В современном машиностроении цветные металлы и сплавы имеют широкое
применение, а в некоторых отраслях, например самолетостроении,
радиотехнике, приборостроении и электротехнике, являются основными
материалами.
К цветным металлам относятся: медь, алюминий, магний, никель, свинец,
олово, цинк и др., а также сплавы на их основе.
Медь и ее сплавы. Медь имеет красный цвет. Низкое электросопротивление
сделало медь одним из основных материалов для изготовления проводников
электрического тока. Высокая пластичность меди позволяет получать из нее
обработкой давлением в холодном и горячем состоянии тонкую проволоку
(диаметром 0,02—0,03 мм) и фольгу толщиной 0,05—0,06 мм. Большое
применение имеют сплавы на медной основе — латуни и бронзы. Сплавы меди
с цинком называются латунями; сплавы меди
с оловом, свинцом, алюминием, марганцем, никелем,
бериллием и другими элементами называют бронзами.
7. Химический состав литейных латуней, %
Латуни. Добавка в медь цинка повышает прочность и
удешевляет стоимость изделий. В зависимости от назначения различают
латуни, применяемые для изготовления отливок, и латуни для обработки
давлением (прокаткой, штамповкой, ковкой). Некоторые марки и назначение
литейных латуней приведены в табл. 7 (ГОСТ 17711—72).
Латунные изделия, полученные холодной обработкой давлением, необходимо
подвергать отпуску при температуре 200° С в течение 1,5—2 ч для
частичного снятия внутренних напряжений. Без этой обработки в деталях
обнаруживается изменение размеров и самопроизвольное растрескивание, в
особенности при наличии газовой среды, седержащей аммиак.
Бронзы. В зависимости от химического состава бронзы делятся на
оловянистые и безоловянистые (специальные). Добавка в медь олова
улучшает литейные свойства сплава (повышает жидкотекучесть и уменьшает
усадку) и обрабатываемость, повышает его коррозионную стойкость и
механические свойства. В бронзах, кроме олова, содержатся цинк, свинец и
другие элементы, улучшающие их свойства. Марки и назначение литейных
бронз приведены в табл. 8 (ГОСТ 613—65).
Деформируемые оловянистые бронзы (ГОСТ 5017—74) выпускаются в виде
листа, прутков, трубок, ленты, проволоки различных толщин и сечений.
Многие детали из них изготавливаются штамповкой и прессовкой.
Алюминий и его сплавы. Алюминий является распространенным металлом; он
почти в три раза легче железа. Алюминий имеет удовлетворительную
коррозионную стойкость благодаря образующейся на поверхности пленки
окислов, которая защищает от окисления нижележащие слои металла. Из-за
высокой электропроводности и пластичности алюминий является одним из
наиболее употребительных материалов для изготовления токоведущих шин,
проводов и кабелей, труб и специальных про-филей. Большое применение
нашел алюминий для изготовления посуды.
Алюминиевые сплавы делятся на литейные и деформируемые.
Алюминиевые сплавы имеют хорошие литейные свойства, легко обрабатываются
и обладают высокими механическими свойствами после термической
обработки. Наибольшее распространение получили сплавы алюминия с
кремнием, медью и магнием (силумины). Эти сплавы, подвергнутые операции
модифицирования (с помощью натрия или его фтористой соли), приобретают
мелкокристаллическую структуру и более высокие механические свойства.
Марки и химический состав некоторых литейных алюминиевых сплавов
приведены в табл. 9 (ГОСТ 2685—75).
Магний и его сплавы. Магний обладает большой
активностью при взаимодействии с кислородом, а в виде порошка и тонкой
ленты сгорает на воздухе. Широкое распространение магний получил для
изготовления сверхлегких сплавов (типа электрон). Магниевые сплавы
легки, обладают сравнительно большой прочностью, при механической
обработке допускают высокие скорости резания. В табл. 10 приведены
некоторые магниевые сплавы и указано их назначение (ГОСТ 2856—68 *).
10. Химический состав магниевых сплавов, %
Марка
сплава
Алюминий
Цинк
Марганец
Всего примесей, ие
более
Применение
МЛ2
—
—
1,0—2,0
0,5
Горловины
бензобаков и несложная бензомасля-
МЛ4
5,0—7,0
2,0—3,0
0,15-0,5
0,5
ная аппаратура
Литые детали самоле
МЛ5
7,5-9,3
0,2—0,8
0,15-0,5
0,5
тов, двигатели,
корпуса приборов Литые детали самолетов, двигатели,
радиоаппаратура, корпуса фотоаппаратов и др.
Свинцовооловянные сплавы. Сплавы на основе олова и
свинца применяют в машиностроении главным образом при изготовлении
подшипников скольжения, а также для пайки различных узлов и деталей.
Низкий коэффициент трения и хорошая способность прирабатываться делают
свинцовооловянные сплавы одними из лучших антифрикционных сплавов. Эти
сплавы, известные под названием баббитов (табл. 11), имеют большое
распространение в машиностроении (ГОСЦ 1320—74).
11. Химический состав баббитов, %
Марка
Сурьма
Медь
Кадмий
Никель
Мышьяк
Олово
Т еллур
Свииец
Б89
7,25—8,25
2,5—3,5
—
—
—
Осталь
ное
—
—
Б83
10-12
5,5—6,5
—
—
—
То же
—
—
Б16
15—17
1,5—2,0
—
—
—
15-17
—
Ос
тальное
БН
13-15
1,5-2,0
1,25-1,75
0,75—1,25
0,5—0,9
9-11
—
То же
Б6
14—16
2,5—3,0
1,75-2,25
—
0,6—1,0
5—6
—
>
БТ
14-16
0,7-1,1
—
—
—
9-11
0,05—
0,2
»
Сплавы свинца с оловом широко применяются в
качестве припоев при производстве паяных изделий (табл. 12).