Сплавы цветных металлов

В автомобилестроении также применяются сплавы из цветных металлов, таких как медь, алюминий, цинк олово, свинец: свинец используют при производстве аккумуляторных батарей; из меди изготавливают электрические провода; цинк и олово используют соответственно для покрытия поверхностей черных металлов (оцинкование) и поверхностей жести (лужение). Сплавы цветных металлов изменяют их свойства и применяются при изготовлении различных деталей.

Медь и ее сплавы

Медь обладает хорошей пластичностью и достаточной прочностью, а по электропроводности уступает только серебру. Она относительно легко поддается пайке и сварке, а также обладает удовлетворительной стойкостью к окружающей среде.

Основной недостаток меди — ее дефицитность.

Примеси оказывают значительное влияние на свойства меди, в частности на ее электропроводность. Марки технической меди (содержание меди): М00 (99,99 %); МО (99,95 %); Ml (99,90 %); М2 (99,70 %); М3 (99,5 %) и М4 (99,0 %). В их составах содержится некоторое количество примесей. Техническую медь используют в виде листов, труб, проволоки. Медь применяют в случаях, когда необходимы высокая электро- и теплопроводность. Для проводников электрического тока применяют медь марок МО и Ml, а в электронике и электротехнике — бескислородную медь МОб или вакуумную медь М00. Бескислородная медь обладает более высокой пластичностью. Медь марки М3 используют для изготовления маслопроводов, испарителей, емкостей варочной аппаратуры.

Медные сплавы могут быть литейными и деформируемыми, термически упрочняемыми и неупрочняемыми. По химическому составу их подразделяют на латуни и бронзы.

Латунь сплав меди с цинком. Для повышения механических и других свойств в нее могут входить олово, свинец, кремний, магний, никель, алюминий, железо.

Маркировка. В обозначение латуни входит буква «Л»; затем буквы, указывающие на присутствие легирующих химических элементов, и цифры, указывающие примерное их содержание в процентах. Химические элементы обозначаются: А — алюминий; О — олово; Ц — цинк; Мц — марганец; Мг — магний; Ж — железо; Б — бериллий; X — хром; Ф — фосфор; С — свинец. Содержание цинка определяется разностью суммы других химических элементов, входящих в сплав, от 100. Например, латунь ЛН65-5 легирована (5 % N1) и содержит 65 % меди, следовательно, цинка содержится 100 - (65 + 5) = 30 %.

В технике большое распространение получили бинарные и многокомпонентные латуни благодаря высоким технологическим и механическим свойствам.

Латуни очень пластичны, хорошо поддаются горячей и холодной обработке. Свинец вводят в латуни специально, так как он способствует улучшению обрабатываемости латуней резанием при комнатных температурах. Коррозионную стойкость улучшают присадки алюминия, олова, никеля и марганца. Прочность наиболее эффективно повышают добавки алюминия и олова, в меньшей степени — марганец и кремний. Железо и никель снижают прочность и увеличивают деформируемость сплавов, богатых медью.

К числу деформируемых латуней относят марки Л96, Л85, Л70, Л090-1, Л060-1, ЛА77-2, ЛМц59-1, ЛС74-3. Они легко деформируются, поэтому их применяют для изготовления штампуемых деталей, лент, проволоки, трубок и т. д. Латунь Л63 используют для изготовления деталей холодильного оборудования, автомобилей, пружин, прокладок; латуни Л62 и Л68 — для труб теплообменных аппаратов в пищевом машиностроении. Латуни, легированные оловом, отличаются более высокой коррозионной стойкостью к морской воде, чем кремнистые латуни (ЛК80-3), которые, в свою очередь, прочнее и более коррозионностойки по сравнению с простыми латунями. Железомарганцовистая латунь (ЛЖМц59-1-1) отличается высокой прочностью и вязкостью, высокими антифрикционными свойствами, высокой коррозионной стойкостью к морской воде и окружающей среде. Для вытачивания деталей на станках используют свинцовые латуни (ЛС59-1, ЛС63-3, ЛС64-2). Латунь ЛС59 называется автоматной, поскольку хорошо обрабатывается на станках-автоматах. В автомобильной промышленности латуни применяют для изготовления зубчатых и червячных передач, подшипников скольжения, трубопроводов, топливного оборудования, а также деталей, работающих в агрессивных средах.

Литейные латуни (ЛД67-2.5, ЛАЖМцбб-6-3-2; ЛМцОС58-2-2-2; ЛМцЖ55-3-1) отличаются от деформируемых более высокими механическими свойствами. Многие из них обладают высокими антифрикционными свойствами. В обозначениях литейных латуней в конце стоит буква «Л». Например, ЛС59-1Л — литейная, содержит 59 % Си и 1 % РЬ. Латунь ЛК80-ЗЛ используют для отливок деталей сложной конфигурации, работающих в агрессивных средах (детали насосов, зубчатых колес, арматура, детали узлов трения).

Бронзы сплавы меди с оловом, бериллием, алюминием, кремнием, свинцом. В их состав могут входить также никель, марганец и другие химические элементы.

В зависимости от легирующего химического элемента бронзы могут быть оловянистыми, алюминиевыми, бериллиевыми и кремнистыми, марганцовистыми, свинцовистыми и др. Наиболее широкое распространение получили первые три вида бронз. Широко используют также многокомпонентные бронзы. Применяют сплавы, содержание олова в которых не превышает 10—12 %, так как при более высоком его содержании бронзы становятся хрупкими.

По коррозионной стойкости оловянистые бронзы превосходят и медь и латуни. Их легируют такими химическими элементами, как Тп, Ре, Р, РЬ, N1. Примеси (висмут, мышьяк, сера и сурьма), оказывающие вредное воздействие, ухудшают свойства и деформируемых бронз. Цинк улучшает технологические свойства бронзы и снижает ее стоимость. Присадка никеля повышает коррозионную стойкость сплава, а также прочностные и антифрикционные его характеристики. Сплавы, легированные свинцом, легко обрабатываются резанием и имеют повышенные антифрикционные свойства. Из деформируемых бронз изготовляют пружины, мембраны, антифрикционные детали.

Маркировка. Бронзы обозначают аналогично латуни. После букв «Бр» следуют буквы, обозначающие химические элементы, входящие в их состав, и их процентное содержание. Например, оловянистая бронза БрОЦС5-5-5 содержит олова 5 %, цинка 5 %, свинца 5 % и меди 85 %. Бронзу БрОЦС-3-12-5 используют для изготовления деталей, работающих под давлением. Бронзы ВрАЖ-9-4 и БрАЖС-10-3-1,5 используют как заменители дефицитных оловянистых бронз для изготовления паропроводной арматуры высоких и низких давлений, зубчатых колес, кранов, клапанов, втулок, вкладышей и деталей оборудования пищевой промышленности.

Литейные оловянистые бронзы делятся на машинные (БрОЗЦ12С5, БрОЗЦ7С5Ш), предназначенные для фасонного литья деталей машин, и антифрикционные (Бр05Ц5С5, Бр04Ц4С17) — с высоким сопротивлением истиранию. Машинные бронзы характеризуются высокими механическими свойствами, коррозионной стойкостью. Антифрикционные бронзы применяют для изготовления подшипников скольжения, в частности коленчатых валов дизелей.

Алюминиевые бронзы все больше вытесняют оловянистые, так как превосходят их по многим свойствам. Оптимальными свойствами обладают сплавы с 5—8%-ным содержанием алюминия. Алюминиевые бронзы имеют высокую коррозионную стойкость, хорошие механические свойства и обрабатываемость. Для улучшения механических и антифрикционных свойств алюминиевые бронзы легируют железом и марганцем. Дополнительно сплавы могут упрочняться закалкой и старением.

Литейную бронзу БрА10Ж4Н4 используют для изготовления ответственных высоконагруженных деталей (направляющих, втулок, седл клапанов, зубчатых колес)технологического оборудования, работающих при температурах до 500 °С и в контакте с агрессивными средами.

Бериллиевые бронзы обладают уникальным сочетанием свойств. При сохранении положительных свойств, присущих бронзам, они обладают прочностью легированных сталей. Содержание бериллия в бронзах варьируется от 1,5 до 2,5 %, оптимальными же свойствами обладают сплавы с 2 % Ве. При большем содержании бериллия прочность сплава растет, а пластичность резко снижается. Широкое применение бериллиевых бронз сдерживается их высокой стоимостью и дефицитностью бериллия. Бронзы БрБ2, БрБНТ1,7 и БрБНТ1,9 используют для изготовления пружин, мембран, пружинных контактов, а также в электронной технике.

Кроме бериллиевых бронз, для изготовления пружин и пружинных контактов применяют кремнистые бронзы. Бронзы БрКН1-3, БрКМцЗ-1 обладают высокими упругими, антифрикционными и коррозионностойкими свойствами. Бронза БрКМцЗ-1 хорошо обрабатывается как в горячем, так и в холодном состоянии. Хорошие механические, антифрикционные свойства и коррозионная стойкость позволяют использовать ее для ответственных деталей в моторостроении.

Марганец значительно повышает прочность бронзы, не снижая ее пластичности, и улучшает коррозионную стойкость. Марганцовистые бронзы намного дешевле оловянистых, их легируют алюминием, никелем, железом, кремнием и свинцом. Железо, никель и кремний повышают твердость и прочность, алюминий улучшает литейные свойства (этим же отличается и кремний), свинец вводят для лучшей обрабатываемости резанием этих бронз. Свинец улучшает антифрикционные свойства. Наиболее широко в промышленности используют бронзу БрМц5, которая отличается высокой коррозионной стойкостью и механическими свойствами при повышенных температурах.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >