Pirinç, yüzyıllardan beri mühendislik uygulamalarında çok sık olarak kullanılan mühendislik malzemelerindendir. Günümüzde pirinç malzemeler için imalat ve yeniden kullanılabilme teknolojisi, kullanıcıların ihtiyacını karşılayacak kadar ilerlemiş durumdadır.
Pirinç malzemeler, birçok mühendislik uygulamasında ilk tercih edilen malzemelerdendir. Uygun kimyasal bileşimdeki bakır ve çinko alaşımının yani pirincin seçilmesi ile istenilen mukavemet, süneklik, sertlik, iletkenlik, şekillendirile bilirlik, aşınma dayanımı, renk ve korozyon dayanımı özelliklerine sahip malzemeler elde edilebilir.
Pirinç malzemeler kolayca kalıba dökülerek, ekstrüzyonla, haddelemeyle, çekerek, sıcak veya soğuk şekillendirme ile üretilebilirler. Bunun yanında pirinçler fiyat olarak seçilebilecek ucuz malzemelerdendir. Çok geniş bir alanda uygulama şansına sahiptir.
Pirinçten yarı mamuller, imalatçılardan ve stokçulardan ihtiyaç duyulduğu her zaman rahatlıkla temin edilebilir. Pirinç malzemeler darbe karşısında kıvılcım çıkartmazlar; bu nedenle kıvılcım çıkmasının tehlike oluşturduğu durumlarda pirinç malzemelerin kullanılması uygundur.
Önerilen Makale: Pirinç malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için
pirinç boru çubuk sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.
Pirinç Malzemelerin Özellikleri
Pirinç malzemeler, saf durumdaki fiziksel özellikleri bakır ve çinkonun oluşturmuş olduğu alaşımlardır. Çeşitli pirinç alaşımlarında az miktarda kurşun, silisyum, mangan, nikel ve alüminyum gibi alaşım elementlerini de görmek mümkündür. Alaşım elementleri alaşımın özelliklerini değiştirir. Örneğin az miktardaki alüminyum, alaşımın deniz korozyonuna karşı dayanımını, % 1-2 kurşun ilavesi ise talaşlı işlene bilirliğini artırır.
Pirinçler eşsiz birleşim özellikleriyle birçok parçanın imalatında kullanılabilen malzemelerdendir. İyi olan mukavemet ve süneklik çok iyi olan korozyon ve işlene bilirlik ile birleşince vazgeçilmez bir malzeme ortaya çıkmaktadır. Pirinç malzemenin seçilmesinin nedenleri aşağıda maddeler halinde verilmiştir. Bunlar;
• Mükemmel işlene bilirliğe sahiptir.
• İyi bir ısı ve elektrik iletkenliğine sahiptir.
• Özelliklerini kaybetmeden geri dönüşümü mümkündür.
• Sünektir ve dövülebilir.
• Kıvılcım çıkarmaz.
• İyi bir şekilde kaplanabilir.
• Birçok boyutlarda temin edilebilmesi mümkündür.
• İyi bir korozyon dayanımı vardır.
• Mukavemeti iyidir, bakırdan daha mukavemetlidir.
• İyi bir darbe dayanımı vardır.
• Güzel bir rengi vardır.
• Aşınma dayanımı iyidir.
• 200 °C'nin altında birçok fiziksel özelliklerini kaybetmez.
• Güneş ışığından zarar görmez.
• Fiyatı oldukça uygun olup bakırdan daha ucuzdur.
Pirinç malzemeler birçok yönden bakırdan daha üstündür.
Mukavemet
Pirinç malzemeler yumuşatılmış durumda sünek ve mukavemeti iyidir, haddeleme veya çekme gibi soğuk şekillendirme teknikleri ile sertleştirildiği zaman mukavemetleri önemli ölçüde artar.
Pirinçlerin mukavemeti 200 °C'nin altında önemli ölçüde değişmez, 300 °C civarında ise sadece % 30 azalır. Bu özellik pirinç malzemelere alternatif olarak kullanılabilecek birçok malzemede yoktur. Yüksek mukavemet gereken uygulamalar için yüksek mukavemetli pirinçler bulmak mümkündür. Bu tip pirinçler mukavemet artırıcı ilave alaşım elementleri içerirler.
Pirinçlerin özellikleri alaşımdaki çinko miktarına bağlıdır. Pirinçlerin mukavemeti alaşımdaki çinko miktarının artması ile yükselir ve maksimum değere yaklaşık % 40 çinko oranında ulaşır. Diğer taraftan pirinçlerin korozyon dayanımı ve sünekliği artan çinko miktarı ile azalır. Çinko oranının yaklaşık % 35 olduğu noktada mukavemet ve sünekliğin kombinasyonunun en iyi olduğu değere ulaşılır.
Elektrik ve Isı Özellikleri
Pirinçler iyi bir ısı ve elektrik iletkenliğine sahiptir. Yüksek ısı ve elektrik iletkenliği, yine çok iyi olan korozyon dayanımı ile birleşince ev ve endüstride kullanılan elektrik gereçlerinin yapımında pirinçleri seçilebilecek ideal bir malzeme yapar. Kondensatör ve ısı değiştiricilerinde kullandığında borularda iyi bir ısı iletkenliğinin olması istenildiği için pirinç malzemeler bu gibi kullanımlar için ön plana çıkar.
Süneklik ve Biçimlendirebilirlik
İçermiş olduğu bakır oranı % 63 den fazla olan pirinçler büyük ölçüde oda sıcaklığında şekillendirilebildiğinden presleme, derin çekme ve diğer soğuk şekillendirme yöntemleriyle karmaşık parçaların imalatında kullanılırlar. Eğer bakır oranı % 63'ün altında ise ve diğer alaşım elementlerini içermiyorsa oda sıcaklığındaki süneklik düşer fakat bu tip alaşımlar büyük ölçüde haddeleme, ekstrüzyon, dövme ve presleme yöntemleriyle sıcak olarak şekillendirilebilir.
Aşınma Dayanımı
Pirinç içerisinde alaşım elementi olarak bulunan kurşun pirince yağlama etkisi kazandırır. Bu nedenle saat gibi çeşitli araçların dişli, plaka gibi parçaları düşük sürtünme katsayı ve düşük aşınma özelliği sebebiyle pirinç malzemelerden seçilebilir.
Talaşlı İşlenebilirlik
Tüm pirinç malzemeler iyi işlenebilmekle birlikte, çok az miktarda kurşun içeren pirinçlerde işlenebilirlik biraz daha fazladır. Bu pirinçler iyi işlenebilir pirinçler olarak iyi bilinirler.
Yüksek işleme hızları ve işleme takımlarında düşük aşınma oranı üretim maliyetinin minimum olmasını sağlar. Uzun üretim hatları boyunca parçalar istenen toleranslarda rahatlıkla işlenebilir, bu da parça maliyetini düşüren diğer bir parametredir.
Korozyon Dayanımı
Pirinç malzemelerin korozyona karşı dayanımı son derece iyidir, bu özellik birçok uygulama için pirincin ilk seçim olmasını sağlar. Pirinç malzeme seçilerek korozyona karşı dayanan hem doğal hem de ekonomik olarak sağlanmış olmaktadır. Pirinçler atmosfere açık bir ortamda bulunduğu zaman malzemeyi korozyona karşı koruyacak yüzeyde çok ince bir tabaka oluşur. Fakat pirinçte meydana gelen yüzeydeki bu tabaka, bazı bakır çatı kaplamalarında çok sık olarak görülen ve malzeme yüzeyinde oluşan patina adı verilen ince yeşilimsi tabakadan farklıdır. Pirinç malzemeler sonsuza dek atmosfer korozyonundan etkilenmeden kalabilir. Çünkü pirinçler demir ve çelikler gibi paslanmaz. Uygun pirinç alaşımının seçilmesi durumunda deniz suyunda da korozyona uğramadan rahatlıkla kullanılabilir. Pirinçten yapılmış borular, burçlar, manşonlar, vanalar, merkezi ısıtmalar, deniz suyu hatları, buhar kondensatörleri uzun zamandan beri uygulamada yer bulmaktadır. Mangan içeren yüksek mukavemetli pirinçler özellikle atmosfer korozyonuna karşı son derece dayanıklıdır. Sürekli atmosfere açık olmanın bir sonucu olarak bu tür pirinçlerin rengi yavaş yavaş bronzun koyuluğuna dönüşür.
Maliyeti
Pirinç malzemelerin çok yakın toleranslarda kolayca işlenebilmesinden dolayı imalat maliyeti oldukça düşüktür. Bununla beraber pirinç malzemelerin talaşlı işlenmesi esnasında takımlarda meydana gelebilecek aşınma, bozulma miktarı oldukça düşük olduğundan imalat maliyeti ayrıca düşmektedir. Pirinçlerin korozyon dayanımının yüksek olmasından dolayı diğer birçok malzemede gerekli olan korozyondan koruma maliyetinden kaçınılmış olunur.
Diğer Özellikler
Pirinç malzemeler darbe karşısında kıvılcım çıkartmazla, bu nedenle kıvılcım çıkmasının tehlike oluşturduğu durumlarda bu durumu engellemek için pirinç malzemelerin kullanılması uygundur.
Bakır ve altın kolaylıkla ayırt edilebilen kendine özgü rengi olan iki metaldir. Pirinçlerin rengi ise içermiş olduğu çinko miktarına göre bakırın kırmızılığından sanırım çeşitli tonlarıma doğru değişir. % 60 bakır, % 40 çinko içeren pirinç alaşımları kuvvetli bir sarı renge sahip olur ve bu tip alaşımlar sarı metal olarak adlandırılır. Bu nedenle pirinçler estetik ve uzun ömrün gerektiği dekoratif uygulamalarda da çok kullanılırlar. Alüminyum içeren pirinçler kendine özgü parlak bir gümüşümsü renge, mangan içeren pirinçler ise bronzumsu bir renge sahiptir.
Pirinçlerin Kullanım Yerleri
Çok sayıda çeşidi bulunan pirinçler, yüksek mukavemeti, iyi bir atmosfer ve deniz korozyonu dayatma yanında yüksek elektrik ve ısı iletkenliğine de sahiptirler. Bu özelliklerin, güzel görünüşün ve kolay işlenebilirliğin gerekli olduğu birçok endüstriyel yerlerde kullanılırlar.
Pirinç malzemeler; metal para, madalya, mermi kovanı, süs eşyası, bilgisayar soketleri, yangın söndürme aksamı, çeşitli radyatörler, eşanjör boruları, pil kapsülleri, müzik aletleri, ışıklandırma aksesuarları, dekoratif eşyalar, pimler, perçinler, pompa gövde ve kanalları, hassas cihazlar tekniği, saat aksamları, elektrik bağlantı elemanları, genel amaçlı vidalı küçük parçalar yapımında, vb. kullanılır. Ayrıca alüminyum ve silisyum içerenleri yatak malzemesi olarak kullanılabilir.
Pirinç Malzeme Şekilleri
Pirinç malzemeler çok çeşitli yan mamul şekillerinde temin edilebilir. Farklı kimyasal bileşimdeki pirincin her türlü yarı mamulünü bulmak mümkün değildir. Bu nedenle tasarım aşamasında malzeme seçimi yapılırken dikkatli olunmalıdır. Pirinçlerin yarı mamulleri;
• İçi dolu veya boş ekstrüze edilmiş çubuklar,
• Hadde ile üretilmiş bant, sac, şeritler,
• Çeşitli boyutlarda üretilmiş borular, (bknz.
pirinç boru)
• Çeşitli çaplarda üretilmiş teller,
• Döküm yöntemiyle üretilmiş çeşitli parçalar şeklinde temin edilebilir.
