El bronce fosforoso es un miembro de la familia de las aleaciones de cobre . Está compuesto de cobre aleado con 0,5-11 % de estaño y 0,01-0,35 % de fósforo , y puede contener otros elementos para conferirle propiedades específicas (por ejemplo, plomo al 0,5-3,0 % para formar bronce fosforoso de fácil mecanizado ). El estaño aumenta la resistencia a la corrosión y la fuerza de la aleación, mientras que el fósforo aumenta su resistencia al desgaste y su rigidez. [1]
Las aleaciones de bronce fosforoso se destacan por su tenacidad , resistencia , bajo coeficiente de fricción y grano fino . El fósforo reduce la viscosidad de la aleación fundida, lo que hace que sea más fácil y limpia de fundir y reduce los límites de grano entre los cristalitos. Fue formulado originalmente por el belga Georges Montefiore-Levi y el alemán Karl Künzel. [2] [3]
El bronce fosforoso se utiliza para resortes , pernos , bujes y cojinetes , interruptores eléctricos con partes móviles o deslizantes, puentes dentales , el componente de lengüeta de los tubos de órganos y varios otros productos o conjuntos donde se requiere resistencia a la fatiga, el desgaste y la corrosión [4] (por ejemplo, hélices de barcos en un entorno marino ). [5]
El bronce fosforoso se presenta en una amplia gama de aleaciones estándar, incluidas las aleaciones para resortes no ferrosos, el bronce fosforoso de fácil mecanizado y el bronce para cojinetes. La combinación de buenas propiedades físicas, buena conductividad eléctrica y un costo moderado hacen que el alambre de bronce fosforoso (disponible en formatos estándar redondos, cuadrados, planos y especiales) sea deseable para muchos resortes, contactos eléctricos y una amplia variedad de formas de alambre donde las propiedades deseadas no requieren el uso de cobre-berilio más costoso . [5]
El bronce fosforoso con 94,8 % de cobre , 5 % de estaño y 0,2 % de fósforo también se utiliza en criogenia . En esta aplicación, su combinación de conductividad eléctrica aceptable y conductividad térmica baja permite realizar conexiones eléctricas a dispositivos a temperaturas ultrabajas sin añadir calor excesivo. [6]
El cobre libre de oxígeno se puede alear con fósforo ( aleación CuOFP ) para soportar mejor las condiciones oxidantes. Esta aleación tiene aplicación como sobreenvase grueso resistente a la corrosión para la eliminación de combustible nuclear gastado en rocas cristalinas profundas. [7]
La cinta magnética se utilizó por primera vez para grabar datos informáticos en 1951 en la UNIVAC I de Eckert - Mauchly . El medio de grabación de la unidad UNISERVO era una fina tira de metal de bronce fosforoso niquelado de 0,5 pulgadas (12,7 mm) de ancho . La densidad de grabación era de 128 caracteres por pulgada (198 micrómetros/carácter) en ocho pistas a una velocidad lineal de 100 pulgadas/s (2,54 m/s), lo que producía una velocidad de datos de 12.800 caracteres por segundo. De las ocho pistas, seis eran de datos, una era una pista de paridad y otra era una pista de reloj o de sincronización. Teniendo en cuenta el espacio vacío entre los bloques de cinta, la velocidad de transferencia real era de unos 7.200 caracteres por segundo. Un pequeño carrete de cinta mylar proporcionaba separación de la cinta metálica y el cabezal de lectura/escritura.
Se prefiere el bronce fosforoso al latón para los platillos debido a su mayor resiliencia, lo que genera un espectro tonal más amplio y un mayor sustain.
El bronce fosforoso es una de las diversas aleaciones con alto contenido de cobre que se utilizan como sustituto de los tipos de latón "amarillo" o "de cartucho" más comunes para construir los cuerpos y las campanas de los instrumentos de viento metálicos . Entre los ejemplos de instrumentos construidos con aleaciones con alto contenido de cobre se encuentran los miembros de la familia de instrumentos de viento metal ( trompetas , fliscornos y trombones ) y un miembro de la familia de instrumentos de lengüeta , los saxofones . Además de la apariencia distintiva que proporciona el tono naranja rojizo de las aleaciones con alto contenido de cobre, algunos diseñadores de instrumentos, vendedores e intérpretes afirman que proporcionan un espectro de respuesta armónica más amplio para un diseño de instrumento determinado. Los saxofones modelo 902/992 de Yanagisawa (en la imagen) tienen cuerpos de bronce fosforoso, en contraste con los modelos 901/991 de latón.
Algunas cuerdas de instrumentos como guitarras acústicas , mandolinas y violines están envueltas en bronce fosforoso. Algunas cañas de armónica están hechas de bronce fosforoso, como las de Suzuki Musical Instrument Corporation y Bushman Harmonicas. [8]
El componente de lengüeta de los tubos de órgano de lengüeta generalmente está hecho de bronce fosforoso debido a su alto desgaste y baja deformabilidad en condiciones de vibración constante al producir sonido. [9]
Algunos tambores están construidos con bronce fosforoso.
Algunas sonajas de pandereta están hechas de bronce fosforoso.
Un mayor aumento del contenido de fósforo conduce a la formación de un compuesto muy duro, Cu3P ( fosfuro de cobre ), que da lugar a una forma frágil de bronce fosforoso, que tiene un rango limitado de aplicaciones.
Alrededor de 2001, la Corporación Olin desarrolló otra aleación para su uso en conectores eléctricos y electrónicos a la que denominaron “bronce fosforoso”. [10] Su composición era la siguiente:
Si lo evaluamos en términos estrictamente metalúrgicos , no es un bronce fosforoso, sino una forma de latón estañado modificado con hierro .