Bakır-Kurşun Alaşımı Nedir?

Bakır-kurşun alaşımı, bakır ve kurşun elementlerinin belirli oranlarda karıştırılmasıyla elde edilen bir metal alaşımdır. Bu alaşımlar, her iki metalin birleşik özelliklerine sahip olup, farklı uygulamalar için uygun özellikler sunar. Bakır ve kurşun oranları, alaşımın mekanik ve fiziksel özelliklerini etkiler ve bu oranlar, kullanım amacına bağlı olarak değiştirilebilir.

Bakır-kurşun alaşımları, düşük sürtünme katsayısı, mükemmel aşınma direnci, iyi kaymalı özellikler ve süneklik gibi özellikleri nedeniyle çok çeşitli uygulamalarda kullanılır.

Bakır-kurşun alaşımlarının bazı önemli özellikleri şunlardır:
 

Bakır-kurşun alaşımlarının bu önemli özellikleri, geniş bir kullanım alanı yelpazesine sahip olmasını sağlar ve motorlar, endüstriyel makineler, kaymalı yüzeyler ve yatak burçları gibi uygulamalar için ideal bir malzeme seçeneği sunar.
 

Bakır-kurşun alaşımlarının kimyasal özellikleri, alaşımın bileşenlerine ve bunların oranlarına bağlı olarak değişir. Bu alaşımlar, genellikle bakır (Cu) ve kurşun (Pb) elementlerinden oluşur, ancak diğer elementler de performansı ve özellikleri optimize etmek için eklenir. Örneğin, kalay (Sn), çinko (Zn), nikel (Ni) veya alüminyum (Al) gibi elementler bu alaşımlarda bulunabilir.

Bakır-kurşun alaşımlarının tipik kimyasal bileşimi şu şekildedir:

Bakır (Cu): Alaşımın ana bileşeni olan bakır, genellikle %80 ila %95 arasında bir oranda bulunur. Bakır, alaşıma iyi ısı ve elektrik iletkenliği, süneklik ve korozyon direnci sağlar.

Kurşun (Pb): Kurşun, alaşımda tipik olarak %5 ila %20 arasında bulunur. Bu element, alaşıma düşük sürtünme katsayısı ve kendinden yağlayıcı özellikler sağlar.

Diğer elementler ve bunların oranları, alaşımın özelliklerini ve performansını etkileyen faktörlerdir. Örneğin, kalay, aşınma direncini ve korozyon direncini artırabilir, çinko ise alaşıma daha fazla sertlik ve mukavemet sağlayabilir.

Bakır-kurşun alaşımlarının tam kimyasal bileşimi, üreticiye ve alaşımın kullanılacağı uygulamaya bağlı olarak değişir. Herhangi bir alaşım için özellikler, alaşımın kullanım amacına göre optimize edilmiş özel bir kimyasal bileşime sahip olacaktır.
 

Bakır-kurşun alaşımlarının üretimi, genellikle ergitme ve döküm yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilir. 

Hammadde temini: Bakır ve kurşun, ana bileşenler olarak temin edilir. İstenilen özelliklere göre, diğer alaşım elementleri (ör. kalay, çinko, nikel, alüminyum) de sağlanır.

Ergitme: Hammadde, doğru oranlarda bir ergitme fırınına yüklenir. Fırın, genellikle indüksiyon veya elektrik ark fırını gibi yüksek sıcaklıklara ulaşabilen bir türdür. Fırın, malzemelerin tamamen erimesini sağlayacak şekilde ısıtılır.

Alaşımın homojenleştirilmesi: Ergimiş metal, karışımın homojen bir yapıya sahip olmasını sağlamak için sürekli karıştırılır. Bu aşamada, alaşıma istenen özellikleri sağlamak için gerekli alaşım elementleri de eklenir.

Döküm: Homojenleştirilmiş ergimiş metal, döküm kalıplarına dökülür. Döküm yöntemleri, kullanılacak ürünün şekline ve boyutuna bağlı olarak değişir. Sürekli döküm, kum döküm ve yatay veya dikey santrifüj döküm gibi farklı döküm yöntemleri kullanılabilir.

Soğutma ve katılaştırma: Döküm yapıldıktan sonra, alaşım soğutulur ve katılaştırılır. Bu süreç, alaşımın mikroyapısını ve mekanik özelliklerini etkileyebilir. Doğru soğutma hızı, ürünün dayanıklılığı ve performansı için önemlidir.

Isıl işlem: Gerekli durumlarda, alaşıma özel mekanik ve fiziksel özellikler kazandırmak için ısıl işlem uygulanır. Bu işlemler, tavlama, yaşlandırma veya çözelti işlemi gibi farklı yöntemler içerebilir.

İşleme ve şekillendirme: Katılaşan alaşım, istenen şekil ve boyutlara getirilir. Bu süreç, soğuk şekillendirme, işleme veya diğer şekillendirme yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilebilir.

Kalite kontrol ve muayene: Üretilen bakır-kurşun alaşımı ürünler, kalite kontrol ve muayene süreçlerinden geçer. Bu süreçler, ürünün kimyasal bileşimi, mekanik özellikleri ve yapısal bütünlüğü açısından doğru olup olmadığını doğrular.
 

Bakır-kurşun alaşımları, düşük sürtünme katsayısı, yüksek aşınma direnci, iyi süneklik ve korozyon direnci gibi özelliklere sahip olduğu için geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. 

Yatak burçları ve burçlar: Bakır-kurşun alaşımları, motorlar, endüstriyel makineler ve diğer hareketli parçalar için yatak burçları ve burçlar olarak kullanılır. Bu alaşımların düşük sürtünme katsayısı ve yüksek aşınma direnci sayesinde, hareketli parçalar arasında etkili bir kayma yüzeyi sağlar.

Otomotiv endüstrisi: Bakır-kurşun alaşımları, otomotiv endüstrisinde genellikle motor yatak ve bilyalı yatak malzemeleri, kam milleri, supap kılavuzları, sürgüler ve diğer sürtünmeye maruz kalan parçalar için kullanılır.

Denizcilik ve deniz endüstrisi: Bu alaşımlar, deniz motorlarında yatak burçları ve burçlar olarak kullanılır. Ayrıca su pompaları, pervane milleri ve diğer deniz uygulamaları için uygun malzemeler sunar.

Elektrik kontakları: Bakır-kurşun alaşımları, elektrik kontakları, anahtarlar ve bağlantı elemanları için kullanılabilir. İyi elektrik iletkenliği ve korozyon direnci, bu alaşımların bu tür uygulamalar için uygun olmasını sağlar.

Kaymalı yüzeyler ve sürtünme elemanları: Bakır-kurşun alaşımları, sürtünme ve aşınma direnci gerektiren diğer kaymalı yüzeylerde ve sürtünme elemanlarında kullanılır.

Sıvı veya gaz sızdırmazlık elemanları: Bakır-kurşun alaşımları, sıvı veya gaz sızdırmazlık elemanları, contalar ve bağlantı parçaları için kullanılabilir.

Bu alaşımların kullanım alanları, belirli uygulamalarda kullanılan alaşım türüne ve özelliklerine bağlı olarak değişiklik gösterebilir. Bakır-kurşun alaşımları, özellikleri ve performansları nedeniyle geniş bir endüstri yelpazesinde popülerdir.
 

Bakır-kurşun alaşımları, farklı bileşenlerin oranları ve alaşıma eklenen diğer elementler temelinde çeşitli türlerde bulunabilir. 

Kurşunlu Bakır (Leaded Copper): Bu alaşımlar, bakırın ana bileşen olduğu ve %1 ila %5 arasında kurşun içeren alaşımlardır. Bu alaşımlar, düşük sürtünme katsayısı ve iyi aşınma direnci ile karakterizedir.

Kurşunlu Bronz: Kurşunlu bronz, bakır, kalay ve kurşunun bir karışımıdır. Bu alaşımlar, yüksek mukavemet, iyi aşınma direnci ve düşük sürtünme katsayısı sağlar. Kurşunlu bronz alaşımları, otomotiv endüstrisi ve endüstriyel makinelerde yatak burçları ve sürgülü yüzeyler için popülerdir.

Kurşunlu Pirinç: Bakır, çinko ve kurşunun bir karışımı olan kurşunlu pirinç alaşımları, iyi süneklik, korozyon direnci ve düşük sürtünme katsayısı sunar. Bu alaşımlar, musluklar, valfler, bağlantı parçaları ve diğer mekanik parçalar için kullanılır.

Kurşunlu Alüminyum Bronz: Bu alaşımlar, bakır, alüminyum, kurşun ve diğer elementlerin (örneğin demir ve nikel) bir karışımından oluşur. Kurşunlu alüminyum bronz alaşımları, yüksek mukavemet, korozyon direnci ve düşük sürtünme katsayısı sağlar. Denizcilik, kimya ve petrol endüstrilerinde yaygın olarak kullanılır.

Kurşunlu Kalay Bronz: Bu alaşımlar, bakır, kalay, kurşun ve diğer elementlerin karışımından oluşur. Kurşunlu kalay bronz alaşımları, yüksek aşınma direnci, düşük sürtünme katsayısı ve iyi korozyon direnci sunar. Bu alaşımlar, yatak burçları, sürgülü yüzeyler ve diğer sürtünmeye maruz kalan parçalar için kullanılır.

Bakır-kurşun alaşımı çeşitleri, uygulamaya ve istenen özelliklere bağlı olarak değişir. Belirli bir alaşımın özellikleri, alaşıma eklenen diğer elementler ve bunların oranlarıyla optimize edilir.
 

Bakır-kurşun alaşımları, CNC (Bilgisayarlı Sayısal Kontrol) işleme yöntemleriyle kolayca işlenebilir. Bu alaşımlar, düşük sürtünme katsayısı ve iyi süneklik gibi özellikler sayesinde işleme sırasında düşük aşınma ve uzun ömür sunar. Bakır-kurşun alaşımlarının CNC işlemesi için bazı temel noktalar şunlardır:

Takım seçimi: Bakır-kurşun alaşımlarının işlenmesinde karbür ve yüksek hızlı çelik (HSS) takımlar kullanılabilir. Karbür takımlar, daha yüksek kesme hızları ve daha uzun ömür sunar, ancak daha pahalıdır. HSS takımlar ise daha düşük maliyetli ve yeterli işleme performansı sunar.

Kesme hızı ve ilerleme hızı: Bakır-kurşun alaşımları, yüksek kesme hızlarında işlenebilir. Kesme hızı ve ilerleme hızı, takım malzemesine, iş parçası malzemesine ve işlem türüne bağlı olarak ayarlanmalıdır. Genel olarak, kesme hızı, yüksek hızlı çelik takımlarda 100-250 m/dak ve karbür takımlarda 200-500 m/dak aralığında olabilir.

Soğutma ve yağlama: Bakır-kurşun alaşımlarının işlenmesi sırasında uygun soğutma ve yağlama sağlanmalıdır. Bu, takım ömrünü uzatır ve işlem kalitesini artırır. Su bazlı veya yağ bazlı soğutucu ve yağlayıcılar kullanılabilir.

İş parçası sabitleme: Bakır-kurşun alaşımlarının işlenmesi sırasında iş parçasının düzgün bir şekilde sabitlenmesi önemlidir. İş parçasının hareket etmemesi ve titreşimlerin azaltılması, daha iyi yüzey kalitesi ve hassasiyet sağlar.

İşlem stratejisi: İşlem stratejisi, işleme süresini ve kalitesini etkileyebilir. Talaş kaldırma, sıyırma ve bitirme gibi işlemler için uygun kesme derinlikleri, ilerleme hızları ve kesme hızları seçilmelidir.

Bakır-kurşun alaşımlarının CNC işleme süreci, uygulamaya bağlı olarak değişiklik gösterebilir. İşlem parametreleri, alaşım türüne, takım malzemesine ve işlem türüne göre optimize edilmelidir.

Bakır Kurşun Alaşımı Kaynak Yapılabilir mi? 

Bakır-kurşun alaşımları, genellikle kaynak yapılması zor malzemeler olarak kabul edilir. Bunun nedeni, kaynak sırasında kurşunun düşük erime noktası ve buharlaşma eğilimi nedeniyle oluşan zorluklardır. Ayrıca, kurşunun kaynak bölgesinde çatlamalara ve gözeneklere neden olma potansiyeli vardır. Bununla birlikte, doğru önlemler alındığında ve uygun kaynak yöntemleri kullanıldığında, bakır-kurşun alaşımlarının kaynağı mümkündür.

Kaynak yöntemi: Bakır-kurşun alaşımlarının kaynağı için en uygun yöntemlerden biri TIG (Tungsten Inert Gas) kaynağıdır. TIG kaynağı, hassas ve temiz kaynak dikişleri sağlar ve sıcaklık kontrolüne izin verir.

Önceden ısıtma: Bakır-kurşun alaşımlarını kaynaklamadan önce, iş parçalarını 200-300°C arasında bir sıcaklıkta önceden ısıtmak önemlidir. Bu, termal gerilmeleri azaltır ve çatlak oluşumunu önlemeye yardımcı olur.

Kurşunsuz dolgu malzemesi: Kaynak sırasında, kurşunsuz bir dolgu malzemesi kullanılması önerilir. Bu, kurşunun erime ve buharlaşma sorunlarını ortadan kaldırır ve daha güçlü ve temiz bir kaynak dikişi sağlar.

Gaz koruması: Kaynak sırasında, argon veya diğer inert gazlar kullanarak gaz koruması sağlamak önemlidir. Bu, oksidasyonu ve korozyonu önler ve kaynak dikişinin kalitesini artırır.

Yavaş soğuma: Kaynak işlemi tamamlandıktan sonra, iş parçalarının yavaşça soğumasına izin verilmelidir. Bu, termal gerilmeleri azaltır ve çatlak oluşumunu önlemeye yardımcı olur.

Bakır-kurşun alaşımlarını kaynaklamak zordur, ancak doğru yöntemler ve önlemler kullanıldığında başarılı bir şekilde gerçekleştirilebilir. İşlemi gerçekleştirmeden önce, alaşımın özelliklerini ve kaynak yöntemlerini dikkate almak önemlidir.