Медь и сплавы на ее основе

1. Оловянные бронзы — сплавы меди (80—94 %) и олова (20—6 %).

- Литейные стандартные. Предназначены для получения разных деталей машин методами фасонного литья. Эти бронзы обладают высокими литейными свойствами, а также имеют высокую плотность отливок, достаточную коррозионную стойкость и высокие механические свойства.

- Литейные ответственного назначения. Обладают высокими антифрикционными свойствами и хорошим сопротивлением истиранию. Эти сплавы применяют для изготовления подшипников скольжения и других деталей, работающих в условиях трения.

- Деформируемые. Отличаются от литейных более высокой прочностью, вязкостью, пластичностью, сопротивлением усталости. Основные легирующие элементы в деформируемых бронзах - олово, фосфор, цинк и свинец, причем олова в них меньше, чем в литейных бронзах. Деформируемые бронзы можно разделить на сплавы, улучшенные оловом и фосфором, и сплавы, не содержащие фосфора. Из этих бронз некоторые обрабатываются давлением, а некоторые совсем не обрабатывается давлением в горячем состоянии. Эти бронзы предназначены для изготовления деталей, работающих в условиях трения, и поэтому улучшены свинцом.

2. Алюминиевые бронзы — 5—11 % алюминия и добавки желе­за марганца, никеля. Обладают высокими механическими свой­ствами и антикоррозионной стойкостью.

По распространенности в промышленности алюминиевые бронзы занимают одно из первых мест среди медных сплавов. В меди растворяется довольно большое количество алюминия: 7,4% при 1035 °С, 9,4% при 565 °С и около 9% при комнатной температуре. С увеличением содержания алюминия прочностные свойства сплавов повышаются. Оптимальными механическими свойствами обладают сплавы, содержащие 5...8% А1.

Наряду с повышенной прочностью они сохраняют высокую пластичность.

Алюминиевые бронзы по сравнению с оловянными имеют следующие преимущества:

· большую плотность отливок;

· лучшую жидкотекучесть;

· более высокую прочность и жаропрочность;

· более высокую коррозионную и противокавитационную стойкость;

· меньшую склонность к хладноломкости.

Кроме того, алюминиевые бронзы не дают искр при ударе.

Недостатки алюминиевых бронз:

· значительная усадка при кристаллизации

· склонность к образованию крупных столбчатых кристаллов;

· сильное окисление в расплавленном состоянии, при котором образуются оксиды алюминия, приводящие к шиферному излому в деформированных полуфабрикатах;

· вспенивание расплава при заливке в форму;

· трудность пайки твердыми и мягкими припоями;

· недостаточная коррозионная стойкость в перегретом паре.

Бронзы с содержанием алюминия применяются для изготовления различных втулок, направляющих седел, фланцев, шестеренок и много других преимущественно мелких но ответственных деталей.

3. Свинцовые бронзы — 25—33 % свинца с присадками олова, цинка и никеля. Для лучшей обрабатываемости в бронзу вводят от трех до пяти процентов свинца, который присутствует в виде обособленных включений, обеспечивающих ломкость стружки при ее обработке на металлорежущих станках. Бронза с добавлением 30 процентов свинца является высококачественным антифрикционным материалом, широко применяемым в машиностроении. Такая бронза используются для приготовления подшипников, работающих при высоких удельных давлениях и больших скоро­стях скольжения.

4. Кремниевые бронзы — 4,5 % кремния с добавками цинка, никеля, марганца.

При увеличении содержания кремния до 3,5% повышается не только временное сопротивление разрыву меди, но и относительное удлинение. Сплав бронзы с содержанием кремния около четырех процентов является как бы заменителем оловянных бронз, но бронзы с кремнием лучшие показатели по коррозионной стойкости, механическим свойствам и плотности бронзы в отливках

В промышленном масштабе эти бронзы применяют в изделиях с высокими технологическими, механическими, пружинящими и коррозионными свойствами.

5. Бериллиевые бронзы — 1,8—2,3 % бериллия, обладают по­сле закалки высокой твердостью и упругостью. Используются для изготовления пружин.

Сплавы меди с бериллием отличаются уникальным благоприятным сочетанием в них высоких прочностных и упругих свойств, высокой электро- и теплопроводностью, высоким сопротивлением разрушению и коррозионной стойкостью.

Высокая прочность бронзы и упругость при высокой химической стойкости, хорошей свариваемости, обработке резанием делают бронзу с добавлением бериллия подходящим материалом для производства ответственных деталей, специальных пружин, мембран, пружин и контактов и много другого где требуются эти качества. Широкому применению бериллиевых бронз препятствует стоимость и дефицитность бериллия, А также его токсичность.

6. Кадмиевые бронзы — сплавы меди с кадмием (до 1 %). До­бавляют олово и магний. Используют при производстве трол­лейных проводов и коллекторов машин постоянного тока, для изготовления арматуры водопроводных и газовых линий.