This site uses cookies.
Some of these cookies are essential to the operation of the site,
while others help to improve your experience by providing insights into how the site is being used.
For more information, please see the ProZ.com privacy policy.
This person has a SecurePRO™ card. Because this person is not a ProZ.com Plus subscriber, to view his or her SecurePRO™ card you must be a ProZ.com Business member or Plus subscriber.
Affiliations
This person is not affiliated with any business or Blue Board record at ProZ.com.
Expertise
Specializes in:
Automotive / Cars & Trucks
Electronics / Elect Eng
Energy / Power Generation
Engineering (general)
Engineering: Industrial
Mechanics / Mech Engineering
Metallurgy / Casting
Manufacturing
Portfolio
Sample translations submitted: 1
English to Russian: Литье латунного сплава, не подвергающегося обесцинкованию, под давлением General field: Tech/Engineering Detailed field: Metallurgy / Casting
Source text - English 1 2
DIE-CASTING BRASS ALLOY WHICH IS The information above are known basic facts.
RESISTANT TO DEZINCIFICATION Additional already known techniques are described in WO 89/08725 Al, EP 0 572 959 Al and MNC manual no. 8, edition 2, September 1987, "Specialmåssing", page 43.
FIELD OF THE INVENTION 5 The object of the present invention is to suggest a way of
The present invention relates to a die-casting brass alloy, eliminating the above-mentioned drawbacks.
which is resistant to dezincification. SUMMARY OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION This object is attained according to the invention by the
Dezincification is a problem for brass water fittings, when the water quality varies and maybe is strongly corrosive. 10 development of an alloy having the following characteristics.
It is known, that it is possible to treat the copper rich By balancing copper, zinc, silicon and aluminum in a
alpha-phase in brass against dezincification by means of capable manner it is possible to attain a solidification in the
small additions of arsenic or antimony, whereas the zinc rich 15 beta-phase and nevertheless avoid the development of con-
beta-phase is not resistant to dezincification. tinuous beta-phase areas in the finished product. The beta-
Thus, it would be logical to keep a high percentage of phase will be found in isolated agglomerates in a matrix of
copper in a brass alloy resistant to dezincification (as an alpha-phase, which is protected against a dezincification due
alloy 1 in FIG. 1, showing a portion of the phase diagram to the arsenic addition. The primary solidification in the
Cu—Zn, Hansen, Constitution of binary alloys, New York 20 beta-phase with the alloy combination according to the
1958) in order to minimize or completely avoid the amount invention combined with the high solidification speed of the
of the less corrosive resistant beta-phase. The problem with die-casting limits the size of the agglomerates of the beta-
such an alloy is, that it results in a primary solidification of phase in the final casting structure, the agglomerates also in
the alpha-phase in the form of long solidification crystals, so a thick diecasting material with a low solidification speed
called dendrites, which means, that the beta-phase will form 25 obtaining an extension, which is clearly less than 100 gm.
long bands between the alpha-dendrites. This results in two By means of fine grain-treatment with boron the size of the
negative consequences: agglomerates and consequently also the depth of the dezin-
a) The material will be brittle by heat; and
b) The material will obtain a deep dezincification, since cification can be additionally reduced.
the dezincification will follow the long beta-phase 30 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
bands.
This phenomenon is thoroughly described in the follow- The invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings in which:
ing scientific article: Arno Louvo, Tapio Rantala, Veijo Tauta, "The Effect of Composition on as-cast Microstructure FIG. 1 shows a portion of a phase diagram Cu—Zn;
of alfa/beta-Brass and its Control by Microcomputer", LIS- 35 FIG. 2 describes a problem with brittleness by heat;
BOA 84, 51 st International Foundry Congress. FIG. 3 shows a phenomenon with increasing dezincifica-
FIG. 2, which has been excerpted from this article, tion depths with an increasing copper content;
describes the problem with brittleness by heat, and FIG. 3, FIG. 4 shows how the amount of peritecticly solidifying
which has been excerpted from the same article, the phe- materials (solidification primarily in the alpha-phase)
nomenon with increasing dezincification depths with an 40 quickly is reduced, when the copper content in the alloy is
increasing copper content. reduced, whereas the increase of the amount in the beta-
In order to avoid the above-mentioned problems the alloy phase in the final structure increases relatively slowly;
must solidify primarily in the beta-phase as an alloy 2 in FIG. 5 shows the result from investigations of the dezin-
FIG. 1, which allows the following advantages: cilication depth according to the international standard ISO
a) The amounts of micro and macro segregations will be 45 for die-cast work pieces having a 6 mm thickness of
substantially lower for an alloy, which solidifies primarily in the beta-phase. This is caused by the fact, that material as to alloys having a varying Cu content; and
the dilTusion speed in the beta-phase is about FI(G. 6 shows the result for the corresponding investiga-
times higher than in the alpha-phase, which is a result [ion with a material thickness ol' 16 mm.
of the fact, that its crystal slruclurc has an alom 50 DESCRIPTION OF THE
arrangement according to bcc (body-centered-cubic) as compared to the atom arrangement ol' the alpha-phase INVENTION
fcc (face-centered-cubic). These conclusions have been confirmed by the results ol'
b) The solidification crystals may bc linc grain-treated an cxlcnsivc developmcnl cll'orl during several years, lhc
with boron, which forms line grains in a very efficient purpose ol' which has been to find appropriate alloy combi-
way, and only cxlrcmcly small amounts ol' lhis sub- nations.
stance is needed to obtain a linc grain-forming effect. FIG. 4 shows how the amount ol' peritccticly solidifying
According to experience boron does not have a line materials (solidification primarily in the alpha-phase)
grain-forming effect on brass, which solidifies prima- quickly is reduced, when the copper content in the alloy is
rily in the alpha-phase, whereas it is very efficient as far 60 reduced, whereas the increase ol' the amount in the beta-
as nucleation ol' beta-crystals is concerned. phase in the linal structure increases relatively slowly.
The drawback is, Ihal lhc beta-phase amounl increases in FIG. 5 shows lhc resull from invcsligalions ol' lhc dezin-
lhc linal casting slruclurc and wilhoul a heal Ircalmcnl il will cilicalion dcplh according 10 lhc inlcrnalional standard ISO
be difficult 10 mccl the toughest dezincification 6509 for die-cast work pieces having a 6 mm thickness of
requircmcnls, which requires a maximal dezincilicalion 65 malcrial as 10 alloys having a varying Cu conlcnl. The resull
dcplh ol' jum as a separalc value. This is Iruc above all is unambiguous. A dezincilicalion minimum is allaincd
for heavy lhickncsscs ol' material, shown in FIG. 3. exactly in lhc area, where lhc perilcclicly solidilicalion
Translation - Russian Литье латунного сплава, не подвергающегося обесцинкованию, под давлением
Область изобретения
Данное изобретение/патент относится к литью латунного сплава, не подвергающегося обесцинкованию, под
давлением.
Предпосылки создания изобретения
Процесс обесцинкования встречается среди латунных фитингов, используемых для воды, качество которой
может быть различным, в том числе и вызывать сильную коррозию.
Известно, что есть возможность путем добавления мышьяка и сурьмы противостоять обесцинкованию в
альфа-фазе богатой медью, тогда как бета-фаза богатая цинком не может противостоять обесцинкованию.
Таким образом, будет логичнее преимущественное высокое содержание меди в латунном сплаве, не подвергающемуся обесцинкованию (как представлено на рисунке 1, сплав 1) для минимизации или полного избегания
более корродирующей бета-фазе. Проблема с таким сплавом следующая – это приводит к первичному затвердеванию альфа-фазы в виде кристаллов затвердевания, называемые дендритами, что означает, что бета-фаза будет
образовывать длинные связи между альфа-дендритами. Это приводит к двум негативным последствиям:
- материал становится хрупким при нагревании,
- глубокое обесцинкование материала с момента следования длинным связям бета-фазы обесцинкованием.
Данный феномен подробно описан в следующей научной статье: Arno Louvo, Tapio Rantala, Veijo Tauta,
«The Effect of Composition on as-cast Microstructure of alfa/beta-Brass and its Control by Microcomputer», LIS BOA
84, 51st International Foundry Congress.
Рисунок 2, который был взят из данной статьи, описывает проблему, связанную с хрупкостью материала
вследствие нагрева, и рисунок 3, который был взят из этой же статьи, - феномен, связанный с увеличением глубины обесцинкования при увеличении процентного содержания меди.
Для того, чтобы избежать проблемы, указанные выше, сплав должен кристаллизоваться прежде всего в бета-фазе как сплав 2 на картинке 1, что приводит к следующим преимуществам:
а) количество микро- и макроскопических ликваций будет значительно меньше у сплава, который кристаллизуется первоначально в бета-фазе. Это случается при причине того, что диффузионная скорость в бета-фазе
примерно в 1000 раз больше, чем в альфа-фазе, что в свою очередь является результатом того, что кристаллическая структура имеет расположение атомов по ОЦК (объемно-центрированная кристаллическая решетка) в сравнении с ГЦК (гранецентрированная) альфа-фазы.
б) кристаллы затвердевания могут быть обработаны мелкозернистым бором, который очень эффективно образует мелкие зерна, и для получения эффекта мелкозернистости требуется лишь очень небольшое количество
этого вещества. Согласно опыту, бор не оказывает мелкозернистого эффекта на латунь, которая кристаллизуется
преимущественно в альфа-фазе, тогда как бор очень эффективен в образовании зародышей бета-кристаллов.
Недостатком является то, что количество бета-фазы увеличивается в конечной структуре отливки, и без
термической обработки будет трудно придерживаться жестких требований по обесцинкованию, которые требуют максимальной глубины обесцинкования 100 мкм в качестве отдельного значения.
Информация, приведенная выше, является известными базовыми фактами.
Дополнительные также известные методики, приемы и решения описаны в WO 89/08725 A1, EPO 572 959
A1 and MNC manual № 8, edition 2, September 1987, “Specialmassing", страница 43.
Задачей данного патента/решения/изобретения является предложение путей решения вышеупомянутых недостатков.
Цель изобретения и краткое описание
Цель данного решения/изобретения достигается путем усовершенствования сплава, обладающего следующими характеристиками.
Путем балансировки содержания меди, цинка, кремния и алюминия адекватным образом представляется
возможность добиться кристаллизации в бета-фазе и как бы то ни было избежать развитие непрерывных областей бета-фазы в готовом изделии. Бета-фаза будет выглядеть в виде обособленных скоплений в матрице альфафазы, которая не подвергается обесцинкованию по причине наличия добавленного мышьяка.
Первичное затвердевание в бета-фазе при сбалансированном сплаве согласно изобретению, в сочетании с
высокой скоростью кристаллизации при литье под давлением, ограничивает размер скоплений бета-фазы в конечной структуре отливки, также скопления в предусмотренном для литья под давлением материале с большой
толщиной и низкой скоростью кристаллизации достигают длины, которая точно меньше 100 мкм. С помощью
мелкозернистой обработки бором размер скоплений и, следовательно, глубина обесцинкования могут быть дополнительно уменьшены.
Краткое описание рисунков
Изобретение далее будет описано, к примеру, со ссылкой на прилагаемые рисунки, где:
Рисунок 1 – вырезка из диаграммы состояния (фазовая диаграмма) Cu-Zn;
Рисунок 2 – описание проблемы увеличения хрупкости при нагревании;
Рисунок 3 – феномен, связанный с увеличением глубины обесцинкования при увеличение процентного содержания меди;
Рисунок 4 - показывает, как быстро уменьшается количество перитектически затвердевающих материалов
(затвердевание преимущественно в альфа-фазе), когда содержание меди в сплаве уменьшается, тогда как увеличение количества бета-фазы в конечной структуре увеличивается относительно медленно;
Рисунок 5 – показывает результаты исследования глубины обесцинкования согласно стандарту ISO 6509
для шестимиллиметровых изделий, отлитых под давлением, из сплавов с меняющимся содержанием меди;
Рисунок 6 – показывает результат подобных исследований, но с изделием толщиной 16 мм.
Подробное описание изобретения
Данные выводы подтверждены результатами обширной работы в течение нескольких лет, целью которой
был поиск подходящего сплава.
Рисунок 4 - показывает, как быстро уменьшается количество перитектически затвердевающих материалов
(затвердевание преимущественно в альфа-фазе), когда содержание меди в сплаве уменьшается, тогда как увеличение количества бета-фазы в конечной структуре увеличивается относительно медленно;
Рисунок 5 – показывает результаты исследования глубины обесцинкования согласно стандарту ISO 6509
для шестимиллиметровых изделий, отлитых под давлением, из сплавов с меняющимся содержанием меди.
Результаты ясные, инвариантные. Минимальный уровень обесцинкования точно достигается в области, где
перитектическое затвердевание прекращается, тогда же, когда количество бета-фазы не стало слишком большим.
На картинке показывается глубина обесцинкования для максимально отдельного значения, также средние значения в результате нескольких измерений, проведенных на одном изделии. Итог таков: в относительно широкой
области полученный результат не дотягивает до требуемого в отношении максимального значения сопротивления обесцинкования 100 мкм для отдельного значения.
Целью исследования является найти такой состав сплава, который будет отвечать всем требованиям, связанным с обесцинкованием для подвергающихся литью под давлением материалов с большой толщиной, и на
рисунке 6 представлен результат данных исследований при использовании материала с толщиной 16 мм. Также
для этой толщины материала выполняется требование, а именно максимальная величина 100 мкм для отдельного
значения, но в более узком интервале.
При содержании меди меньше чем 63,6% скопления бета-фазы становятся настолько большими, что приводит к их совместному росту и дальнейшему обесцинкованию.
При содержании меди больше чем 64,1% количество первичной кристаллизации в альфа-фазе становится
слишком большим, что длинные связи бета-фазы образуются между альфа-кристаллами, что приводит к глубокому обесцинкованию.
На основании положительных результатов такого балансирования состава сплава можно сделать следующие выводы:
1) Материал, подвергающийся литью под давлением, без последующей термообработки, соответствует
критерию – максимальная глубина обесцинкования составляет 100 мкм для отдельного значения.
2) Сплав может быть эффективно обработан мелкозернистым бором, что приводит к получению наиболее
мелкозернистой структуры в готовом изделии, что дает два преимущества:
- устойчивость к обесцинкованию далее повышается, т.к. размер скопления бета-фазы далее уменьшается.
- пористость материала, подвергающегося литью под давлением, распространяется равномерно и некоторые
размеры становятся меньшими, что приводит к снижению возможности получения «дырявого» изделия, отлитого под давлением, и, следовательно, снижаются затраты на брак.
3) Содержание алюминия может быть на низком пределе 0,03-0,1 мас. %, что означает применение положительного эффекта добавления алюминия в сплав, используемый для литья под давлением, при избегании негативного воздействия.
Положительный результат, включающий сильный эффект обесцинкования, означает, что даже при низком
содержании алюминия количество кислорода в сплаве постоянное и достаточно небольшое. Алюминий вызывает эффект очистки в небольших количествах, а именно уменьшение толщины покрытия оксидом цинка на заливных чашах литниковых систем, формовочных инструментах.
Отрицательный результат заключается в образованиях в сплавах, которые содержат кремний и содержание
алюминия составляет более 0,1 мас. %, густого шлака, состоящего из алюмосиликатов. При использовании заливной чаши литниковой системы некоторое количество этого шлака также попадет уже в состав готового изделия, где присутствие шлака уже приводит к образованию налета. Данные включения (шлак) ухудшают механические характеристики готового изделия, но что хуже являются капиллярами. Это означает, что наличие вклю-чений на поверхности готового изделия приводит к глубокому обесцинкованию, что намного превышает допустимые значения (максимальное величина глубины обесцинкования составляет 100 мкм для отдельного значения).
Данное изобретение отличается от сплава с мелкозернистой структурой в соответствии с DE-A 43 18377 A1,
который рекомендует содержание алюминия 0,3-0,7 мас. % и содержание кремния 0,3-0,7 мас. %.
Сплав, устойчивый к обесцинкованию, согласно настоящему исследованию характеризуется следующим
составом:
Пример далее указанного сплава, который создавался в течение довольно длительного времени в больших
масштабах, оказался достаточно хорошо отвечающим требованиям согласно изобретению:
Изобретение не ограничивается указанными выше составами, они могут модифицироваться, изменяться с
соблюдением основной идеи изобретения и вышеуказанных требований. Это является правдой особенно в отношении содержания свинца, поскольку свинец не растворяется в расплаве, а сохраняется в виде отдельной фазы,
что не оказывает никакого воздействия на сопротивление обесцинкованию. Это означает, что, если содержание
свинца снижено ниже допустимого предела, содержание остальных элементов сплава должно быть скорректировано стехиометрически.
Что утверждается:
1) Состав латунного сплава для литья под давлением, устойчивый к обесцинкованию, должен быть следующим:
2) Латунный сплав для литья под давлением, имеющий глубину обесцинкования меньше чем 100 мкм, характеризуется следующим составом
More
Less
Experience
Years of experience: 8. Registered at ProZ.com: Aug 2022.
Get help on technical issues / improve my technical skills
Learn more about the business side of freelancing
Improve my productivity
Bio
Now I work as a Quality Engineer in ball valve producing company, so I have an experience in translating audit reports, technical articles, product catalogues.
I have a particular interest in translating for mashinery production, energy industries.
Keywords: English, Russian, technology, energy, machinery production, electric
Portfolio