2.2. Цветные металлы и их сплавы

Цветные металлы и сплавы широко применяются в приборостроении из-за их особых свойств (антифрикционность, коррозионной стойкости, хороших технологических свойств, немагнитности и др.). Наибольшее распространение имеют медь и ее сплавы, и сплавы алюминия.

Медь и ее сплавы. Медь отличается высокой теплопроводностью, коррозионной стойкостью, хорошо обрабатывается давлением, удовлетворительно резанием. Широко применяется в электротехнике, машино- и приборостроении для изготовления проводов, контактов, прокладок, шайб. Наиболее широко применяются ее сплавы: латунь и бронза.

Латуни подразделяются на двойные сплавы меди с цинком и многокомпонентные, имеющие в своем составе также алюминий, железо, марганец, свинец, никель и другие добавки, повышающие механические и физические свойства латуни. По сравнению с медью обладают более высокой прочностью и коррозионной стойкостью. Простые латуни обозначают буквой Л и цифрой, показывающей содержание меди в процентах. В специальных латунях после буквы Л пишут заглавную букву дополнительных легирующих элементов и через тире после содержания меди указывается содержание легирующих элементов. Легирующие элементы обозначают: А- аллюминий, Б- бериллий, Ж- железо, К-кремний, Мц- марганец, Н- никель, О- олово, С- свинец, Ц- цинк, Ф-фосфор.

Бронзами называют сплавы меди, в которых основными легирующими материалами являются различные металлы, кроме цинка. Маркируют бронзы буквами Бр, за которыми следуют заглавные буквы легирующих элементов, а через тире цифры, показывающие их процентное содержание.

По сравнению с латунью бронзы обладают более высокими прочностью, коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. Можно разделить бронзы на несколько групп:

Оловянистые бронзы подразделяют на литейные и обрабатываемые давлением. Первые применяют для изготовления вкладышей подшипников, колес червячных передач, различных антифрикционных деталей. Вторые для токопроводящих и моментных пружин, растяжек и других деталей.

Алюминиевые бронзы - дешевые заменители алюминиевистых латуней имеют по сравнению с ними более высокую прочность, но худшую паяемость.

Кремнистые бронзы отличают коррозионная стойкость и антифрикционные свойства.

Алюминий и его сплавы

Материалы данной группы отличаются малой плотностью, хорошей электро- и теплопроводностью, в большинстве случаев- хорошей пластичностью. Прочность сплавов сравнительно невысокая, коррозионная стойкость во влажной атмосфере хорошая, в щелочной и кислотной среде-крайне низкая, жаропрочность и жаростойкость сравнительно невысокие.

Чистый алюминий ввиду низких механических характеристик используется мало ( провода, шкалы, стрелки ). Применяют сплавы алюминия с другими компонентами, основные из которых- кремний, медь и магний.

Сплавы алюминия с кремнием (силумины) обладают жидкотекучестью и идут на изготовление корпусов, шасси, кронштейнов, втулок, фланцем и других деталей, изготавливаемых литьем. После отливки детали могут подвергаться термообработки. Основные марки литейных алюминиевых сплавов АЛ2, АЛ9, АЛ5-1.

Деформируемые алюминиевые сплавы применяют для изготовления резанием или штамповкой осей, втулок, фланцев, стаканов, крышек, зубчатых колес, кожухов приборов. Применяют термическую обработку в зависимости от марки сплава, в результате чего его прочность возрастает. Основные марки деформируемых алюминиевых сплавов АД1, Д16, АМГ5, АМЦ.

Титановые сплавы

Титановые сплавы разделяют на литейные и деформируемые. Преимуществами титановых сплавов перед другими материалами являются:

• высокая удельная стойкость;

• высокая удельная прочность;

• немагнитность;

• низкая теплопроводность;

• малый коэффициент линейного расширения;

• малая удельная плотность у = 4,5 г/см³.

По механическим свойствам они близки к легированным сталям. Ввиду вязкости обрабатываются труднее. Титановые сплавы куются и свариваются.

Наиболее распространены литейные сплавы ВТ1Л, ВТ5Л, ВТ9Л. Сплав ВТ1Л обладает наибольшей химической стойкостью, но имеет низкие механические свойства. Сплав ВТ9Л наиболее высокопрочный и предназначен для деталей, работающих при температуре до 500 ° С.

Из деформируемых сплавов наиболее примененные марки ВТ4, ВТ5 (сварные и штампованные конструкции), ВТ8 и ВТ14 (крепежные и конструкционные детали).

Никель, сплавы никелевые и медно - никелевые

Сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью, хорошо деформируются в холодном состоянии, хорошо обрабатываются резанием.

В качестве конструкционных находят применение МНЦ15-20 (нейзильбер), МНЦС16-29-1,8 (свинцовистый нейзильбер), МНЖМц30-1-1 (мельхиор), МНА13-3 (куниаль А), МНА6-1,5 (куниаль Б).

В качестве электротехнических материалов используют сплавы МНМц43-05 (копель ), МНМц40-45 (константан), МНМц3-13, МНМцАЖ3-12-0,3-0,3 (манганин).