El bronce fosforado 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 conferir propiedades específicas (por ejemplo, plomo en 0,5-3,0% para formar bronce de fósforo de mecanizado libre ). El estaño aumenta la resistencia a la corrosión y la solidez de la aleación, mientras que el fósforo aumenta su resistencia al desgaste y su rigidez. [1]
Las aleaciones de bronce fósforo 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 su fundición sea más fácil y limpia 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 fosforado se utiliza para resortes , pernos , casquillos 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 fosforado viene en una amplia gama de aleaciones estándar, incluidas aleaciones para resortes no ferrosos, bronce fosforado de mecanizado libre y bronce para cojinetes. La combinación de buenas propiedades físicas, conductividad eléctrica justa y costo moderado hacen que el alambre de bronce fosforado (disponible en formatos estándar redondo, cuadrado, plano y especial) sea deseable para muchos resortes, contactos eléctricos y una amplia variedad de formas de alambre donde se desea. Las propiedades no requieren el uso de cobre berilio, más caro . [5]
En criogenia también se utiliza bronce fosforado con 94,8% de cobre , 5% de estaño y 0,2% de fósforo . En esta aplicación, su combinación de conductividad eléctrica justa y baja conductividad térmica permite realizar conexiones eléctricas a dispositivos a temperaturas ultrabajas sin agregar calor excesivo. [6]
El cobre libre de oxígeno se puede alear con fósforo ( aleación CuOFP ) para resistir 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 registrar datos informáticos en 1951 en el Eckert - Mauchly UNIVAC I. El medio de grabación de la unidad UNISERVO era una delgada tira de metal de bronce fósforo niquelado de 0,5 pulgadas (12,7 mm) de ancho . La densidad de grabación fue 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 produjo una velocidad de datos de 12.800 caracteres por segundo. De las ocho pistas, seis eran datos, una era una pista de paridad y la otra era un reloj o pista de cronometraje. Teniendo en cuenta el espacio vacío entre los bloques de cinta, la velocidad de transferencia real fue de alrededor de 7200 caracteres por segundo. Un pequeño carrete de cinta mylar proporcionaba separación de la cinta metálica y del cabezal de lectura/escritura.
Se prefiere el bronce fosforado al latón para los platillos debido a su mayor resistencia, lo que conduce a un espectro tonal más amplio y un mayor sostenido.
El bronce fosforado es una de varias aleaciones con alto contenido de cobre que se utilizan como sustituto de los tipos de latón más comunes "amarillos" o de "cartucho" para construir los cuerpos y campanas de los instrumentos de viento metálicos . Ejemplos de instrumentos construidos con aleaciones con alto contenido de cobre se encuentran entre los miembros de la familia de instrumentos de metal ( trompetas , fliscornos y trombones ) y un miembro de la familia de instrumentos de lengüeta , los saxofones . Además de la apariencia distintiva proporcionada por el tono naranja rojizo de las aleaciones con alto contenido de cobre, algunos diseñadores, vendedores e intérpretes de instrumentos afirman que proporcionan un espectro de respuesta armónica más amplio para un diseño de instrumento determinado. Los saxofones Yanagisawa modelo 902/992 (en la foto) tienen cuerpos de bronce fósforo, a diferencia de los modelos de latón 901/991.
Algunas cuerdas de instrumentos para guitarras acústicas , mandolinas y violines están envueltas con bronce fosforado. Algunas cañas de armónica están hechas de bronce fósforo, como las de Suzuki Musical Instrument Corporation y Bushman Harmonicas. [8]
El componente de lengüeta de los tubos de órgano de tipo lengüeta suele estar fabricado 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 fosforado.
Algunos sonajas de pandereta están hechas de bronce fosforado.
Un aumento adicional del contenido de fósforo conduce a la formación de un compuesto muy duro Cu 3 P ( fosfuro de cobre ), lo que da como resultado una forma quebradiza de bronce fosforoso, que tiene una gama limitada de aplicaciones.
Alrededor de 2001, Olin Corporation desarrolló otra aleación para su uso en conectores eléctricos y electrónicos a la que denominaron "bronce fosforado". [10] Su composición era la siguiente:
Cuando se lo evalúa en términos estrictamente metalúrgicos , no se trata de un bronce fosforado, sino de una forma de latón de estaño modificado con hierro .