ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И ИХ СПЛАВЫ

В современном машиностроении цветные металлы и их сплавы находят широкое применение, а в некоторых областях, например самолетостроении, радио– и электротехнике, являются основными материалами. Чаще всего применяются сплавы из меди, свинца, олова, алюминия, магния, цинка.

Медь и ее сплавы

Медь по своему значению в машиностроении является наиболее ценным техническим материалом. Она хорошо сплавляется с большинством металлов. Медь в чистом виде имеет красный цвет, чем больше в ней примесей, тем грубее и темнее излом. Температура плавления меди 1083° С, удельный вес8,92 Г/см.

Медь хорошо проводит электричество и тепло, уступая в этом отношении только серебру, ее используют для изготовления электрических проводов, деталей электрооборудования, холодильных установок и т. д.; отличается хорошей коррозионной стойкостью, поэтому широко применяется в химическом машиностроении и теплотехнике. Медь – очень вязкий металл, трудно поддается обработке резанием, так как стружка налипает на режущий инструмент. Для изготовления деталей машин чистая медь почти не применяется из–за низкой механической прочности.

В зависимости от чистоты предусмотрено пять марок меди: МО, Ml, М2, МЗ, М4 (ГОСТ 859–41). В наиболее чистой меди (марка МО) общее количество примесей не должно превышать 0,05%. Наибольшее количество примесей (до 1%) содержит медь марки М4.

Медь марки МО (электролитическая) предназначается для изготовления проводников тока и сплавов высокой чистоты, МЗ – для проката и литейных медных сплавов (кроме бронзы), а медь марки М4 – для литейных бронз и паяния.

Значительная часть меди используется для изготовления сплавов на медной основе: латуни, бронзы, медно–никелевых сплавов. Эти сплавы прочнее чистой меди, их часто применяют в технике (коррозионностойкие детали).

Латунь представляет собой сплав меди с цинком. Процентное содержание цинка в сплаве может колебаться в широких пределах и оказывает влияние как на механические свойства, так и на цвет латуни. С увеличением содержания цинка до 45% механические свойства латуни улучшаются, предел прочности возрастает до 32–65 кГ/мм², а относительное удлинение – до 65%.

Температура плавления латуней колеблется в пределах 800–1099° С. Чем больше, в латуни цинка, тем ниже температура ее плавления.

В состав латуней, кроме меди и цинка, вводят алюминий, никель, железо, марганец, олово и кремний. Такие латуни называются специальными, эти добавки сообщают сплавам латуни повышенную прочность, твердость, антикоррозионную стойкость, улучшают литейные свойства.

По ГОСТ 1019–47 для них приняты следующие буквенные обозначения: Л – латунь, С – свинец, А – алюминий, Ж – же­лезо, Н – никель, М – марганец, О – олово, К – кремний. Цифрами обозначается среднее процентное содержание меди; например в латуни марки Л96 содержится 96% меди; в марке Л062–1 содержится 62% меди и примерно 1% олова, остальное цинк.

Свинцовистые латуни марок ЛС59–1, ЛС60–1, ЛС63–3, ЛС64–2, ЛС74–3 обладают высокими механическими свойствами, хорошо обрабатываются резанием и штампуются; ЛС62–1, ЛС70–1 обладают высокими антикоррозионными свойствами в морской воде, хорошо обрабатываются в горячем состоянии. Эти латуни нахо­дят широкое применение в судостроении.

Бронзы представляют собой сплавы меди с любым другим металлом–свинцом, алюминием, кремнием, оловом, марганцем, никелем, железом, кроме цинка.

Бронзы обладают хорошими литейными и антифрикционными свойствами, высокой прочностью и твердостью, коррозионной стойкостью и хорошо обрабатываются резанием; при небольшом содержании легирующих элементов бронзы обрабатываются давлением.

В зависимости от состава бронзы делятся на оловянные и безоловянные (специальные), к которым относятся алюминие­вая, кремнистая, свинцовистая и другие бронзы.

Маркировка бронз та же, что и для латуней: буквы Бр.– бронза, дальше начальные буквы названий тех основных элементов, которые входят в состав сплава, а цифры, стоящие за буквами, соответственно обозначают их процентное содержание в бронзе. Например, Бр.0Ф6,5–4 обозначает марку оловянисто–фосфористой бронзы, содержащей б–7% олова и около 4% фосфора. Фосфористая бронза применяется для изготовления вкладышей подшипников, червячных колес, а также деталей, находящихся в соприкосновении с морской водой.

Бронза Бр.ОЦС–б–б–З применяется для изготовления машинной, водяной и паровой арматуры, а также гаек, втулок, поршней насосов и т. д.