Aleaciones de cobre-estaño
El término «bronce» se usó originalmente para describir las aleaciones de cobre- estaño, pero en la actualidad se utiliza para cualquier aleación que contiene hasta 25% del elemento principal de aleación (excepto en las aleaciones de cobre-zinc).
La palabra «bronce» insinúa la idea de una aleación de mejor clase que el latón, aunque se ha aplicado en forma incorrecta a algunas aleaciones que en realidad son latones especiales.
A las aleaciones que contienen cobre y estaño principalmente se les conoce como aleaciones verdaderas, pero con frecuencia también están presentes otros elementos que mejoran las características del sistema simple de dos componentes.
El estaño incremento la resistencia, dureza y la resistencia al desgaste del cobre en mucha mayor medida que el zinc. Los bronces verdaderos también tienen una resistencia buena a la corrosión, incluso a la del agua salada.
Las adiciones de estaño desde 0 hasta alrededor de 16% forman con el cobre una solución sólida homogénea cúbica de faz centrada.
A la temperatura del medio ambiente, en teoría es nula la solubilidad del estaño en el cobre. Sin embargo, en la práctica comercial, la reducción de solubilidad ocurre muy rara vez.
En todas las aleaciones, excepto en las recocidas durante tiempos extremadamente largos después de un trabajo en frío severo, se puede considerar que la solubilidad a temperaturas menores de 968°F (520°C) es constante a 15.8%.
Las aleaciones de cobre-estaño se pueden dividir en cuatro grupos, dependiendo del porcentaje del estaño presente:
1. Hasta 8% de estaño: se utiliza en láminas, alambre, monedas; se trabaj a en frío con facilidad para incrementar su resistencia; las partes típicas incluyen resortes de alta resistencia, clips, interruptores de presión, enchufes y contactos, fusibles y tubos flexibles.
2. Entre 8 y 12% de estaño: se usa en engranes, partes de máquinas, cojinetes y aditamentos marinos.
3. Entre el 12 y 20% de estaño:se usa mucho en cojinetes y casquillos.
4. Entre 20 y 25% de estaño: su uso principal es en campanas y címbalos; es muy duro y frágil; se utiliza colado. Sin embargo, como se estableció antes, no son muchos los bronces verdaderos que son aleaciones binarias puras de cobre-estaño.
Estos bronces pueden contener fósforo, plomo, zinc y níquel como elementos de aleación.
Bronce fosfórico. Los bronces fosfóricos son bronces con estaño quecontienen de 1 a 10% de cobre y de 0.03 a 0.3% de fósforo que se añade durante la fusión como un agente desoxidante.
La dureza y resistencia se incrementan considerablemente por la presencia del fósforo, debido a que forma un precipitado duro (Cu3P) distribuido en la matriz de la fase a. El fósforo también incrementa la fluidez del metal fundido, con lo que aumenta la facilidad del colado y ayuda a producir productos colados más sanos.
Bronce emplomado. Este es un término que se usa para describir una mezcla mecánica en donde se dispersa plomo en la aleación de cobre.
El plomo no se alea con el cobre, pero se puede mezclar con el cobre fundido y, en condiciones adecuadas, la mezcla se puede colar en un molde.
La aleación solidificado contiene pequeñas partículas de plomo bien distribuidas en todo el colado. El plomo se puede añadir a las aleaciones de latón y bronce para mejorar su maquinabilidad y sus características como cojinetes.
Las partículas de plomo, por su suavidad y su poca resistencia al cortante, reducen la fricción en las partes sujetas al desgaste por deslizamiento, como en los cojinetes o en donde las máquinas-herramienta se desgastan, por ejemplo, en la superficie de interacción entre la herramienta y los chips.
El plomo puede ser un origen de debilidad y casi siempre se le mantiene por abajo de 2%, aunque algunos cojinetes de bronce pueden contener porcentajes más altos.
Fuente: Apuntes de Ciencia de materiales de la UNIDEG
