Сплавы цветных металлов

Латунью называется сплав меди с цинком. Содержание цинка в латуни колеблется от 10 до 40%. Она. хорошо куется, штампуется, отливается и хорошо сохраняет полировку. Температура ее плавления 980—1050°. Специальные латуни могут содержать, кроме меди и цинка, марганец, никель, свинец, железо, алюминий. Они обладают повышенной прочностью и хорошей сопротивляемостью износу. Латунь применяется в автомобильной промышленности для изготовления деталей радиаторов, трубопроводов, деталей карбюраторов, кранов, втулок и т.п.

Для отливки корпусов карбюраторов и топливных насосов используют цинковые сплавы, содержащие до 93% цинка; эти сплавы отличаются легкоплавкостью.

Государственным стандартом установлены шесть марок медноцинковых сплавов.

Таблица. Медноцинковые сплавы

Сплав	Марка	Химический состав в %				Применение сплавов
		Медь	Свинец	Цинк	Остальные примеси
Томпак	М-90	90	—	9,8	0,2	Для изготовления ниппилей и другой арматуры
Полутомпак	Л-80	80	—	19,75	0,25	Для листов
Латунь	Л-68	68	—	31,75	0,25	Для гильз, труб, проволок
	Л-62	62	—	37,6	0,4	для прутков, листов, труб
	Л-59	59	—	40	1	Для прутков разных профилей
Латунь свинцовистая	Л-59-1	59	1,5	38,5	1	Для резьбовых изделий, штамповки, различной арматруры

Бронза представляет собой сплав меди с оловом. Может содержать небольшое количество никеля, алюминия, кремния, марганца, фосфора, цинка и свинца. В автомобильной промышленности из бронзы изготовляют всевозможные втулки, вкладыши для подшипников и другие детали. Бронза при отливке хорошо заполняет формы, дает малую усадку, стойка против окисления и хорошо обрабатывается инструментами. Фосфористая бронза, содержащая до 0,5% фосфора, отличается стойкостью против кислот, износостойкостью и хорошими литейными свойствами.

Алюминиевая бронза состоит из 90—97% меди и 10—3% алюминия. Она значительно прочнее оловянистой бронзы и успешно сопротивляется действию химических влияний, поддается ковке, вальцовке, прессованию, в достаточной степени заполняет сложные формы при отливке, эластична и хорошо выносит удары.

Никелевая бронза содержит от 3 до 40% никеля, обладает наибольшей вязкостью, плотностью, крепостью и твердостью. Температура плавления бронзы 900—1000°. Марки бронзы, применяемой в автомобильной промышленности, приведены в таблице.

Таблица. Бронза

Марка	Химический состав в %				Медь
	Олово	Свинец	Цинк	Фосфор
Бр. ОСЦ 5-10	4,5-6	8,0-10	2	—	Остальное
Бр. ОСЦ 5-5,5	4,5-5,5	4,5-5,5	4,5-5,5	—	—
Бр. ОСЦ 10-2	9,0-11,0	—	1,0-3,0	—	—
Бр. ОСЦ 10-1	9,0-11,1	—	—	0,4-0,8	—

Баббитом называется антифрикционный сплав на оловянной или свинцовой основе. Структура антифрикционного сплава состоит из основной пластичной массы (олово, свинец) и вкрапленных твердых зерен (сурьма). Мягкая (пластичная) основа баббита вследствие трения вала о подшипник изнашивается быстрее, чем вкрапленные в нее твердые составляющие. Поэтому поверхность мягкой основы несколько ниже твердых частиц сплава и вал своими шейками опирается на выступающие твердые частицы баббита подшипника. Это уменьшает поверхность трения и облегчает циркуляцию масла.

Антифрикционные сплавы из олова, свинца и сурьмы имеют тот недостаток, что при затвердевании в них расслаиваются структурные составляющие, твердые кристаллы химического соединения сурьмы с оловом выкристаллизовываются в первую очередь и как более легкие всплывают наверх, а основная пластичная масса остается внизу. Это явление называется ликвацией. Чтобы устранить вредное влияние ликвации, в сплавы с оловянной и оловянно-свинцовой основой вводят медь, образующую с оловом химическое соединение, более тугоплавкое, чем указанные выше структурные составляющие. Химическое соединение меди с оловом при охлаждении расплавленного сплава застывает в первую очередь, образуя в нем как бы решетку (каркас), препятствующую расслоению структурных составляющих. Добавка меди в баббит повышает также и его твердость.

Свинцовистая бронза используется для заливки вкладышей двигателей с воспламенением от сжатия. Она отличается высокой прочностью и тугоплавкостью, но плохо прирабатывается по валу и может расслаиваться при заливке (ликвация); поэтому подшипники из свинцовистой бронзы требуют особо точного соблюдения правил заливки и тщательной подготовки. Для заливки подшипников и вкладышей автомобильных двигателей применяют следующие антифрикционные сплавы.

Таблица. Баббиты и свинцовистая бронза

Марка антифрикционного сплава	Химический состав в %								Температура плавления, С°
	Сурьма	Медь	Кадмий	Никель	Мышьяк	Теллур	Олово	Свинец
БН	13-15	1,5-2,0	1,25-1,75	0,75-1,25	0,5-0,9	—	9-11	Остальное	410
БТ	14-16	0,7-1,1	—	—	—	0,05-0,2	9-11	Остальное	—
Свинцовистая бронза	—	69-72	0,2-0,5	—	—	—	—	28-31	1080

Припои делятся на твердые и мягкие. Твердые припои применяют там, где требуется большая механическая прочность. В случаях, когда изделие не подвергается действию больших нагрузок и высоких температур, применяют мягкие припои. В таблице приводится состав мягких припоев.

Твердые припои служат для пайки латуни, бронзы, меди и др. Твердый припой марки ПМЦ-36 содержит 36% меди и 64% цинка, припой ПМЦ-54 содержит 54% меди и 46% цинка. Первый применяют для пайки латуни, второй — для пайки меди и бронзы.

К твердым припоям относятся также серебряные (ПСр). Например, для пайки контактов прерывателя используют твердый припой ПСр-12, состоящий из 12% серебра, 52% цинка и 36% меди.

Таблица. Мягкие припои

Марка	Химический состав в %						Примечание
	Олово	Сурьма	Свинец	Примесей не более
				Медь	Висмут	Мышьяк
ПОС-18	17-18	2-2,5	Остальное	0,15	0,1	0,05	Для пайки свинцовых изделий автомобильных деталей, для лужения стали перед пайкой и заливкой
ПОС-30	29-30	1,5-2,0	—	0,15	0,1	0,05	Для пайки радиаторов и лужения подшипников
ПОС-40	39-40	1,5-2,1	—	0,1	0,1	0,05	Для пайки латуни, стали и медных проводов
ПОС-50	49-51	0,8	—	0,15	0,1	0,05	ТО же

Алюминиевые сплавы применяют для изготовления поршней, головок цилиндров, картеров и других деталей. Алюминиевый сплав обладает большой прочностью и способен закаливаться; некоторые алюминиевые сплавы по прочности приближаются к стали.

На воздухе и в воде алюминиевый сплав покрывается лишь тонкой светло-серой пленкой окиси, дальнейшего же окисления не происходит. Щелочи на этот сплав действуют разрушающе. Для закалки сплав помещают в ванну с раствором поташа и углекислой соды, нагретым до 480—520°, а затем охлаждают в масле. Закаленный алюминиевый сплав обрабатывается резанием гораздо лучше незакаленного; поэтому изготовленные из него детали перед механической обработкой рекомендуется закаливать.

Алюминиевые поршни изготовляют — из сплавов, приведенных в таблице.

Таблица. Алюминиевые сплавы для поршней

Двигатели автомобилей	Химический состав в %
	Медь	Кремний	Марганец	Железо	Алюминий
Москвич	0,3-0,8	11,5-13,5	0,8-1,5	до 0,8	Остальное
М-20 Победа и ГАЗ-51	6,25-7,75	5-6	0,25-0,3	до 1,5	—
ГАЗ-ММ	9,75-10,75	0,75	0,2-0,75	0,9-1,5	—
ЗИС-5	4,5-6,0	5,5-7,0	0,15-0,35	0,8-1,2	—
ЗИС-150	5,0-7,0	5,0-7,0	0,15-0,4	до 1,5	—

Сплавы для изготовления поршней нагревают до температуры 510—520° и закаливают в воде, а затем подвергают отпуску при температуре 165—175° с выдержкой при этой температуре 15—18 час.