztaví a nalije mezi spojované součásti.

5. Prášková metalurgie
Mosazné výrobky se vyrábějí práškovou metalurgií, stejně jako při výrobě keramiky, kde se mosazný prášek zhutňuje a spéká.

Moderní technologie

1.3D Tisk
3D tisk mosazi je aditivní metoda výroby, při které se mosaz taví a nanáší se v jeden produkt vrstvou po vrstvě. Tato metoda umožňuje vývoj mosazných výrobků v jednom kroku.

Tato metoda je také velmi účinná při vývoji složitých tvarů.
Drátové EDM (elektroerozivní obrábění).
Mosazné výrobky lze vyvíjet s vysokou přesností a rozměrovou přesností metodou drátového EDM, která využívá metodu elektrického výboje.

2. Řezání laserem
Laserové řezání umožňuje řezání a gravírování mosazi ve velmi malém měřítku s vyšší přesností než jakákoli jiná dostupná metoda. Využívá laserový paprsek k řezání mosazných desek a plechů s vysokou přesností a precizností.

3. Řezání vodním paprskem
K řezání mosazného materiálu se používá vysokotlaký vodní paprsek v kombinaci s abrazivním materiálem, čímž se vyrábějí rozměrově přesné mosazné součásti. Tento proces při řezání mosazného materiálu neprodukuje tepelné zahřívání.

4.CNC mosaz obrábění
CNC obrábění mosazi vyniká jako jedna z nejjednodušších operací u všech kovových materiálů díky konzistentní tvrdosti a stabilní obrobitelnosti mosazi.

Pro zkušené strojní inženýry představuje mosaz optimální materiál pro CNC obrábění. Složení mosazi je univerzální v různých prostředích, což představuje minimální rizika pro lidské zdraví.

Jeho použití je proto mimořádně široké, zejména v lékařských přístrojích a příborech.

• Spojovací
• Ventily
• Potrubní tvarovky
• Gears
• Součásti přenosu výkonu
• Nové komponenty energetických baterií
• Dekorativní díly (antimikrobiální kliky dveří, ozdobné panely)
• Součásti přesných přístrojů (měřicí nástroje, navigační přístroje, hodiny)

Tepelné zpracování mosazi

Nejběžnějším tepelným zpracováním prováděným po výrobě mosazi je žíhání. Žíhání mosazi se provádí za účelem uvolnění tepelného a mechanického pnutí z vyrobeného mosazného výrobku.

Při žíhání mosazi se mosazné výrobky zahřívají na specifickou zvýšenou teplotu a poté se pomalu ochlazují na pokojovou teplotu.

Tabulka ukazuje teploty žíhání různých typů mosazí.

Mosazná slitina	Teplota žíhání (°C)
Alpha Brass	450-650
Kazeta z mosazi	400-600
Námořní mosaz	400-600
Admirality Brass	425-600
Muntz Metal	450-650
Žlutá mosaz	400-600
Červená mosaz	400-600

Mosaz vs bronz

Mosaz a bronz jsou obě různé slitiny mědi. Mosaz se skládá převážně z mědi a zinku s několika přísadami, které mají žlutozlatou barvu. Zatímco bronz se skládá převážně z mědi a cínu a má červenohnědou barvu.

Zlatá mosaz vs. žlutá mosaz

Zlatá mosaz je známá jako bohatá mosaz, protože má vysoké složení mědi ve srovnání se zinkem, který má 70 % mědi a 30 % zinku. Zatímco žlutá mosaz, známá také jako patronová mosaz, má střední složení mědi i zinku, které činí 67–70 % mědi a 30–33 % zinku.

Mosazné aplikace

Mosazné dekorativní aplikace

Díky svému estetického vzhledu a krásné barvě se mosaz používá hlavně k dekorativním účelům. Z mosazi se vyrábějí nejen kuchyňské a koupelnové armatury, ale také kuchyňské náčiní, mosazné rukojeti, nábytkové komponenty a kancelářské potřeby.

Nárůst poptávky po dekoračních produktech do barů je dán všestranností a estetickou přitažlivostí mosazi. K výrobě mosazných baterií se používá vysoce kvalitní mosaz. Mosazné baterie poskytují sofistikovaný a nadčasový vzhled v moderním i tradičním designu koupelen.

Mechanické aplikace mosazi

• Mosazné instalatérské armatury
  Díky vynikající odolnosti proti korozi je mosaz vhodná pro použití ve vodohospodářských aplikacích, jako jsou mosazné vodovodní armatury, což zajišťuje dlouhou životnost.
• Mosazné armatury
  Díky nízkým vlastnostem tření a odolnosti proti korozi je mosaz vhodná pro součásti vodovodních systémů, jako jsou mosazné spojky, mosazné ventily a mosazné armatury.
•  Mosazné spojovací prvky a kování
  Mosazné spojovací prvky jsou vyvíjeny z mosazi kvůli své vysoké pevnosti a zajištění bezpečných a spolehlivých spojů v mechanických sestavách.

Žesťové hudební nástroje

Mosaz má jedinečné akustické vlastnosti a tvárnost. Mosaz dokáže efektivně rezonovat zvuk, a proto se používá k výrobě hudebních nástrojů. Mezi žesťové hudební nástroje patří lesní rohy, tuby, kornety, trubky a pozouny.

Mosazné automobilové komponenty

Mosaz má jedinečnou kombinaci vlastností, jako je obrobitelnost, tepelná vodivost a odolnost proti korozi, což ji činí vhodnou pro výrobu mosazných automobilových součástek.

Běžně vyráběné mosazné automobilové komponenty jsou
1. Radiátory

2. Systémy vstřikování paliva

3. Brzdové systémy

4. Součásti chladicího systému

5. Součásti převodovky

Mosazné architektonické aplikace

Mosaz díky jemné toleranci při obrábění, tažnosti, tvárnosti, odolnosti vůči degradaci a antibakteriálním vlastnostem díky přítomnosti mědi používané v různých architektonických aplikacích, jako například:

• Zábradlí
• Kliky a zámky
• Balustrády
• Ochranné a dekorativní povrchové úpravy
• Architektonické mosazné úhlové tyče 

Jaké jsou výhody a nevýhody mosazi

Výhoda	Nevýhoda
odolnost proti korozi	Drahý
Atraktivní vzhled	Nižší pevnost než u jiných kovů je relativně tvárný.
Obrábění	Nižší teplota tání
Elektrická vodivost	Odzinkování
Všestrannost	Zakalení
Recyklovatelnost	vysoká hustota

Nejčastější dotazy

Rezaví mosaz?

Mosaz nerezaví, protože má dobrou odolnost proti korozi, ale časem může ztmavnout.

Co je patina?

Vznik nazelenalého nebo nahnědlého filmu na povrchu kovu v důsledku přirozeného oxidačního procesu se nazývá patina.

Je mosaz vhodná pro aplikace s vodou?

Ano, mosaz lze použít ve vodě, například v klikách dveří toalet, kohoutcích a vodovodních armaturách, protože mosaz má díky mědi vynikající odolnost proti korozi.

Závěr

Mosaz se od starověku používá k mnoha účelům díky svým jedinečným kombinovaným vlastnostem, jako je dobrá tvařitelnost, vysoká pevnost v tahu, dobrá obrobitelnost, odolnost proti korozi v mořské vodě a vlastnosti pro tváření za tepla.

Pochopení vlastností a typů mosazi dělá z výběru mosazi pro váš výrobek skvělou volbu. Strojníci společnosti Tirapid mají dlouholeté zkušenosti s CNC obráběním mosazi. Neváhejte kontaktovat projects@tirapid.com.