Кольорові метали

Кольорові метали поділяються на благородні, легкі, важкі та рідкісні;

Благородні метали — золото, платина, срібло та ін.— засто­совують у техніці переважно у вигляді сплавів.

До легких металів належать алюміній, титан, магній, берилій та ін.

До важких металів належать свинець, мідь, цинк, нікель, кобальт, марганець, сурма, олово, хром, вісмут, ртуть та миш’як. У чистому вигляді використовують мідь, цинк, нікель, олово, свинець і частково кобальт. Ці метали випускають у вигляді напівфабрикатів: листів, прутків, дроту, труб.

Мідь — метал червонуватого кольору, дуже пластичний, має високу електро та теплопровідність.

З міді виготовляють різні провідники струму, вироби, які по­винні мати високу тепло та електропровідність.

Цинк має сріблясто-білий колір, застосовується для виготов­лення спеціальних сплавів, а також припоїв та гальванічних еле­ментів.

З цинку виробляють друкарські кліше, гальванічні елементи, а також використовують його для відливання деталей під тиском.

З нікелю виготовляють деталі для приладів і хімічної апаратури. Він хімічнотривкий, міцний, намагнічується.

Олово має сріблясто-білий колір, стійке проти корозії, тому його використовують як захисне покриття. Оловом покривають стальні листи. Сплави з оловом використовують для паяння. Олово марки 02 застосовують для припоїв, лудіння посуду та виготовлення анти­фрикційного сплаву — бабіту.

Свинець має світло-сірий, навіть трохи синюватий колір. Він досить кислототривкий, має високу пластичність. Його застосо­вують для акумуляторів, фарб, для захисту від радіоактивного випромінювання (у рентгенівських установках та на атом­них електростанціях). Свинець марки С4 використовують для при­поїв, виготовлення бабіту та виробництва труб.

Вольфрам, молібден, тантал, ванадій, селен, телур, індій, гер­маній, церій, цирконій — це рідкісні метали. Вольфрам та моліб­ден—тугоплавкі, мають велику електропровідність. З них виго­товляють нагрівальні елементи, деталі для радіоламп та електро­ламп.

З танталу що є дуже твердим, роблять деталі приладів, хірур­гічні та зуболікарські інструменти.

Алюміній — метал сріблястобілого кольору, значно легший за інші метали. Добре проводить тепло, електричний струм, має високу пластичність. Алюміній марки АО застосовується для ви­готовлення електричних кабелів, спеціальних сплавів. Алюміній марок ABl і АВ2 застосовують для виготовлення хімічної апара­тури та ін.

Інші кольорові метали у чистому вигляді майже не застосову­ють, а марганець, нікель, магній вживають як домішки для ви­плавки спеціальних сплавів та легованої сталі.

Сплави кольорових металів

У машинобудуванні найбільш по­ширені сплави кольорових металів, в яких основними металами є алюміній, нікель і мідь. Сплави, де основним елементом є мідь, поділяються на дві основні групи: латунь і бронзу.

Латунь — це сплав міді з цинком. Її застосовують для виготов­лення багатьох деталей машин і механізмів. Якщо в латуні цинку не більше 10%, то така латунь називається томпаком. Латунь позна­чають буквою Л. Так, наприклад, марка ЛА57-3-1 означає, що ла­тунь містить міді — 57%,марганцю — 3%,алюмінію— 1 % і цинку — 39%. Латунь, що містить багато міді, має велику в’язкість, добре витягується у холодному стані, але її погано обробляти різальним інструментом. Латунь марки Л68-32 застосовують для виготовлен­ня листів, дроту; її добре обробляти як у гарячому, так і в холод­ному стані. Латунь з домішкою алюмінію марки ЛА67-2-5 застосо­вують для виготовлення деталей машин, які повинні бути антикоро­зійними.

Бронзою називають сплав міді з оловом. Якщо ж в сплаві з мід­дю бувають якісь інші елементи, такі сплави називають без олов’янистими бронзами.

Антикорозійні бронзи мають добрі механічні властивості, їх легко відливати. Позначають бронзи двома буквами Бр, наприклад, марка БрОЦСН 3-7-5-1 означає, що бронза має в своєму складі 3% олова, 7% цинку, 5% свинцю, 1 % нікелю і 84% міді.

Найбільшого поширення в машинобудуванні набули олов’яни- сті бронзи. Бронзу марки БрОС 8-12 застосовують для заливки підшипників.

Бронза на алюмінійовій основі краще протидіє корозії, ніж олов’яниста, і має краші механічні властивості. У промисловості найбільш поширена алюмінійова бронза марки БрАЖ 9-4, її застосовують для виготовлення фасонного литва, зубчастих коліс, пру­тів та поковок.

Кременисті бронзи мають високу пластичність, добре протидіють корозії. Ці бронзи ідуть на виготовлення пружин для точних апа­ратів, дроту, листів, стрічок та ін.

Свинцевисті бронзи застосовують при виготовленні підшипни­ків, які працюють під великим навантаженням. Такі бронзи добре протидіють тертю, або, як кажуть, мають хороші антифрикційні властивості. Підшипники для дизелів, турбін та інших машин, які працюють з великою кількістю обертів, виготовляють з бронзи марки БрС 30.

Для виготовлення деталей точних механізмів — вимикачів, компасів та інших приладів — застосовують бронзу з домішкою берилію. Ця бронза має велику міцність, добре протидіє корозії і не намагнічується.

Бронзу з домішкою кадмію вживають на виготовлення телеграф­ного, телефонного та тролейбусного дроту. Вона дуже міцна і має високу електропровідність.

Для виготовлення зварних деталей застосовують бронзу з до­мішками магнію та марганцю.

Сплави з алюмінієвою основою

У машинобудуванні, особливо в авіаційній промисловості, широко використовують дюралюміній. Це сплав алюмінію та міді з магнієм, марганцем. Він добре проти­діє корозії, має високі механічні властивості.

Сплав алюмінію з кремнієм називають силуміном. Він містить до 14% кремнію. Силумін добре заповнює ливарні форми, має малу усадку, значну міцність і твердість. Силумін широко застосовують для виготовлення деталей в електропромисловості та у суднобудів­ній справі.

В авіаційній промисловості часто вживають сплави магнію з алюмінієм та марганцем; крім того, ці сплави завдяки їх незначній питомій вазі і легкій обробці на верстатах широко застосовують для виготовлення деталей двигунів, оптичних приладів і точних механізмів.

Бабіти

Для заливки підшипників застосовують сплав на свин­цевій або олов’яній основі — бабіт. Він найкраще протидіє тертю і є основним антифрикційним сплавом у машинобудуванні

Бабіти бувають: свинцеві (81% свинцю); олов’яні (не мен­ше 72% олова); олов’яно-свинцеві (до 17% олова та до 72% свинцю).

Бабіти позначають буквою Б і цифрами. Так, наприклад, бабіт марки Б-83 має 83% олова. Його використовують для заливки під­шипників двигунів, турбін та інших відповідальних машин. Бабіт марки Б-16 застосовують для заливки підшипників електродвигу­нів, верстатів і т. п.

У машинобудуванні для швидкісної обробки металу широко застосовують тверді сплави: металокерамічні та литі.

Ці сплави дуже міцні, зносостійкі, зберігають свої властивості при високій температурі (до 500—1000°), а також мають високу хімічну стійкість проти впливу кислот і лугів. Тверді сплави засто­совують для виготовлення високостійкого різального, пресового та бурового інструмента, а також для підвищення зносостійкості від­повідальних деталей машин (зубці ковшів екскаватора, щоки ка­менедробарок та ін.).

Тверді сплави виплавляють у тигельних або електричних печах. Найчастіше застосовують (як більш дешевий) литий сплав — сормайт, що складається з 54% заліза, ЗС% хрому, 8% нікелю, 4% вуглецю і 4% кремнію.

Часто застосовують також і стеліт, що складається з кобальту (45—60%), хрому (20—35%), вольфраму (4,5—20%), вуглецю (2%), заліза (3%) і кремнію (2%).

Запитання для повторення

  1. На які основні групи поділяються кольорові метали?
  2. У яких виробництвах застосовують мідь, цинк, алюміній, олово, свинець?
  3. Які кольорові сплави найбільш поширені у промисловості?
  4. Що таке бронза?
  5. Що таке латунь?
  6. Які бронзи застосовують в промисловості?
  7. Яка бронза добре протидіє корозії і має підвищені механічні властивості ?
  8. З якого сплаву виготовляють телефонний і телеграфний дріт?
  9. Що таке силумін і де його застосовують?
  10. З якою метою застосовують антифрикційні сплави у машинобудуванні ?
  11. Де застосовують бабіт марок Б-83 і Б-16 в машинобудуванні?