Медь и ее сплавы

Многие цветные металлы и их сплавы обладают рядом ценных качеств:

хорошей пластичностью, вязкостью, высокой электропро­водностью и теплопроводностью, коррозионной стойкостью и др.

Благодаря этим качествам цветные металлы и сплавы наряду с пластмассами в авиационной, электротехнической и радиотехни­ческой промышленности являются основными материалами.

Из цветных металлов в чистом виде и в виде сплавов широко ис­пользуют медь, свинец, алюминий, магний, цинк.

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, плотность 8,92 г/см3.

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 на медь установлены следующие марки (ГОСТ 859-66):

М00, М0, М1, М2,М3, М4. Чем больше цифра в марке меди, тем больше в ней примесей. Наиболее чистую электролитическую медь М00, М0, М1, содержащую 99,99%, 99,95% и 99,90% меди соот­ветственно, применяют для изготовления проводников тока и сплавов высокой чистоты. Для проводников тока также применяется медь М1.

Из медной проволоки делают обмотки трансформаторов, электри­ческих генераторов и двигателей и другие токоведущие детали. Медь М2 и МЗ идет на высококачественные полуфабрикаты на медной основе, прокатываемые и литейные сплавы. Наиболее загрязненная медь М4, содержащая 99,0 меди, предназначается для литейных бронз и различных не ответственных сплавов.

Медь в значительной части используется для получения сплавов на медной основе:

латуни, бронзы, медно-никелевых и других.

Эти сплавы обычно прочнее меди, имеют новые полезные свойства, почему их широко применяют в технике.

Латунь — сплав меди с цинком. 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 увеличивается до 32-65 кг/мм2, а относительное удлине­ние — до 65 %. Температура плавления латуни составляет 800 -1099°С. Чем больше в латуни цинка, тем ниже температура ее плавления, так как цинк имеет температуру плавления 419° С (т. е. значительно ниже, чем медь).

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.

Приняты следующие буквенные обозначения: Л — латунь, С — свинец, А — алюминий, Ж — железо, H — никель, Мц — марганец, О — олово, К — кремний. Цифрами обозначается среднее процентное содержание меди; например в латуни Л96 содержится 96% меди; в латуни Л062-1 содержится 62% меди и примерно 1 % олова, остальное цинк.

Свинцовистые латуни 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 др. (ГОСТ 5017-49).

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, БрОФ6,5- 0,15 обозначает марку оловянисто-фосфористой бронзы, содержащей 6-7 % олова и около 0/15 % фосфора. Фосфористая бронза применяется для изготовления вкладышей подшипников, червячных колес, а так­же деталей, находящихся в соприкосновении с морской водой.

Бронза БрОЦС6-6-3 применяется для изготовления машинной, водяной и паровой арматуры, а также гаек, втулок, поршней и т. д.