2.3. Медные сплавы
Медные сплавы применяют для изготовления деталей, работающих в условиях трения, обладающих устойчивостью против коррозии во влажной атмосфере, в морской воде. Эти сплавы имеют хорошие литейные свойства.
Бронза — сплав меди с оловом, алюминием, свинцом, марганцем и другими элементами. Сплавы меди с 5—13% олова называют оловянными бронзами. Сплавы меди с алюминием, свинцом, марганцем и другими элементами составляют группу безоловянных или специальных бронз (алюминиевые, свинцовые, марганцевые).
Оловянные бронзы (табл. 2.6) обладают хорошей жидкотекучестью, высоким сопротивлением изнашиванию и действию воды. К их недостаткам относятся: низкая прочность при повышенных температурах, склонность к образованию усадочной пористости в толстых сечениях отливки и высокая стоимость (из-за наличия дорогостоящего компонента — олова). Безоловянные бронзы (табл. 2.7) дешевле, обладают большой прочностью, коррозионной стойкостью, но имеют большую усадку. Отливки из них получаются неплотными, с усадочными раковинами.
Таблица 2.6. Оловянистые бронзы
Марка бронзы | Механические свойства | Назначение | |
σв, Н/мм2 | δ, % | ||
Бр 010 | 25 | 5 | Сложное литье, шестерни, подшипники |
Бр 03Ц7С5Н1 | 20 | 10 | Водная и шаровая арматура, шестерни |
Бр 05Ц5С5 | 17 | 8 |
Таблица 2.7. Безоловянистые бронзы
Марка бронзы | Механические свойства | Назначение | |
σв, Н/мм2 | δ, % | ||
Бр А7 | 42 | 70 | Для мелких ответственных деталей типа втулок, направляющих фланцев, шестерен и др. |
Бр А9 | 50 | 55 | |
Бр А9 ЖЗЛ | 65 | 40 | |
Бр КЧЦ4 | 65 | 40 | Используется как заменитель оловянистых бронз |
Бр Б2 | 50 | 30 | Для изготовления ответственных пружин, мембран и др. |
Бр С30 | 50 | 30 | Для деталей антифрикционного назначения |
Бр С60Н2,5 | 50 | 30 |
Применяемые в литейном производстве бронзы различают по маркам. Слово бронза в марке обозначается ее двумя начальными буквами Бр, после которых ставятся начальные буквы содержащихся в сплаве (кроме меди) элементов (О — олово, А — алюминий, С — свинец, Мц — марганец, Ж — железо и т. д.). За обозначениями элементов ставятся цифры, показывающие процентное содержание этих элементов, например в бронзе марки Бр О6Ц6С3 содержится 6 % олова, 6 % цинка, 3 % свинца. Содержание меди в марке не показывается, ее определяют вычитанием из 100% суммы процентного содержания в бронзе других элементов.
Латунь — сплав меди с цинком (до 50 %), часто с добавлением свинца, олова, алюминия и других элементов. Латунь дешевле бронзы, так как меньше содержит дорогостоящего элемента — олова. Отливки из латуни имеют более плотную структуру, так как сплав менее склонен к образованию газовой пористости. Латуни различают по маркам. В марке латунь обозначается начальной буквой Л, за ней следуют начальные буквы названий компонентов, входящих в состав латуни (А — алюминий, Ж — железо, Мц — марганец и т. д.). После букв в марке стоят цифры, показывающие процентное содержание цинка и других входящих в сплав компонентов. Содержание меди определяется вычитанием из 100% суммы процентного содержания цинка и других элементов. Например, в латуни марки Л Ц38Мц2С2 содержится 38 % цинка, 2 % марганца, 2 % свинца, 58 % меди. Для фасонных отливок наиболее распространенными марками латуней являются Л ЦЗОАЗ, Л Ц38Мц2С2, Л Ц16К4. Марки латуней приведены в таблице 2.8.
Таблица 2.8. Марки литейных медно-цинковых сплавов (латуней)
Наименование сплава латуни | Марка | Назначение |
Свинцовая | ЛЦ 40С | Для фасонного литья в песчаные формы |
Марганцевая | ЛЦ 40Мц1,5 | Для деталей узлов трения со спокойной нагрузкой, изготовляемых в песчаных формах |
Марганцево-железная | МЦ 40Мц3К | Для массивных деталей морского судостроения, работающих при температуре до 300ºС |
Марганцево-алюминиевая | ЛЦ 40 Мц3А | Для деталей простой конфигурации |
Марганцево-свинцовая | Лц 38Мц2Ц2 | Для конструкционных деталей антифрикционного назначения |
Алюминиевая | ЛЦ 30А3 | Для коррозионно-стойких деталей |
Алюминиевая-железо-марганцевая | ЛЦ 23АЖ3Мц2 | Для изготовления ответственных деталей |
Кремнистая | ЛЦ 16КЧ | Для шестерен, узлов трения, штуперов, работающих при температурах до 250ºС |