В настоящее время цветные металлы и сплавы на их основе находят весьма широкое применение. Наибольшее применение получили сплавы на основе меди, алюминия, магния. Указанные металлы в чистом виде в промыш­ленности не применяют, но технически чистые, содержащие небольшое количество примесей, используют достаточно часто.

Медь - мягкий металл обладает хорошей пластич­ностью и коррозионной стойкостью высокой электро- и теплопроводностью. Технически чистая медь выпу­скается десяти марок: М000, М00, МО, М01 и др. (ГОСТ 859 - 66). Все примеси снижают электропроводность меди.

Медь выпускают в виде листов, лент нормальной, и повышенной точности, проволоки, прутков разного се­чения. Медь является основой важнейших сплавов - ла­туней и бронз. Сплавы меди с цинком называют латунями, а сплавы со всеми другими элементами - оловом, алюминием, бериллием и др.- бронзами.

Чем больше в латуни цинка, тем выше ее прочность и ниже пластичность.

Наиболее пластичными являются латуни, содержащие цинка 30%. С повышением содержания цинка в латуни до 42 - 45% она приобретает высокую механическую прочность, но становится хрупкой. Поэтому латуни с со­держанием цинка более 45% практически не применяют.

Латуни делятся на простые (двойные) нелегированные и специальные сложные (многокомпонентные), которые легируются никелем, оловом, железом и т. д.

Латуни маркируются буквой Л и цифрами, характери­зующими процентное содержание в них меди, например Л63 (63% меди). В маркировку специальных латуней вво­дятся дополнительно буквы, соответствующие примесям, и цифры, характеризующие их процентное содержание.

Стандартом предусмотрен выпуск ряда марок латуни, в частности Л59, Л62, которые хорошо обрабатываются резанием, имеют высокую прочность, но недостаточно стойки против коррозии. Другая группа латуней имеет большую пластичность, благодаря чему обеспечивается возможность получать из них заготовки штамповкой и другими методами обработки давлением. К таким от­носятся латуни марок: Л60, Л63, Л68, Л70 (ГОСТ 15527-70).

Для лучшей обрабатываемости резанием в латунь до­бавляют 1,0 - 2,0% свинца (латунь свинцовая ЛС59-1), а для повышения коррозионной стойкости - до 1,5% олова. ГОСТ 15527 - 70 предусматривает выпуск специ­альных латуней: алюминиевой ЛА77-2, алюминиево-железной ЛАЖ 60-1-1, марганцевой ЛМцА57, никелевой ЛН65-5 и др.

Латуни различных марок, в частности Л62, Л68, по­ставляются потребителям в виде проката круглого, ква­дратного и шестигранного сечения, проволоки.

Бронзы обладают хорошими литейными и антифрик­ционными свойствами, коррозионной стойкостью. Заго­товки из бронз получают литьем, штамповкой и механи­ческой обработкой.

Наибольшее применение находят литейные оловян­ные бронзы (ГОСТ 613 - 79), содержание олова в ко­торых менее 6%, и бронзы оловянные (ГОСТ 5017 - 74), обрабатываемые давлением, которые содержат олова бо­лее 6%. К последним относятся бронзы марок: БрОФ6,5-0,15; БрОЦ4-3; БрОЦС4-4-2,5; БрОФ4,0-0,25.

Литейные оловянные бронзы, например, БрОЦС4-4-17, БрОЦСЗ,5-7-5 и другие применяют для из­готовления втулок, вкладышей подшипников, всевозмож­ной арматуры, работающей в тяжелых условиях, так как они обладают высокими антифрикционными и антикор­розионными свойствами; имеют большую пористость и малую усадку (менее 1 %).

Значительное распространение получили безоло­вянные бронзы, т. е. сплавы меди с алюминием, свинцом, никелем, бериллием и другими компонентами, которые по сравнению с оловянными имеют лучшие механические свойства, а в отдельных случаях высокие жидкотекучесть и химическую стойкость.

ГОСТ 493 - 79 предусматривает выпуск десяти марок безоловянных литейных бронз, в частности БрАМц9-2Л, БрСЗО и т. д. Все эти бронзы применяют для изготовле­ния антифрикционных деталей и арматуры, а бронзу марки БрА10Ж4Н4Л - для деталей химического и пище­вого оборудования, деталей, работающих при повы­шенных температурах.

Широко используются в народном хозяйстве сплавы меди с никелем - мелъхиоры, иногда с небольшими до­бавками железа и марганца, а также меди с цинком и ни­келем (иногда с добавлением кобальта) - нейзильберы. Мельхиоры отличаются высокой химической стойкостью в морской воде, растворах солей, органических кислотах, они весьма пластичны. Их применяют в морском судо­строении, для изготовления разменной монеты, медицин­ского инструмента, деталей аппаратуры точной механики и др. Нейзильберы обладают высокими прочностью и коррозионной стойкостью. Они используются в про­изводстве точных приборов, часов и т. д.

В сборочном производстве при выполнении операций пайки широко используются в качестве тугоплавких при­поев медно-цинковые сплавы, марки которых устанавли­вает ГОСТ 23855-79.

Алюминий. Благодаря ряду положительных свойств алюминия и большого количества его в земной коре (до 7,45%) он широко применяется в производстве в виде различных сплавов. Чистый алюминий из-за высо­кой химической активности в природе не встречается и в технике не применяется.

Алюминий - мягкий металл серебристо-белого цвета. Имеет высокие электро- и теплопроводность, большую скрытую теплоту плавления. Технически чистый алюми­ний выпускается нескольких марок (ГОСТ 11069 - 64) и применяется в основном для изготовления радиоэлек­тронной аппаратуры (электролитических конденсаторов, фольги и др.). Сплавы алюминия применяются практиче­ски во всех отраслях промышленности (авиационной, ракетостроительной, приборостроительной и др.). Наиболь­шее применение имеют сплавы алюминия с кремнием, магнием и медью (литейные и деформируемые).

Лучшим деформируемым сплавом на алюминиево-медной основе является дюралюминий (ГОСТ 4784 - 65), выпускаемый четырех марок: Д1, Д6, Д16 и Д18. Дюр­алюминий, имея малую плотность (2,85 г/см 3), обладает высокими механическими свойствами, не уступающими свойствам низкоуглеродистых сталей. Свойства дюралю­миния повышаются с проведением закалки и старения сплава.

Другой группой деформируемых алюминиевых спла­вов являются сплавы на основе алюминий - медь - кремний с добавлением магния и марганца (марки АК1, АК6, АК8 и др.), имеющие хорошую пластичность в го­рячем состоянии и применяемые для изготовления штам­повок, поковок сложной формы. При легировании подобных сплавов никелем, титаном, железом (напри­мер, марки АК2, АК4) повышается их жаропрочность (до 200-300 °С).

Марки литейных алюминиевых сплавов устанавли­вает ГОСТ 2685 - 71. Они маркируются буквами АЛ (А - алюминий, Л - литейный) и цифрами, указывающи­ми порядковый номер сплава АЛ1, АЛ2 и т. д. до АЛ 13. Литейные сплавы делятся на три группы в зависимости от их основы: алюминий - магний, алюминий - кремний и алюминий - медь. Все они отличаются хорошей жидкотекучестью, достаточно высокими механическими свойствами и малой усадкой.

Лучшими литейными сплавами являются силумины (на основе алюминий - кремний), из которых изгото­вляют детали различных приборов и радиоаппаратов, корпуса турбонасосных агрегатов и др. В литейные сплавы иногда вводятся легирующие элементы - титан, марганец.

Иногда применяют спеченные сплавы стандартного состава, полученные из порошков (САС), и сплавы из спе­ченной алюминиевой пудры (САЛ). К порошковым спла­вам относятся, в частности, сплавы марок Д16П, АК4П.

Магний быстро окисляется на воздухе, имеет весьма низкие механические свойства. Поэтому как конструк­ционный материал он не применяется, а вводится в каче­стве компонента в сплавы. Магниевые сплавы делятся на деформируемые и литейные. Деформируемые магниевые сплавы: MAI, MA2, МАЗ и т. д. - выпускаются в виде \ прутков, листов и другого сортамента.

Магниевое литье (сплавы марок МЛ5, МЛ6) широко используется в авиационной и приборостроительной тех­нике для изготовления деталей самолетов, двигателей, корпусов приборов. Широкое применение магниевого литья объясняется, в частности, малой плотностью магния, что обеспечивает получение деталей малой массы.

Титан - малопрочный серебристо-серый металл, в чистом виде в технике не применяется. Технически чистый титан с малым количеством примесей (железа, кремния, углерода и др.) выпускается двух марок ВТ 1-00 и ВТ 1-0. Введение в титан различных компонентов позво­ляет получать требуемые свойства сплавов. ГОСТ 19807 - 74 регламентирует выпуск 17 марок титана и его сплавов (с алюминием, марганцем, молибденом, цирко­нием и др.), из которых заготовки деталей получают обработкой давлением. Основными марками титановых сплавов являются: ВТ5-1, ОТ4-1, ВТ14, ВТ22 и другие, обладающие высокой прочностью, коррозионной стой­костью, в отдельных случаях жаропрочностью и терми­ческой стабильностью.

Применяют также литейные титановые сплавы (ВТ5Л, ВТ21Л и др.), обеспечивающие высокую плотность отли­вок. Эти сплавы дают малую линейную усадку, не под­вержены образованию трещин в горячем состоянии, что позволяет изготовлять отливки сложной формы.

Плавка и разливка титановых сплавов производится в защитной атмосфере и вакууме.

Баббиты представляют собой сплавы на основе олова или свинца с добавками меди, сурьмы и других элементов. По ГОСТ 1320 - 74 предусмотрен выпуск оло­вянных и свинцовых баббитов, по ГОСТ 1209 - 78-кальциевых. Баббиты обладают высокими механиче­скими свойствами при повышенных температурах, хо­рошими антифрикционными и антикоррозионными свойствами, хорошо прирабатываются. Лучшими сплава­ми, применяемыми для заливки подшипников паровых турбин дизелей, турбокомпрессоров, работающих при больших скоростях и нагрузках, являются Б83 и Б88.

Наиболее дешевые свинцовые баббиты используют для заливки подшипников различных транспортных средств (железнодорожных вагонов, трамваев и др.).

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ

Коррозией металлов называют разрушение металлических материалов вследствие их физико-химиче­ского взаимодействия с окружающей средой. Коррозия металлов наносит большой ущерб народному хозяйству. Разрушение металлических конструкций в атмосфере, коррозия корпусов судов и различных морских и речных сооружений, коррозия металлических трубопроводов раз­личного назначения, коррозионное разрушение кабелей, рельсов и др., до которым протекает электрический ток при их нахождении в земле, разъедание химических аппа­ратов и установок, коррозия машин и приборов, образо­вание окалины на металле при его горячей обработ­ке - все это примеры коррозии.

В настоящее время не существует достаточно точных данных о коррозионных потерях, однако, по общеприня­тому мнению, около ⅓ добываемого металла во всем мире выбывает из технического употребления в результа­те коррозии. При этом считается, что около ⅔ прокор-родированного металла регенерируется в результате переплавки металлолома (скрапа) в мартеновских печах, а остальная часть, составляющая около 10% от количе­ства выплавляемого металла, теряется в виде пыли.

Сделаны попытки подсчета коррозионных потерь ис­ходя из металлического фонда страны. Безвозвратные потери металла от коррозии по истечении срока его службы, определяемого в 12-14 лет, могут быть оценены в 6 - 7%, а абсолютный размер безвозвратных по­терь металла от коррозии соответственно массе металлофонда страны в 1975 г.- около 5,5 млн. т. Однако по по­следним данным, приведенным академиком А. П. Алек­сандровым на одной из сессий Академии наук СССР, ежегодные потери металла от коррозии составляют 15 млн. т, что подтверждает большую достоверность ра­нее приведенных расчетов.

С развитием промышленного потенциала во всех странах темп роста коррозионных потерь стал превы­шать темп роста металлического фонда. Следует при этом учитывать, что безвозвратные потери, в первую очередь черных металлов, значительно ускоряют исполь­зование их природных ресурсов. Однако основной вред от коррозии связан не столько с потерей самого металла, сколько с выходом из строя металлических конструкций, стоимость которых в большинстве случаев значительно превышает стоимость металла, из которого они изгото­влены.

Не меньшие убытки народному хозяйству наносят связанные с коррозией аварии машин и сооружений, по­рча продукции заводов пищевой и химической промыш­ленности, происходящая вследствие загрязнения продук­тами коррозии, увеличение расхода металла, обусловлен­ное завышенными допусками на коррозию, а также простои оборудования, связанные с его ремонтом. Сюда же относятся затраты на профилактику, ремонт и замену вышедших из строя деталей. Весьма значительной стать­ей убытков является необходимость в проведении ком­плексных мероприятий по борьбе с коррозией: замена обычных сталей легированными, нанесение различных по­крытий, смазок и ингибиторов.

В промышленно развитых странах убытки от корро­зии составляют примерно 5-10% от национального до­хода. По последним данным, только прямой ущерб, вы­зываемый коррозией изделий и сооружений из металла, к середине 70-х годов в СССР достиг 13-14 млрд. руб. в год. В США общие убытки, причиняемые коррозией ме­таллов, превышают в настоящее время 70 млрд. долл. в год.

Все это указывает на большую важность изучения коррозионных процессов и коррозионных потерь и про­ведения эффективной борьбы с коррозией металлов пу­тем разработки и внедрения соответствующих мер про­тивокоррозионной защиты. Наряду с этим важное значение имеет общегосударственное планирование ] и координация проводимых научных исследований по коррозии металлов и практических мероприятий по! борьбе с коррозией металлических конструкций, машин * и механизмов.

Чрезвычайно важна работа в области экономики коррозииметаллов и противокоррозионной защиты и, в частности, разработка соответствующих методик по сравнительно точному определению убытков от коррозии и определение технико-экономической эффективности мер антикоррозионной защиты. Общегосударственный подход к проведению антикоррозионных мероприятий предусматривает достаточную осведомленность широко­го круга экономистов, технологов, конструкторов и на­учных сотрудников в вопросах коррозии для успешного решения задач, поставленных в этой области.

Дисциплина: материаловедение

Тема: Цветные металлы и сплавы

Введение

Многие цветные металлы и их сплавы обладают рядом ценных свойств: хорошей пластичностью, вязкостью, высокой электро- и теплопроводностью, коррозионной стойкостью и другими достоинствами. Благодаря этим качествам цветные металлы и их сплавы занимают важное место среди конструкционных материалов.

Из цветных металлов в автомобилестроении в чистом виде и в виде сплавов широко используются алюминии, медь, свинец, олово, магний, цинк, титан.

1. Алюминий и его сплавы

Алюминий - металл серебристо-белого циста, характеризуется низкой плотностью 2,7 г/см 3 , высокой электропроводностью, температура плавления 660"С. Механические свойства алюминия невысокие, поэтому в чистом виде как конструкционный материал применяется ограниченно.

Для повышения физико-механических и технологических свойств алюминий легируют различными элементами (Си, Mg, Si, Zn). Железо и кремний являются постоянными примесями алюминия. Железо вызывает

снижение пластичности и электропроводности алюминия. Кремний, как и медь, магний, цинк, марганец, ипколь и хром, относится к легирующим добавкам, упрочняющим алюминий.

В зависимости от содержания постоянных примесей различают:

Алюминий особой чистоты марки А 999 (0,001 % примесей);

Алюминий высокой чистоты - А 935, А 99, А 97, Л 95 (0,005-0,5 % примесей);

Технический алюминий - А 85, А 8, А 7, А 5, А О (0,15-0,5 % примесей).

Алюминий выпускают в виде полуфабрикатов для дальнейшей переработки в изделия. Алюминий высокой чистоты применяют для изготовления токопроводящих и кабельных изделий.

И автомобилестроении широкое применение получили сшиты на основе алюминия. Они классифицируются: - по технологии изготовления; по степени упрочнения после термической обработки;

По эксплуатационным свойствам.

Деформируемые сплавы

К. неупрочияемым термической обработкой относятся сплавы;

алюминия с марганцем марки АМц;

алюминия с магнием, марок АМц АМгЗ, АМг5В;

АМгЗП, АМгб.

Эти сплавы обладают высокой пластичностью, коррозионной стойкостью, хорошо штампуются и свариваются, но имеют невысокую прочность. Из них изготовляют бензиновые баки, проволоку, заклепки, а также сварные резервуары для жидкостей и газов, детали вагонов.

В группе деформируемых алюминиевых сплавов, упрочняемых термической обработкой, различают сплавы:

Нормальной прочности;

Высокопрочные сплавы;

Жаропрочные сплавы;

Сплавы для ковки и штамповки.

Сплавы нормальной прочности. К ним относятся сплавы системы Алюминий + Медь + Магний (дюралимины), которые маркируются буквой «Д». Дюралюмины (Д1, Д16, Д!8) характеризуются высокой прочностью, достаточной твердостью и вязкостью. Для упрочнения сплавов применяют закалку с последующим охлаждением в воде. Закаленные дуралюмины подвергаются старению, что способствует увеличению их коррозионной стойкости.

Дюралимины широко используются в авиастроении: из сплава Д1 изготовляют лопасти винтов, из Д16 - несущие элементы фюзеляжей самолетов, сплав Д18 - один из основных заклепочных материалов.

Высокопрочные сплавы алюминия {В93, В95, В96) откосятся к системе Алюминий + Цинк + Магний + г Медь. В качестве легирующих добавок используют марганец и хром, которые увеличивают коррозионную стойкость и эффект старения сплава. Для достижения требуемых прочностных свойств сплавы закаливают с последующим старением.

Высокопрочные сплавы по своим прочностным показателям превосходят дуралюмины, однако менее пластичны и более чувствительны к концентраторам напряжений (надрезам). Из этих сплавов изготовляют высоконагруженные наружные конструкции в авиастроении - детали каркасов, шасси и обшивки.

Жаропрочные сплавы алюминия (АК 4-1, Д 20) имеют сложный химический состав, легированы железом, никелем, медью и другими элементами. Жаропрочность сплавам придает легирование, замедляющее диффузионные процессы.

Детали из жаропрочных сплавов используются после закалки и искусственного старения и могут эксплуатироваться при температуре до 300°С.

Сплавы для ковки и штамповки (АК 2 5 АК 4 Э АК 6, АК 8) относятся к системе Алюминий + Медь + Магний с добавками кремния. Сплавы применяют после закалки и старения для изготовления средне нагруженных деталей сложной формы (АК 6) и высоконагруженных штампованных деталей - поршни, лопасти винтов, крыльчатки насосов и др.

Литейные сплавы. Для изготовления деталей методом литья применяют алюминиевые сплавы систем Al-Si, Al-Cu, Al-Mg. Для улучшения механических свойств сплавы легируют титаном, бором, ванадием. Главным достоинством литейных сплавов является высокая жидкотекучесть, небольшая усадка, хорошие механические свойства.

Применяют следующие виды термической обработки литейных алюминиевых сплавов:

Искусственное старение: для улучшения прочности и обработки резанием;

Отжиг с охлаждением на воздухе: для снятия литейных и остаточных напряжений и повышения пластичности;

Закалка и естественное (или искусственное) старение: для повышения прочности;

Закалка и смягчающий отпуск: для повышения пластичности и стабильности размеров.

Сплавы алюминия с кремнием (силумины) получили наибольшее распространение среди алюминиевых литейных сплавов в силу своих высоких литейных свойств и хороших механических и технологических характеристик. Силумины (марок АЛ2, АЛ4, АЛ9) обладают высокой жидкотекучестью, хорошей герметичностью, достаточной прочностью, хорошо обрабатываются резанием, хорошо свариваются, сопротивляются коррозии и устойчивы к образованию горячих трещин.

Сплав АЛ2 применяется для изготовления тонкостенных деталей сложной формы при литье в землю: корпуса агрегатов и приборов.

Сплав АЛ4 - высоконагруженные детали ответственного назначения: корпуса компрессоров, блоки двигателей, поршни цилиндров и др.

Сплав АЛ9 - изготовление деталей средней нагруженно, но сложной конфигурации, а также для деталей, подвергающихся сварке.

Сплавы алюминия с магнием (магналины) - АЛ 8, АЛ13, АЛ27, АЛ29 обладают наиболее высокой коррозионной стойкостью и более высокими механическими свойствами после термической обработки по сравнению с другими алюминиевыми сплавами, но литейные свойства их низкие.

Сплавы АЛ 8 и АЛ 13 являются наиболее распространенными, из них изготовляют подверженные коррозионным воздействиям детали морских судов, а также детали, работающие при высоких температурах (головки цилиндров мощных двигателей воздушного

Ставы алюминия с медью - АЛ7, АЛ12, АЛ19 обладают невысокими литейными свойствами и пониженной коррозионной стойкостью, но высокими механическими свойствами.

Сплав АЛ7 применяют для изготовления отливок несложной формы, работающих-с большими напряжениями (головки цилиндров маломощных двигателей воздушного охлаждения).

Сплавы алюминия, меди и кремния - АЛЗ, АЛ4, АЛб характеризуются хорошими литейными свойствами, но коррозионная стойкость их невысокая.

Сплав АЛЗ широко применяют для изготовления отливок корпусов, арматуры и мелких деталей.

Сплав АЛ4 используется для отливок ответственных деталей, требующих повышенной теплоустойчивости и твердости.

Сплав АЛ6 применяют для отливок корпусов карбюраторов и арматуры бензиновых двигателей.

Сплавы алюминия, цинка и кремния - типичный представитель сплав АЛИ (цинковый силумин), обладающий высокими литейными свойствами, а для повышения механических свойств подвергающийся модифицированию. Используется для изготовления отливок сложной формы - картеров, блоков двигателей внутреннего сгорания.

Подшипниковые сплавы. Наибольшее применение из алюминиевых подшипниковых материалов получил сплав АСМ. По антифрикционным свойствам он близок к свинцовой бронзе, но превосходит ее по коррозионной стойкости и технологичности.

Сплав АСС-6-5 содержит в своем составе 5 % свинца, что придает ему высокие противозадирные свойства. Подшипники скольжения из сплавов АСМ и АСС-6-5 применяют взамен бронзовых в дизельных двигателях.

Из алюминиевых сплавов, легированных оловом, изготовляют тяжелонагруженные подшипники скольжения в автомобилестроении, а также в судовом и общем машиностроении.

Алюминиевые сплавы характеризуются более высоким коэффициентом теплового расширения, чем чугуны и стали. Поэтому подшипники из алюминиевых сплавов ограниченно применяются в практике машиностроения. Более широкое распространение получили биметаллические материалы, представляющие собой слой алюминиевого сплава, нанесенный на стальное основание. Такие биметаллы обеспечивают надежную работу узлов трения при больших нагрузках (20- 30 МПа) и высоких скоростях скольжения (до 20 м/с).

Спеченные металлы. Материалы на основе алюминия, полученные методами порошковой металлургии, обладают по сравнению с литейными сплавами более высокой прочностью, стабильностью свойств при повышенных температурах и коррозионной стойкостью.

Материалы из спеченных алюминиевых порошков (САП) состоят из мельчайших частичек алюминия и его оксида А1 2 О 3 . Порошок для спекания получают из технически чистого алюминия, распылением с последующим измельчением гранул в шаровых мельницах.

Технологический процесс получения изделий из САП состоит из операций изготовления заготовок и последующей механической обработки. Заготовки получают брикетированием (холодным или с подогревом) порошка с последующим спеканием при 590-620°С и давлениях 260-400 МПа.

По стойкости к воздействию температуры материалы из САП превосходят жаропрочный алюминиевый сплав ВД17.

Спеченные алюминиевые порошки (марок САП-1 - САП-4) применяют для изготовления деталей повышенной прочности и коррозионной стойкости, эксплуатируемых при рабочих температурах до 500°С.

Спеченные -алюминиевые сплавы (САС) получают из порошков алюминия с небольшим содержанием А1 2 О 3 , легированных железом, никелем, хромом, марганцем, медью и другими элементами.

Представителем этой группы материалов является САС-1, содержащей 25-30 % Si и 7 % Ni, применяемый взамен более тяжелых материалов в приборо- и машиностроении.

2. Медь и ее сплавы

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/см 3 .

Выпускают медь следующих марок: - катодная - МВ4к, МООк, МОку, М1к;

Бескислородная - МООб, МОб, М1б;

Катодная переплавленная - М1у;

Раскисленная - М1р, М2р, МЗр, МЗ. .

Примеси оказывают существенное влияние на физико-механические характеристики меди. По содержанию примесей различают марки меди:

МОО (99,99 % Си), МО (99,95 % Си), Ml (99,9 % Си), М2 (99,7 % Си), МЗ (99,50 % Си).

Главными достоинствами меди как машиностроительного материала являются высокие тепло- и электропроводность, пластичность, коррозионная стойкость в сочетании с достаточно высокими механическими свойствами. К недостаткам меди относят низкие литейные свойства и плохую обрабатываемость резанием.

Легирование меди осуществляется с целью придания сплаву требуемых механических, технологических, антифрикционных и других свойств. Химические элементы, используемые при легировании, обозначают в марках медных сплавов следующими индексами:

А - алюминий; Внм - вольфрам; Ви - висмут; В - ванадий; Гм - кадмий; Гл - галлий; Г - германий; Ж -железо; Зл - золото; К - кобальт; Кр - кремний; Мг - магний; Мц - марганец; М - медь; Мш - мышьяк; Н - никель; О - олово; С - свинец; Ст - селен; Ср - серебро; Су - сурьма; Ти - титан; Ф - фосфор; Ц - цикк.

Медные сплавы классифицируют:

по химическому составу на:

Медноникелевые сплавы; по технологическому назначению на:

Деформируемые;

Литейные;

по изменению прочности после термической обработки ъ&".

Упрочняемые;

Неупрочняемые.

Латуни - сплавы меди, в которых главным легирующим элементом является цинк. В зависимости от содержания легирующих компонентов различают:

Простыв (двойные) латуни;

Многокомпонентные (легированные) латуни. Простые латуни маркируют буквой «Л» и цифрами,

показывающими среднее содержание меди в сплаве. Например, сплав Л 90 - латунь, содержащая 90 % меди, остальное - цинк.

В марках легированных латуией группы букв и цифр, стоящих после- них, обозначают легирующие элементы и их содержание в процентах. Например, сплав ЛАН КМц 75-2-2,5-0,5-0,5 - латунь алюминиевоникель-

кремнистомарганцевая, содержащая 75 % меди, 2 % алюминия, 2,5 % никеля, 0,5 % кремния, 0,5 % марганца, остальное - цинк.

В зависимости от основного легирующего элемента различают алюминиевые, кремнистые, марганцевые, никелевые, оловянистые, свинцовые и другие латуни.

Алюминиевые латуни - ЛА 85-0,6, ЛА 77-2, ЛАМш 77-2-0,05 обладают повышенными механическими свойствами и коррозионной стойкостью.

Кремнистые латуни - ЛК 80-3, ЛКС 65-1,5-3 и другие отличаются высокой коррозионной стойкостью в ТМООферНШ условиях и в морской воде, а также высокими механическими свойствами.

Марганцевые латуни - ЛМц 58-2, ЛМцА 57-3-1, деформируемые в горячем и холодном состоянии, облада-нм iii.K-oKiiMii механическими свойствами, стойкие к коррозии и морской воде и перегретом паре.

Никелевые латуни - ЛН 65-5 и другие имеют высокие механические свойства, хорошо обрабатываются длплснпем в горячем и холодном состоянии.

Oловянистыe латуни- ЛО--90-1, ЛО 70-3, ЛО 62-1 отличаются повышенными антифрикционными свойствами и коррозионной стойкостью, хорошо обрабатываются.

Свинцовые латуни - ЛС 63-3, ЛС 74-3, ЛС 60-1 характеризуются повышенными антифрикционными свойствами и хорошо обрабатываются резанием. Свинец в этих сплавах присутствует в виде самостоятельной фазы, практически не изменяющей структуры сплава.

Бронзы - это сплавы меди с оловом и другими элементами (алюминий, кремний, марганец, свинец, бериллий). В зависимости от содержания основных компонентов, бронзы можно условно разделить на:

Оловянные, главным легирующим элементом которых является олово;

Безоловянные (специальные), не содержащие олова. Бронзы маркируют буквами «Бр», правее ставятся буквенные индексы- элементов, входящих в состав. Затем следуют цифры, обозначающие среднее содержание элементов в процентах (цифру, обозначающую содержание меди, в бронзе, не ставят). Например, сплав марки БрОЦС 5-5-5 означает, что бронза содержит олова, свинца и цинка по 5 %, остальное - медь (85 %).

Оловянные бронзы обладают высокими антифрикционными свойствами;-нечувствительны к перегреву, морозостойки, немагнитны.

Для улучшения качества оловянные бронзы легируют цинком, свинцом, никелем, фосфором и другими элементами. Легирование фосфором повышает механические, технологические, антифрикционные свойства оловянных бронз. Введение никеля способствует повышению механических и противокоррозионных свойств. При легировании свинцом увеличивается плотность бронз, улучшаются их антифрикционные свойства и обрабатываемость резанием, однако заметно снижаются механические свойства. Легирование цинком улучшает технологические свойства. Введение железа (до 0 5 09 %} способствует повышению механических свойств бронз, однако с увеличением степени легирования резко снижаются их коррозионная стойкость и технологические свойства.

В зависимости от технологии- переработки оловянные и специальные бронзы подразделяют на:

Деформируемые;

Литейные;

Специальные.

Деформируемые оловянные бронзы содержат до 8 % олова. Эти бронзы используют для изготовления пружин, мембран и других деформируемых деталей. Литейные бронзы содержат свыше 6 % олова, обладают высокими антифрикционными свойствами и достаточной прочностью; их используют для изготовления ответственных узлов трения (вкладыши подшипников скольжения).

Специальные бронзы включают в свой состав алюминий, никель, кремний, железо, бериллий, хром, свинец и другие элементы, В большинстве случаев название бронзы определяется основным легирующим компонентом.

Алюминиевые бронзы обладают высокими механическими, антифрикционными и противокоррозионными свойствами. Эти бронзы нашли применение для изготовления ответственных деталей машин, работающих при интенсивном изнашивании и повышенных температурах.

Кремнистые бронзы характеризуются высокими антифрикционными и упругими свойствами, коррозионной стойкостью. Дополнительное легирование кремнистых бронз другими элементами способствует улучшению эксплуатационных и технологических свойств бронз: цинк повышает их литейные свойства, марганец и никель улучшают коррозионную стойкость и прочность, свинец - обрабатываемость резанием и антифрикционные свойства. Кремнистые бронзы применяют взамен оловянных для изготовления антифрикционных деталей, пружин, мембран приборов и оборудования,

Свинцовые бронзы используют в парах трения, эксплуатируемых при высоких относительных скоростях перемещения деталей. Для повышения механических свойств и коррозионной стойкости свинцовые бронзы легируют никелем и оловом.

Бериллиевые бронзы отличаются высокими прочностными свойствами, износостойкостью и стойкостью к воздействию коррозионных сред. Они обеспечивают работоспособность изделий при повышенных температурах (до 500°С), хорошо обрабатываются резанием и свариваются. Бронзы этого типа используют для изготовления деталей ответственного назначения, эксплуатируемых при повышенных скоростях перемещения, нагрузках, температуре.

Сплавы меди с никелем подразделяют на конструкционные и электротехнические

Кушали (медь-никель-алюминий) содержат 6-13 % Ni, 1,5-3 % А1, остальное - медь. Они подвергаются термической обработке (закалка-старение). Куниали служат для изготовления деталей повышенной прочности, пружин и ряда электротехнических изделий.

Нейзильберы (медь-никель-цинк) содержат 15 % Ni, 20 % Sn , остальное - медь. Они имеют белый цвет, близкий к цвету серебра. Нейзильберы хорошо сопротивляются атмосферной коррозии. Их применяют в приборостроении и производстве часов.

Мелькиоры (медь-никель и небольшие добавки железа и марганца до 1 %) обладают высокой коррозионной стойкостью. Их применяют для изготовления теплообменных аппаратов, штампованных и чеканных изделий,

Копелъ (медь-никель-марганец) содержат 43 % Ni, 0,5 Мп, остальное - медь. Это специальный сплав с высоким удельным электросопротивлением, используемый для изготовления электронагревательных элементов.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Цветные металлы и сплавы

К атегория:

Техническое обслуживание автомобилей

Цветные металлы и сплавы

Из цветных металлов в автомобилестроении широко используются олово, свинец, цинк, сурьма, алюминий, медь.

Олово (Sn) - металл серебристо-белого цвета с легким голубоватым оттенком. Удельный вес чистого олова 7,3; температура плавления 232° С, температура кипения 2270° С. Олово обладает высокой пластичностью, ковкостью, легко прокатывается в тонкие листы и фольгу (станиоль).

При нагревании пластичность олова уменьшается и при температуре 200 °С оно становится настолько хрупким, что может быть легко истерто в порошок. Чистое олово стойко в отношении коррозии и действия органических кислот. Олово получают из оловянных руд, основной из которых является минерал касситерит (оловянный камень).

Товарное олово выпускается главным образом в виде чушек весом 25-45 кГ, а также в виде прутов сечением около 1 см2 и длиной - 30-40 см. Олово широко применяется в качестве компонента различных сплавов, а также для лужения.

Свинец (РЬ)-блестящий металл синевато-серого цвета. Удельный вес 11,34 температура плавления 327,4 °С, температура кипения 1640° С. Свинец очень мягкий металл, легко прокатывается в холодном состояния в листы различной толщины и хорошо куется. Во влажном воздухе быстро окисляется, покрываясь тонкой пленкой окиси серого цвета, которая предохраняет его от дальнейшей коррозии.

Все соединения свинца ядовиты, в особенности его органические производные, например тетраэтилсвинец, который добавляют в бензин. Свинец очень устойчив в отношении действия серной и соляной кислот, а также органических кислот, щелочей и масел. В азотной кислоте он легко растворяется. Основной рудой, из которой получают свинец, является свинцовый блеск (галенит). Свинец выпускается чушками весом 30-35 кГ.

В автомобилестроении свинец применяется главным образом для изготовления решеток аккумуляторных пластин, активной массы пластин, клемм и перемычек аккумуляторов. Кроме того, он применяется в качестве компонента в бронзах, оловянио-свин-цовых припоях и в антифрикционных сплавах.

Цинк (Zn)-металл серебристо-белого цвета с голубоватым оттенком, в изломе имеет сильный металлический блеск. Удельный вес 7,13; температура плавления 419° С, температура кипения 907° С. При нормальной температуре очень хрупок. Нагретый до температуры 100-150° С, цинк приобретает пластичность, легко поддается ковке, прокатке в тонкие листы и волочению в проволоку, при нагревании выше 200-250 °С теряет пластичность и вязкость и вновь становится хрупким.

В сухом виде цинк почти не окисляется. Во влажном воздухе и в воде окисляется, покрываясь тонким слоем окиси, которая предохраняет металл от дальнейшего окисления. В кислотах и щелочах растворяется хорошо. Цинк получают из руды, которая носит название цинковой обманки.

Цинк применяется для различных целей. Он является компонентом таких сплавов, как латунь, бронза, мельхиор, типографский металл, используется для покрытия поверхностей различных стальных изделий (горячее цинкование) с целью предохранения их от коррозии.

Сурьма (Sb) - металл блестящего серебристо-белого цвета, очень хрупкий. Удельный вес сурьмы 6,62; температура плавления 630°С, температура кипения 1440° С. При нормальной температуре сурьма на воздухе не окисляется. Она стойка в отношении действия воды и разбавленных кислот. В концентрированных соляной и серной кислотах сурьма растворяется. Сурьма добывается из минерала, называемого сурьмяным блеском.

Сурьма как компонент в различных сплавах придает им твердость и повышает коррозионную стойкость. Сплавы сурьмы со свинцом используются для изготовления аккумуляторных пластин и для изделий, устойчивых против действия серной кислоты. Сплавы сурьмы, меди, олова и свинца применяют в качестве антифрикционных сплавов для заливки подшипников. В соответствии с ГОСТ 1089-62 сурьма выпускается следующих марок: СуО, Cyl, Су2, СуЗ и Су4.

Алюминий (А1)-металл серебристо-белого цвета с матовым оттенком, который получается вследствие окисления. Удельный вес 2,7; температура плавления 658° С, температура кипения около 2000° С. На воздухе он очень быстро окисляется, покрывается тонкой пленкой окиси, которая предохраняет его от дальнейшего окисления. Пленка окиси алюминия плавится при температуре 2050° С.

Алюминий - мягкий металл, легко поддается механической обработке, ковке, резанию, прокатке, волочению в проволоку, хорошо проводит тепло и электрический ток. Он очень неустойчив в отношении действия щелочей, серной и соляной кислот. Органические и азотные кислоты на него не действуют. В соляной кислоте алюминий растворяется.

Алюминий добывается главным образом из бокситов, в которых он содержится в виде окиси алюминия (глинозем). Товарный алюминий выпускается в виде чушек весом 15 кГ, плит (болванок) весом 100 кГ и брусков квадратного сечения весом 35 кГ.

Алюминий применяется в качестве компонента в различных сплавах. В автомобилестроении чистый алюминий применяется для изготовления фольги, идущей на обкладки конденсаторов, для покрытия рефлекторов фар в лампах-фарах и др.

Медь (Си)-металл желтовато-красного цвета. Удельный вес 8,94; температура плавления чистой меди 1083°С, а температура кипения 2310° С. Пары меди имеют зеленоватый цвет, они очень ядовиты, как и соединения меди.

Чистая медь - мягкий металл, вязкий, легко поддается ковке, прокатке в листы толщиной до сотых долей миллиметра. Медь хорошо протягивается в проволоку различной толщины. Чистая медь хорошо проводит тепло и электрический ток. По электропроводимости она стоит на втором месте после серебра.

Медь добывают из руд, называемых медным колчеданом и медным блеском.

Медь выпускается в виде слитков, прутков, труб, проволоки, листов, лент, фольги и порошка.

Медь применяется как в чистом виде, так и в виде сплавов с другими металлами (латунь, бронза, томпак и др.). В автомобильной промышленности медь применяется для изготовления электропроводов, деталей приборов электрооборудования, паяльников и т. п.

Сплавы на медной основе. Медь является основным компонентом в латуни, бронзе и твердых припоях.

Латунь представляет собой сплав, в состав которого входят в основном медь и цинк. Латунь имеет большое применение в различных отраслях промышленности. Она хорошо куется, прокатывается в листы различной толщины и штампуется. В автомобильной промышленности она применяется для изготовления различных втулок, краников, деталей карбюраторов, радиаторов. системы охлаждения, зажимных винтов и различной арматуры.

Бронза представляет собой сплав меди с оловом. Бронзы, в состав которых входят, кроме меди и олова, другие элементы, носят название специальных бронз. Бронза обладает высокой прочностью и стойкостью против истирания и в отношении действия атмосферного воздуха и кислот. Бронза хорошо заполняет литейные формы, дает малую усадку и хорошо поддается механической обработке.

В автомобильной промышленности бронза различного химического состава применяется для отливки червячных колес и для изготовления втулок, деталей пневматических тормозов и арматуры.

Твердые припои. Наиболее широкое применение имеют медно-цинковые припои, являющиеся сплавами меди и цинка. Они обладают высокой прочностью и высокой температурой плавления (810-880°С). Медно-цинковые твердые припои маркируют буквами ПМЦ, которые обозначают, что это припой медно-цин-ковый. После букв ставят цифры, определяющие содержание в процентах меди, например ПМЦ-36, ПМЦ-48 (соответственно меди 36+2%, 48±2%, остальное цинк). Твердые припои применяются в основном для пайки меди, бронзы, латуни.

Алюминиевые сплавы. В состав алюминиевых сплавов входят медь, цинк, магний, марганец, кремний, железо и другие элементы.

Алюминиевые литейные сплавы, в состав которых входит кремний в количестве от 10 до 14%, называются силуминами. Эти сплавы отличаются хорошими литейными и механическими свойствами. Алюминиевые сплавы используют для изготовления поршней, головок цилиндров карбюраторных двигателей и других деталей.

Цинковые сплавы, состоящие из цинка, содержание которого доходит до 95%, алюминия (3,5-4,5%) и меди (2,75- 3,5%), применяют для изготовления методом литья под давлением корпусов карбюраторов, топливных насосов, корпусов автомобильных сигналов, различных ручек, корпусов измерительных приборов, облицовки радиаторов и т. п.

Антифрикционные сплавы применяют для заливки подшипников. Структура таких сплавов представляет собой пластичную основу с вкрапленными в нее более твердыми частицами, расположенными равномерно. Вследствие мягкой, пластичной основы сплава подшипник легко прирабатывается к поверхности шеек вращающегося в нем вала.

Вкрапленные в основу твердые частицы являются опорой вала, так как мягкая основа сплава изнашивается быстрее. При износе уменьшается поверхность соприкосновения вала с подшипником, вследствие чего уменьшается трение и улучшается циркуляция масла. В качестве антифрикционных сплавов применяют баббиты, свинцовистые бронзы и другие сплавы.

Баббиты представляют собой сплавы олова и свинца. В зависимости от содержания олова они разделяются на высокооло-вянистые и малооловянистые. Высокооловянистые имеют оловянную основу, а малооловянистые - свинцовую. Во всех баббитах, кроме олова и свинца, содержатся сурьма и медь.

В автомобильной промышленности широко применяют баббиты БН и БТ. Баббит БН имеет следующий химический состав (%): олова - 9-11, сурьмы - 13-15, меди-1,5-2, мышьяка - 0,5-1,75, кадмия- 1,25-1,75, никеля - 0,75-1,25 и остальное - свинец. Баббит БТ: олова - 9-11, сурьмы - 14-16, меди - 0,7- 1,1, теллура - 0,05-0,2 и остальное - свинец.

Для заливки вкладышей подшипников коленчатого вала дизельных двигателей применяют свинцовистую бронзу БрСЗО. Такая бронза обладает высокой теплопроводностью и способностью сохранять свои свойства при нагревании до температуры 200° С.

Выпускается и применяется новый антифрикционный сплав СОС 6-6 для тонкостенных вкладышей подшипников карбюраторных двигателей. Химический состав сплава СОС 6-6 следующий: 5,5-6,5% олова, 5,5-6,6% сурьмы и остальное - свинец.

Министерство образования российской федерации

Новосибирский технологический институт

Московского государственного университета дизайна и технологии

Факультет заочного обучения и экстерната

Кафедра: «Машины и аппараты легкой промышленности»

Дисциплина: Технология конструкционных материалов

Тема: Цветные металлы и их сплавы

Обозначение: ЗО8073

Новосибирск – 2010

Введение

1. Медь и ее сплавы

1.1 Сплавы меди

1.1.1 Латуни

1.1.2 Бронзы

2. Алюминий и его сплавы

3. Цинк и его сплавы

4. Магний и его сплавы

4.1 Сплавы на основе магния

Заключение

Список использованных источников

Введение

Цветная металлургия – отрасль металлургии, которая включает добычу, обогащение руд цветных металлов и выплавку цветных металлов и их сплавов. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно можно разделить на благородные, тяжелые, легкие и редкие.

К благородным металлам относят металлы с высокой коррозионной стойкостью: золото, платина, палладий, серебро, иридий, родий, рутений и осмий. Их используют в виде сплавов в электротехнике, электровакуумной технике, приборостроении, медицине и т.д.

К тяжелым относят металлы с большой плотностью: свинец, медь, хром, кобальт и т.д. Тяжелые металлы применяют главным образом как легирующие элементы, а такие металлы, как медь, свинец, цинк, отчасти кобальт, используются и в чистом виде.

К легким металлам относятся металлы с плотностью менее 5 грамм на кубический сантиметр: литий, калий, натрий, алюминий и т.д. Их применяют в качестве раскислителей металлов и сплавов, для легирования, в пиротехнике, фотографии, медицине и т.д.

К редким металлам относят металлы с особыми свойствами: вольфрам, молибден, селен, уран и т.д.

К группе широко применяемых цветных металлов относятся алюминий, титан, магний, медь, свинец, олово.

Цветные металлы обладают целым рядом весьма ценных свойств. Например, высокой теплопроводностью (алюминий, медь), очень малой плотностью (алюминий, магний), высокой коррозионной стойкостью (титан, алюминий).

По технологии изготовления заготовок и изделий цветные сплавы делятся на деформируемые и литые (иногда спеченые).

На основании этого деления различают металлургию легких металлов и металлургию тяжелых металлов.

1. М едь и ее сплавы

Медь – металл красного, в изломе розового цвета. Медь относится к металлам, известным с глубокой древности.

Технически чистая медь обладает высокой пластичностью и коррозийной стойкостью, высокой электропроводностью и теплопроводностью (100% чистая медь-эталон, то 65%-алюминий, 17% железо), а также стойкостью против атмосферной коррозии. Позволяет использовать ее в качестве кровельного материала ответственных зданий.

Температура плавления меди 1083°С. Кристаллическая решетка ГЦК. Плотность меди 8,94 г/см 3 . Благодаря высокой пластичности медь хорошо обрабатывается давлением (из меди можно сделать фольгу толщиной 0,02 мм), плохо резанием.

Литейные свойства низкие из-за большой усадки.

На свойства меди большое влияние оказывают примеси: все, кроме серебра и бериллия ухудшают электропроводность.

Стоимость чистой меди постоянно повышается, а мировые запасы медной руды, по различным оценкам, истощатся в ближайшие 10-30 лет.

Медь маркируют буквой М, после которой стоит цифра. Чем больше цифра, тем больше в ней примесей. Наивысшая марка М00 – 99,99% меди, М4 – 99% меди.

В таблице 1 содержится информация по маркам меди в зависимости от чистоты согласно ГОСТ 859-78.

Таблица 1

Марка меди в зависимости от чистоты

После обозначения марки указывают способ изготовления меди: к –катодная, б – бескислородная, р – раскисленная. Медь огневого рафинирования не обозначается.

М00к – технически чистая катодная медь, содержащая не менее 99,99% меди и серебра.

МЗ – технически чистая медь огневого рафинирования, содержит не менее 99,5% меди.

1.1 Сплавы меди

В технике применяют 2 большие группы медных сплавов: латуни и бронзы.

1.1.1 Латуни

Латуни – сплавы меди с цинком (до 50% Zn) и небольшими добавками алюминия, кремния, свинца, никеля, марганца (ГОСТ 15527-70, ГОСТ 17711-80). Медные сплавы, предназначенные для изготовления деталей методами литья, называют литейными, а сплавы, предназначенные для изготовления деталей пластическим деформированием – сплавами, обрабатываемыми давлением.

Латуни дешевле меди и превосходят ее по прочности, вязкости и коррозионной стойкости. Обладают хорошими литейными свойствами.

Латуни, применяются в основном для изготовления деталей штамповкой, вытяжкой, раскаткой, вальцовкой, т.е. процессами, требующими высокой пластичности материала заготовки. Из латуни изготавливаются гильзы различных боеприпасов.

В зависимости от числа компонентов различают простые (двойные) и специальные (многокомпонентные) латуни.

Простые латуни содержат только Cu и Zn.

Специальные латуни содержат от 1 до 8% различных легирующих элементов (Л.Э.), повышающих механические свойства и коррозионную стойкость.

Al, Mn, Ni повышают механические свойства и коррозионную стойкость латуней. Свинец улучшает обрабатываемость резанием. Кремнистые латуни обладают хорошей жидкотекучестью и свариваемостью.

1.1.2 Бронзы

Бронзы – это сплавы меди с оловом (4-33% Sn), свинцом (до 30% Pb), алюминием (5-11% AL), кремнием (4-5% Si), сурьмой, фосфором и другими элементами.

Бронзы – это всякий медный сплав, кроме латуни. Это сплавы меди, в которых цинк не является основным легирующим элементом. Общей характеристикой бронз является высокая коррозионная стойкость и антифрикционность (от анти- и лат. frictio- трение). Бронзы отличаются высокой коррозионной устойчивостью и антифрикционными свойствами. Из них изготавливают вкладыши подшипников скольжения, венцы червячных зубчатых колес и другие детали.

Высокие литейные свойства некоторых бронз позволяют использовать их для изготовления художественных изделий, памятников, колоколов.

По химическому составу делятся на оловянные бронзы и без оловянные (специальные).

Оловянные бронзы обладают высокими механическими, литейными, антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью, обрабатываемостью резанием, но имеют ограниченное применение из-за дефицитности и дороговизны олова.

Специальные бронзы не только служат заменителями оловянных бронз, но и в ряде случаев превосходят их по своим механическим, антикоррозионным и технологическим свойствам:

Алюминиевые бронзы – 5-11% алюминия. Имеют более высокие механические и антифрикционные свойства, чем у оловянных бронз, но литейные свойства – ниже. Для повышения механических и антикоррозионных свойств вводят железо, марганец, никель (например, БрАЖ9-4). Из этих бронз изготовляют различные втулки, направляющие, мелкие ответственные детали.

Бериллиевые бронзы содержат 1,8-2,3% бериллия отличаются высокой твердостью, износоустойчивостью и упругостью (например, БрБ2, БрБМН1,7). Их применяют для пружин в приборах, которые работают в агрессивной среде.

Кремнистые бронзы – 3-4% кремния, легированные никелем, марганцем, цинком по механическим свойствам приближаются к сталям.

Свинцовистые бронзы содержат 30% свинца, являются хорошими антифрикционными сплавами и идут на изготовление подшипников скольжения.

Медные сплавы обозначают начальными буквами их названия (Бр или Л), после чего следуют первые буквы названий основных элементов, образующих сплав, и цифры, указывающие количество элемента в процентах.

– БрА9Мц2Л – бронза, содержащая 9% алюминия, 2% Mn, остальное Cu («Л» указывает, что сплав литейный);

– ЛЦ40Мц3Ж – латунь, содержащая 40% Zn, 3% Mn, ~l% Fe, остальное Cu;

– Бр0Ф8,0-0,3 – бронза содержащая 8% олова и 0,3% фосфора;

– ЛАМш77-2-0,05 – латунь содержащая 77% Cu, 2% Al, 0,055 мышьяка, остальное Zn (в обозначении латуни, предназначенной для обработки давлением, первое число указывает на содержание меди).

В несложных по составу латунях указывают только содержание в сплаве меди:

– Л96 – латунь содержащая 96% Cu и ~4% Zn (томпак);

– Лб3 – латунь содержащая 63% Cu и 37% Zn.

Высокая стоимость меди и сплавов на ее основе привела в 20 веке к поиску материалов для их замены. В настоящее время их успешно заменяют пластиками, композиционными материалами.

2. Алюминий и его сплавы

Алюминий – металл серебристо-белого цвета. Температура плавления 650°С. Алюминий имеет кристаллическую ГЦК решетку. Алюминий обладает электрической проводимостью, составляющей 65% электрической проводимости меди. Алюминий занимает 3 место по распространению в земной коре после кислорода и кремния. Алюминий устойчив против атмосферной коррозии благодаря образованию на его поверхности плотной окисной пленки. Наиболее важной особенностью алюминия является низкая плотность – 2,7г/см 3 против 7,8г/см 3 для железа и 8,94г/см 3 для меди. Имеет хорошую тепло- и электропроводность. Хорошо обрабатывается давлением.

Маркируется буквой А и цифрой, указывающей на содержание алюминия. Алюминий особой чистоты имеет марку А999 – содержание Al в этой марке 99,999%. Алюминий высокой чистоты – А99, А95 содержат Al 99,99% и 99,95% соответственно. Технический алюминий – А85, А8, А7 и др.

Применяется в электропромышленности для изготовления проводников тока, в пищевой и химической промышленности. Алюминий не стоек в кислой и щелочной среде, поэтому алюминиевая посуда не используется для маринадов, солений, кисломолочных продуктов. Применяется в качестве раскислителя при производстве стали, для алитирования деталей с целью повышения их жаростойкости. В чистом виде применяется редко из-за низкой прочности – 50 МПа.

2.1 Деформируемые алюминиевые сплавы

В зависимости от возможности термического упрочнения деформируемые алюминиевые сплавы подразделяются на не упрочняемые и упрочняемые термической обработкой.

К сплавам, неупрочняемым т/о относятся сплавы Al c Mn (АМц1), и сплавы Al c Mg (AМг 2, АМг3). Цифра – условный номер марки.

Эти сплавы хорошо свариваются, обладают высокими пластическими свойствами и коррозионной стойкостью, но невысокой прочностью, Упрочняются эти сплавы нагартовкой. Сплавы данной группы нашли применение в качестве листового материала, используемого для изготовления сложных по форме изделий, получаемых холодной и горячей штамповкой и прокаткой. Изделия, получаемые глубокой вытяжкой, заклепки, рамы и т.д.

Сплавы, упрочняемые т/о, широко применяются в машиностроении, особенно в самолетостроении, т.к. обладают малым удельным весом при достаточно высоких механических свойствах. К ним относятся:

Дуралюмины – основные легирующие компоненты - медь и магний:

Д1 – лопасти воздушных винтов, Д16 – обшивки, шпангоуты, лонжероны самолетов, Д17 – основной заклепочный сплав.

Высокопрочные сплавы – В95, В96 наряду с медью и магнием содержат еще значительное количество цинка. Применяют для высоконагруженных конструкций.

Сплавы повышенной пластичности и коррозионной стойкости – АВ, АД31, АД33. Лопасти вертолетов, штампованные и кованые детали сложной конфигурации.

2.2 Литейные алюминиевые сплавы

Наиболее широко распространены сплавы системы Al-Si- силумины.

Силумин имеет сочетание высоких литейных и механических свойств, малый удельный вес. Типичный силумин сплав АЛ2 (АК12) содержит 10-13% Si, Подвергается закалке и старению (АК7 (АЛ9), АК9 (АЛ4).

3. Цинк и его сплавы

Цинк – вязкий металл голубовато-серого цвета. Металл с небольшой температурой плавления (419 градусов С) и высокой плотностью (7,1 г/см 3). Прочность цинка низкая (150 МПа) при высокой пластичности.

Цинк применяют для горячего и гальванического оцинкования стальных листов, в полиграфической промышленности, для изготовления гальванических элементов. Его используют как добавку в сплавы, в первую очередь в сплавы меди (латуни и т.д.), и как основу для цинковых сплавов, а также как типографский металл.

В зависимости от чистоты цинк делится на марки ЦВ00 (99,997% Zn), ЦВ0 (99,995% Zn), ЦВ (99,99% Zn), Ц0А (99,98% Zn), Ц0 (99,975% Zn), Ц1 (99,95% Zn), Ц2 (98,7% Zn), ЦЗ (97,5% Zn).

Цинковые сплавы широко применяются в машиностроении и разделяются на сплавы для литья под давлением, в кокиль, для центробежного литья и на антифрикционные сплавы. Основными легирующими компонентами цинковых сплавов являются алюминий, медь и магний. Отливки из цинковых сплавов легко полируются и воспринимают гальванические покрытия.

Состав, свойства и применение некоторых цинковых сплавов:

– ЦА4 содержит 3.9-4.3%Al, 0,03-0,06% Mg, временное сопротивление 250-300 МПа, пластичность 3-6%, твердость 70-90HB). Применяется при литье под давлением деталей, к которым предъявляются требования стабильности размеров и механических свойств.

– ЦАМ10-5Л содержит 9,0-12,4%Al, 4,0-5,5% Cu, 0,03-0,06% Mg, временное сопротивление не менее 250 МПа, пластичность не менее 0,4%, твердость – не менее 100HB. Из сплава изготавливают подшипники и втулки металлообрабатывающих станков, прессов, работающих под давлением до 200-10000 Па.

– ЦАМ9-1.5 содержит 9,0-11,0%Al, 1,0-2,0%Cu, 0,03-0,06% Mg, временное сопротивление не менее 250 МПа, пластичность не менее 1%, твердость не менее 90HB. Сплав применяют для изготовления разных узлов трения и подшипников подвижного состава.

4. Магний и его сплавы

Магний – металл серебристо-белого цвета. Температура плавления магния 650°С. Кристаллическая решетка гексагональная. Отличается низкой плотностью (1,74 г/см 3), хорошей обрабатываемостью резанием, способностью воспринимать ударные и гасить вибрационные нагрузки.

В зависимости от содержания примесей установлены следующие марки магния: Мг96 (99,96% Mg), Мг95 (99,95% Mg), Мг90 (99,90% Mg), магний высокой чистоты (99,9999% Mg).

Магний химически активный металл, легко окисляется на воздухе. Чистый магний из-за низких механических свойств (временное сопротивление 100-190 МПа, относительное удлинение 6-17%, твердость 30-40НВ) как конструкционный материал практически не применяют. Его используют в пиротехнике, в химической промышленности для синтеза органических соединений, в металлургии различных металлов и сплавов как раскислитель, восстановитель и легирующий элемент.

4.1 Сплавы на основе магния

Достоинством магниевых сплавов является высокая удельная прочность. Предел прочности магниевых сплавов достигает 250-400 МПа при плотности менее 2 грамм на кубический сантиметр. Сплавы в горячем состоянии хорошо куются, прокатываются и прессуются. Магниевые сплавы хорошо обрабатываются резанием (лучше, чем стали, алюминиевые и медные сплавы), хорошо шлифуются и полируются. Удовлетворительно свариваются контактной и дуговой сваркой в среде защитных газов.

К недостаткам магниевых сплавов наряду с низкой коррозионной стойкостью и малым модулем упругости следует отнести плохие литейные свойства, склонность к газонасыщению, окислению и воспламенению при их приготовлении.

По механическим свойствам магниевые сплавы подразделяют на сплавы невысокой и средней прочности, высокопрочные и жаропрочные, по склонности к упрочнению с помощью термической обработки – на упрочняемые и неупрочняемые.

Деформируемые магниевые сплавы. В сплавах МА1 и МА8 основным легирующим элементом является марганец. Термической обработкой эти сплавы не упрочняются, обладают хорошей коррозионной стойкостью и свариваемостью. Сплавы МА2-1 и МА5 относятся к системе Mg-Al-Zn-Mn. Алюминий и цинк повышают прочность сплавов, придают хорошую технологическую пластичность, что позволяет изготовлять из них кованные и штампованные детали сложной формы (крыльчатки и жалюзи капота самолета). Сплавы системы Mg-Zn, дополнительно легированные цирконием (МА14), кадмием, редкоземельными металлами (МА15, МА19 и др.) относят к высокопрочным магниевым сплавам. Их применяют для несвариваемых сильно нагруженных деталей (обшивки самолетов, деталей грузоподъемных машин, автомобилей, ткацких станков и др.).

Литейные магниевые сплавы. Наибольшее применение нашли сплавы системы Mg-Al-Zn (МЛ5, МЛ6). Они широко применяются в самолетостроении (корпуса приборов, насосов, коробок передач, фонари и двери кабин и т.д.), ракетной технике (корпуса ракет, обтекатели, топливные и кислородные баки, стабилизаторы), конструкциях автомобилей, особенно гоночных (корпуса, колеса, помпы и др.), в приборостроении (корпуса и детали приборов). Вследствие малой способности к поглощению тепловых нейтронов магниевые сплавы используют в атомной технике, а благодаря высокой демпфирующей способности – при производстве кожухов для электронной аппаратуры.

Более высокими технологическими и механическими свойствами обладают сплавы магния с цинком и цирконием (МЛ 12), а также сплавы, дополнительно легированные кадмием (МЛ8), редкоземельными металлами (МЛ9, МЛ10). Данные сплавы применяют для нагруженных деталей самолетов и авиадвигателей (корпусов компрессоров, картеров, ферм шасси, колонок управления и др.).

Магниевые сплавы подвергаются следующим видам термической обработки: Т1 – старение, Т2 – отжиг, Т4 – гомогенизация и закалка на воздухе, Т6 – гомогенизация, закалка на воздухе и старение, Т61 – гомогенизация, закалка в воду и старение.

Заключение

Цветные металлы и их сплавы нашли широкое применение в строительстве благодаря своей прочности, легкости, высокой антикоррозийной стойкости. Они подразделяются на легкие (в большинстве своем на основе алюминия) и тяжелые (на основе меди, латуни, олова и т.п.).

Цветная металлургия является одной из наиболее конкурентоспособных отраслей промышленности России, причем российские компании в ряде подотраслей (алюминиевой, никелевой, титановой) входят в группу мировых лидеров. Достижения участников рынка в мировом масштабе стало возможным благодаря активной инвестиционной политике предприятий отрасли. Так, например, объем инвестиций в 2006 году по сравнению с показателями 2000 года увеличился в 2,5 раза, и составляет 80 млрд. руб., а объем иностранных инвестиций вырос почти в 10 раз, достигнув 4,5 млрд. долл. При этом суммарный объем инвестиций в строительство и реконструкцию металлургических мощностей составляет в 2007-2010 гг. более 220 млрд. руб.

1. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. – М.: Металлургия, 1981. – 416 с.

2. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений / Б.Н. Арзамасов, И.И.Сидорин, Г.Ф.Косолапов и др.; под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. // 2-е изд. – М.: Машиностроение, 1986. – 384 с.

3. Гуляев А.П. Металловедение. – М.: Металлургия, 1986. – 544 с.

4. Материалы будущего: Пер. с нем./ Под ред. А. Неймана. – Л.: Химия, 1985. – 240 с.

5. Венецкий С.И. Рассказы о металлах. – М.: Металлургия, 1985. – 240с.

Цветные металлы, их свойства и сплавы

К цветным металлам* и сплавам относятся практически все металлы и сплавы, за исключением железа и его сплавов, образующих группу чёрных металлов. Цветные металлы встречаются реже, чем железо и часто их добыча стоит значительно дороже, чем добыча железа. Однако цветные металлы часто обладают такими свойствами, какие у железа не обнаруживаются, и это оправдывает их применение.

Выражение «цветной металл» объясняется цветом некоторых тяжёлых металлов: так, например, медь имеет красный цвет.

Если металлы соответствующим образом смешать (в расплавленном состоянии), то получаются сплавы. Сплавы обладают лучшими свойствами, чем металлы, из которых они состоят. Сплавы, в свою очередь, подразделяются на сплавы тяжёлых металлов, сплавы лёгких металлов и т.д.

Цветные металлы по ряду признаков разделяют на следующие группы:

- тяжёлые металлы - медь , никель , цинк , свинец , олово ;

- лёгкие металлы - алюминий , магний , титан , бериллий , кальций , стронций , барий , литий , натрий , калий , рубидий , цезий ;

- благородные металлы - золото , серебро , платина , осмий , рутений , родий , палладий ;

- малые металлы - кобальт , кадмий , сурьма , висмут , ртуть , мышьяк ;

- тугоплавкие металлы - вольфрам , молибден , ванадий , тантал , ниобий , хром , марганец , цирконий ;

- редкоземельные металлы - лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, иттербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, лютеций, прометий, скандий, иттрий;

- рассеянные металлы - индий, германий, таллий, таллий, рений, гафний , селен, теллур;

- радиоактивные металлы - уран, торий, протактиний, радий, актиний, нептуний, плутоний, америций, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий, нобелий, лоуренсий.

Чаще всего цветные металлы применяют в технике и промышленности в виде различных сплавов, что позволяет изменять их физические, механические и химические свойства в очень широких пределах. Кроме того, свойства цветных металлов изменяют путём термической обработки, нагартовки, эа счёт искусственного и естественного старения и т. д.

Цветные металлы подвергают всем видам механической обработки и обработки давлением - ковке, штамповке, прокатке, прессованию, а также резанию, сварке, пайке.

Из цветных металлов изготовляют литые детали, а также различные полуфабрикаты в виде проволоки, профильного металла, круглых, квадратных и шестигранных прутков, полосы, ленты, листов и фольги. Значительную часть цветных металлов используют в виде порошков для изготовления изделий методом порошковой металлургии, а также для изготовления различных красок и в качестве антикоррозионных покрытий.

Некоторые химические элементы Национальная Комиссия Украины (НКУ) рекомендует называть так: Серебро - Аргентумом, Золото - Аурумом, Углерод - Карбоном, Медь - Купрумом и т.д. Названия элементов в определённых случаях употребляются как имена собственные - пишутся с большой буквы в середине предложения. В школах дети (на уроках химии) называют азотную кислоту нитратной, серную - сульфурной и т.д. В остальных случаях (география, история и пр.) применяются общеупотребительные названия, т.е. золото называется золотом, медь - медью и т.д.

Цветные металлы и сплавы

Сплавы цветных металлов применяют для изготовления деталей, работающих в условиях агрессивной среды, подвергающихся трению, требующих большой теплопроводности, электропроводности и уменьшенной массы.

Медь- металл красноватого цвета, отличающийся высокой теплопроводностью и стойкостью против атмосферной коррозии. Прочность невысокая: ав = 180... ...240 МПа при высокой пластичности б>50%.

Латунь - сплав меди с цинком (10...40 %), хорошо поддается холодной прокатке, штамповке, вытягиванию <7ь = 25О...4ОО МПа, 6=35..15%. При маркировке лату-ней (Л96, Л90, ..., Л62) цифры указывают на содержание меди в процентах. Кроме того, выпускают латуни многокомпонентные, т. е. с другими элементами (Мп, Sn, Pb, Al).

Бронза - сплав меди с оловом (до 10%), алюминием, марганцем, свинцом и другими элементами. Обладает хорошими литейными свойствами (вентили, краны, люстры). При маркировке бронзы Бр.ОЦСЗ-12-5 отдельные индексы обозначают: Бр - бронза, О - олово, Ц - цинк, С -свинец, цифры 3, 12, 5--содержание в процентах олова цинка, свинца. Свойства бронзы зависят от состава: бв=15О...21О МПа, б=4...8%, НВ60 (в среднем).

Алюминий - легкий серебристый металл, обладающий низкой прочностью при растяжении - аа = 80... ...100 МПа, твердостью - НВ20, малой плотностью - 2700 кг/м3, стоек к атмосферной коррозии. В чистом виде в строительстве применяют редко (краски, газооб-разователи, фольга). Для повышения прочности в него вводят легирующие добавки (Мп, Си, Mg, Si, Fe) и используют некоторые технологические приемы. Алюминиевые сплавы делят на литейные, применяемые для отливки изделий (силумины), и деформируемые (дюралюмины), идущие для прокатки профилей, листов и т.п.

Силумины - сплавы алюминия с кремнием (до 14%), они обладают высокими литейными качествами, малой усадкой, прочностью ои = 200 МПа, твердостью НВ50...70 при достаточно высокой пластичности 6== =5...10 %. Механические свойства силуминов можно существенно улучшить путем модифицирования. При этом увеличивается степень дисперсности кристаллов, что повышает прочность и пластичность силуминов.

Дюралюмины - сложные сплавы алюминия с медью (до 5,5 %), кремнием (менее 0,8%). марганцем (до 0,8 %), магнием (до 0,8 %) и др. Их свойства улучшают термической обработкой (закалкой при температуре 500...520°С с последующим старением). Старение осуществляют на воздухе в течение 4...5 сут при нагреве на 170°С в течение 4...5 ч.

Термообработка алюминиевых сплавов основана на дисперсном твердении с выделением твердых дисперсных частиц сложного химического состава. Чем мельче частицы новообразований, тем выше эффект упрочнения сплавов. Предел прочности дюралюминов после закалки и старения составляет 400...480 МПа и может быть повышен до 550...600 МПа в результате наклепа при обработке давлением.

В последнее время алюминий и его сплавы все шире применяют в строительстве для несущих и ограждающих конструкций. Особенно эффективно применение дюралюминов для конструкций в большепролетных сооружениях, в сборно-разборных конструкциях, при сейсмическом строительстве, в конструкциях, предназначенных для работы в агрессивной среде. Начато изготовление трехслойных навесных панелей из листов алюминиевых сплавов с заполнением пенопластовыми материалами. Путем введения газообразователей можно создать высокоэффективный материал пеноалюминий со средней плотностью 100...300 кг/м3

Все алюминиевые сплавы поддаются сварке, но она осуществляется более трудно, чем сварка стали, из-за образования тугоплавких оксидов АЬОз.

Особенностями дюралюмина как конструкционного сплава являются: низкое значение модуля упругости, примерно в 3 раза меньше, чем у стали, влияние температуры (уменьшение прочности при повышении температуры более 400°С и увеличение прочности и пластичности при отрицательных температурах); повышенный примерно в 2 раза по сравнению со сталью коэффициент линейного расширения; пониженная свариваемость.

Титан за последнее время начал применяться в разных отраслях техники благодаря ценным свойствам: высокой коррозионной стойкости, меньшей плотности (4500 кг/м3) по сравнению со сталью, высоким прочностным свойствам, повышенной теплостойкости. На основе титана создаются легкие и прочные конструкции с уменьшенными габаритами, способные работать при повышенных температурах.

Технологии подготовки поверхности металла

Надёжная антикоррозионная защита металла возможна только при высоком уровне подготовки поверхности.

Перед нанесением антикоррозионного лакокрасочного материала необходимо, прежде всего, выбрать технологию и метод подготовки поверхности металла перед окраской.

Существуют механические и химические методы подготовки поверхности. Механические методы имеют ряд ограничений в применении и не способны обеспечить хорошие защитные свойства лакокрасочных покрытий, особенно при их эксплуатации в жёстких условиях. В настоящее время широкое распространение получили химические методы подготовки поверхности. Данные методы позволяют обрабатывать изделия любой формы и сложности, легко поддаются автоматизации и обеспечивают высокое качество поверхности окрашиваемых изделий.

Как выбрать технологический процесс подготовки поверхности?

Какую схему подготовки поверхности следует выбрать для разных металлов, различных лакокрасочных покрытий и условий эксплуатации? Давайте обо всём по порядку.

Выбор технологии подготовки поверхности зависит от трёх основных факторов: условий эксплуатации окрашенных изделий, типа металла и применяемого лакокрасочного покрытия.

С точки зрения подготовки поверхности металлы можно разделить на две категории:

Чёрные металлы - сталь, чугун и др.;

Цветные металлы - алюминий, сплавы цинка, титана, меди, оцинкованная сталь и др.

Для подготовки поверхности чёрных металлов применяют фосфатирование, для обработки цветных металлов - фосфатирование или хроматирование. При одновременной обработке цинка и алюминия с чёрными металлами предпочтение отдают фосфатированию. Пассивирование применяют на заключительной стадии после операций фосфатирования, хроматирования и обезжиривания.

Технологические процессы подготовки поверхности изделий, эксплуатирующихся внутри помещений, могут состоять из 3-5 стадий.

Практически во всех случаях после проведения химической подготовки поверхности изделия сушат от влаги в специальных камерах.

Полный цикл химической подготовки поверхности выглядит так:

Обезжиривание;

Промывка питьевой водой;

Нанесение конверсионного слоя;

Промывка питьевой водой;

Промывка деминерализованной водой;

Пассивация.

Технологический процесс кристаллического фосфатирования предусматривает стадию активации непосредственно перед нанесением конверсионного слоя. При применении хроматирования могут быть введены стадии осветления (при использовании сильнощелочного обезжиривания) или кислотной активации.

Выбор технологии, обеспечивающей высокое качество подготовки поверхности перед окраской, обычно ограничен размерами производственных площадей и финансовыми возможностями. Если таких ограничений нет, то следует выбирать многостадийный технологический процесс, гарантирующий необходимое качество получаемых лакокрасочных покрытий.

Однако, как правило, с ограничивающими факторами приходится считаться. Поэтому для выбора оптимального варианта предварительной обработки поверхности следует провести предварительные испытания предполагаемых покрытий на месте.

Какой метод химической обработки металла лучше?

Для химической обработки металла применяют распыление (струйная обработка низкого давления), погружение, паро- и гидроструйный методы.

Для реализации первых двух методов используют специальные агрегаты химической подготовки поверхности (АХПП).

Выбор метода подготовки поверхности зависит от производственной программы, конфигурации и габаритов изделий, производственных площадей и ряда других факторов.

Обработка металла распылением. Для обработки металла методом распыления можно применять АХПП как тупикового, так и проходного типов. Высокую производительность обеспечивают агрегаты проходного типа непрерывного действия.

Максимальная скорость движения конвейера в АХПП ограничивается возможностью качественного нанесения ЛКМ в камере окраски и составляет, как правило, не более 2,0м/мин. При возрастании скорости конвейера потребуется расширение производственных площадей.

Большим достоинством АХПП проходного типа является возможность применения единого конвейера для участков подготовки поверхности и окраски изделий.

Обработка металла погружением. Для обработки металла методом погружения используют АХПП, состоящие из ряда последовательно расположенных ванн, оборудования перемешивания, транспортёра, разводки трубопроводов, камеры сушки. Изделия транспортируют с помощью тельфера, автооператора или кран-балки. Агрегат обработки погружением занимает значительно меньше производственной площади по сравнению с агрегатом обработки распылением. Но в этом случае после подготовки поверхности потребуется введение дополнительной операции - перевешивания изделий на конвейер окраски.

Пароструйный метод. Для подготовки к окраске крупногабаритных изделий, а также при отсутствии необходимых производственных площадей возможно применение пароструйной обработки металла (обезжиривание с одновременным аморфным фосфатированием). Металлообработка производится оператором вручную стволом-очистителем, из которого на изделия распыляется пароводяная смесь при температуре 140°С с добавками специальных химикатов.

Для пароструйной обработки можно применять стационарные и передвижные установки. В стационарных установках нагрев осуществляется паром при давлении 4,5- 5,0ати.

Обработка металла

Выбор технологии подготовки поверхности и обработки металла - ответственный этап организации покрасочных работ, так как он во многом определяет качество будущего лакокрасочного покрытия и должен производиться с привлечением квалифицированных специалистов.

Только такой подход может обеспечить высокое качество антикоррозионного покрытия и заданный срок службы металлической конструкции.

Термическая обработка цветных металлов

Термическая обработка цветных металлов. Как правило, цветные металлы подвергают термической обработке для удобства работы с ними.

Медь отжигают, нагревая ее до температуры 500- 650°С и охлаждая в воде. Если мягкую медь нагреть, а потом постепенно охладить на воздухе, она станет более твердой.

Латунь и алюминий отжигают при нагревании соответственно до 600-750°С и 350-410°С с последующим охлаждением на воздухе.

Бронзу закаливают нагреванием до 800-850°С с последующим охлаждением в воде. Если ее нагреть до той же температуры и охладить на воздухе, она отпустится.

Дюралюминий Д1 и Д6 закаливают нагреванием до 500°С с последующим охлаждением в воде, однако окончательную твердость он приобретет при комнатной температуре через 4-5 дн. Этот процесс называется старением. Для облегчения сгибания, особенно под острыми углами, дюралюминиевые детали отжигают. Для этого деталь нагревают до 350-400°С, затем медленно охлаждают на воздухе.

Особенности цветных металлов

1. Некоторые металлы (медь, магний, алюминий) обладают сравнительно высокими теплопроводностью и удельной теплоемкостью, что способствует быстрому охлаждению места сварки, требует применения более мощных источников теплоты при сварке, а в ряде случаев предварительного подогрева детали.

2. Для некоторых металлов (медь, алюминий, магний) и их сплавов наблюдается довольно резкое снижение механических свойств при нагреве, в результате чего в этом интервале температур металл легко разрушается от ударов, либо сварочная ванна даже проваливается под действием собственного веса (алюминий, бронза).

3. Все цветные сплавы при нагреве в значительно больших объемах, чем черные металлы, растворяют газы окружающей атмосферы и химически взаимодействуют со всеми газами, кроме инертных. Особенно активные в этом смысле более тугоплавкие и химически более активные металлы: титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден. Эту группу металлов часто выделяют в группу тугоплавких, химически активных металлов.

Особенности обработки цветных металлов

Цветные металлы прочны и долговечны, способны переносить высокие температуры. Недостаток только один - способность корродировать и разрушаться под воздействием кислорода.

Одним из самых эффективных методов защиты цветного металла от атмосферной коррозии считается нанесение защитных лакокрасочных материалов. Существуют три группы средств для защиты металлических поверхностей: грунтовки, краски и универсальные препараты «три в одном». Грунтовка - незаменимое средство борьбы с атмосферным окислением, одно- или двухслойное грунтование производится перед окрашиванием, помимо защитных свойств сообщая финишному покрытию лучшую адгезию к основанию. При выборе состава важно знать, что для разных металлов используются разные грунтовки

Для алюминиевых оснований используют специальные грунтовки на цинковой основе либо уретановые краски. Медь, латунь и бронзу обычно не красят - эти металлы поставляются на рынок с заводской обработкой, защищающей поверхность и подчеркивающей ее красоту. Если же целостность такого «фирменного» покрытия со временем нарушается, его лучше полностью удалить с помощью растворителя, после чего основание следует отполировать и покрыть эпоксидным или полиуретановым лаком.

LIKONDA® 25: Процесс бесцветного хроматирования цветных металлов

Процесс бесцветного хроматирования цветных металлов

Процесс Likonda 25 предназначен для получения на серебре, меди и ее сплавах бесцветных хроматных пленок , полирующих и защищающих металлическую поверхность от коррозии.

Особенности процесса

Бесцветные хроматные пленки получаются при одностадийной обработке .

Коррозионная стойкость бесцветных хроматных пленок к воздействию влаги (по ГОСТ 9.012.73) составляет не менее 240 ч .

Получаемые пленки стойки к истиранию в мокром виде , поэтому хроматирование можно проводить во вращательных установках .

Раствор Likonda 25 может быть применен как на автоматических установках , так и при ручном обслуживании .

Корректировка хроматирующего раствора во время эксплуатации осуществляется добавлением композиции Likonda 25 .

Хроматирование проводится методом погружения обрабатываемых деталей в раствор.

Состав раствора и режим работы

Существует несколько методов нанесения защитных металлических покрытий: гальванический, диффузионный, металлизация, плакирование и погружение в расплавленный металл.

Гальваника – один из наиболее распространённых методов защиты металлических изделий от коррозии и придания им определённых свойств или улучшения их, путём нанесения специальных металлических или химических покрытий. На настоящее время гальваника распространена в машиностроении и строительстве. Гальваническое производство выполняет различные виды покрытий: никелирование, цинкование, хромирование, анодирование, фосфатирование и другие.

Свойства антикоррозийных покрытий напрямую зависят от толщины защитного слоя, толщина которого, в зависимости от резкости климатических условий, меняется в сторону увеличения.

Никелирование – это процесс нанесения тонкого слоя никеля на поверхность металлических изделий для защиты от коррозии. Никелирование бывает нескольких типов: электрохимическое, химическое, покрытие «чёрный никель».

При электрохимическом никелировании - никелем покрывают изделия из стали и цветных металлов для достижения высокой степени антикоррозийности и повышения износостойкости. Главным плюсом химического никелирования, в состав которого входит ещё до 12% фосфора, является равномерное распределение покрытия по поверхности изделия, а также повышенная антикоррозийная стойкость, износостойкость и твёрдость, полученные после термообработки.

Анодирование – это процесс получения защитной или декоративной поверхности различных сплавов (алюминиевых, магниевых и др.) под воздействием тока. Полученная плёнка обладает повышенными электроизоляционными, водостойкими и антикоррозионными свойствами.

Хромирование - это процесс, при котором наносится хром или его сплав на изделие из металла. При этом само изделие наделяется такими свойствами, как износостойкость, антикорозийность, жаростойкость и т.д. В наше современное время процесс хромирования очень распространен. Его в достаточном объеме используют как в машиностроении, так и в промышленности. Сам хром отличается большой стойкостью против негативного воздействия различных кислот, а также щелочей. Хром не может быть растворим в серной, азотной, соляной кислоте и т.д. Он не тускнеет, даже если его нагреть до 700 К.

Для красоты и ограждения от коррозии люди хромируют большое количество различных изделий. Процесс хромирования широко распространен в различных сферах. Например, часто хромируют предметы интерьера, среди которых некоторые детали мебели, ручки к дверям, таблички, статуэтки и т. д. Хромирование используют для долговечности нагрудных знаков (ордена, медали, значки и т. д.), аксессуаров к вещам (запонки, пряжки, зажимы к галстукам), ювелирных украшений. Также распространенная сфера применения - покрытие медицинских инструментов.

1.Алмазирование: -профильные шлифовальные круги d 10:300мм. Высотой до 100мм. -напильники длиной до 350мм. -шлифовальные оправки, надфили, шарошки и т. п. 2.Гальванические покрытия Никелирование, меднение: -мелкие детали для обработки во вращательной установке -детали для покрытия на подвесках габаритами до 420x500мм. Цинкование: -аналогично никелированию, но необходим выпрямитель электрического тока до 100 ампер. 3.Дополнительная обработка гальванопокрытий с целью повышения коррозионной стойкости при повышенной влажности – пропитка ГФЖ / гидрофобизирующая жидкость/. После обработки поверхность приобретает Водоотталкивающие свойства. 4.Рекуперация Снятие остаточного алмазного слоя на никелевой связке с алмазного инструмента для повторного использования стальной заготовки.