§ 12. Проводниковые сплавы на основе меди (бронзы и латуни).

Из сплавов на основе меди наибольшее применение в электротехнике получили бронзы и латуни.

Бронзами называются сплавы меди с оловом, алюминием и другими металлами, специально вводимыми с целью получения определенных свойств сплава. Раньше всех начали применяться оловянистые бронзы, в которых содержание олова составляет 10— 20%. Оловянистые бронзы являются дорогостоящими сплавами, так как содержат дефицитное олово. Поэтому оловянистые бронзы стараются заменять алюминиевыми и другими бронзами, содержащими кадмий, цинк, фосфор и другие вещества (легирующие элементы).

Характерной особенностью бронз является их малая объемная усадка при литье (0,6—0,8%) по сравнению с чугуном и сталями, у которых усадка достигает 1,5—2,5%. Поэтому наиболее сложные по форме детали отливают из бронзы. Другие характерные свойства бронз — повышенная твердость, упругость (по сравнению с медью), большое сопротивление истиранию и стойкость к коррозии. Благодаря этим свойствам бронзы широко применяют в машиностроении для изготовления втулок, шестерен, пружин (бронзовая лента) и других деталей.

Марки бронз обозначаются буквами Бр (бронза), за которыми следуют буквы и цифры, показывающие, какие легирующие элементы и в каком количестве содержатся в данной бронзе (табл. 1).

Марки и состав некоторых бронз Таблица 1

Марка бронзы	Содержание легирующих элементов, %
	олово	цинк	свинец	фосфор	алюминий	марганец	никель	бериллий
БрО-Ю Бр0Ф7-0,2 Бр0ЦС6-6,3 БрОФЮ-1 БрА7 БрАМЦ9-2 БрБН2-0,3	10 6-8 5-7 9-11 - - -	- - 5-7 - - - -	- - 2-4 - - - -	- 0,2 - 1,0 - - -	- - - - 6-8 8-10 -	- - - - - 2,0 -	- - - - - - 0,2-0,5	- - - - - - 1,9-2,2

В электротехнике стараются применять бронзы, проводимость которых близка к проводимости меди. Такими бронзами являются кадмиевая и кадмиево-оловянистая. Остальные бронзы, строго говоря, нельзя отнести к проводниковым бронзам, но они нашли применение в электротехнике вследствие упругих свойств (пружины) и высокой механической прочности. Из бронз изготовляют провода с повышенной механической прочностью, щеткодержатели, пружины и контактные детали в электрических аппаратах и приборах.

Кроме бронз, в электротехнике нашли широкое применение сплавы меди с цинком латуни, в которых содержание цинка может доходить до 45%. При этом содержании цинка латуни обладают наибольшей механической прочностью. Латуни, содержащие 30—32% цинка, обладают наибольшей пластичностью, поэтому из них изготовляют изделия горячей или холодной прокаткой и волочением: листы, ленты, проволоку и др. Без нагрева из листовой латуни можно изготовлять глубокой вытяжкой и штамповкой сложные детали: кожухи, колпачки, фасонные шайбы, прокладки и др.

В результате холодной обработки давлением у латуни увеличивается твердость и механическая прочность, но заметно снижается пластичность. Для восстановления пластичности латунь отжигают при температуре 600—700°С и медленно охлаждают до комнатной температуры. Латуни хорошо обрабатываются резанием. Изделия из латуни устойчивы к атмосферной коррозии, но деформированная (вытяжкой) латунь подвержена коррозии во влажной атмосфере в большей степени, чем медь. Для повышения коррозионной стойкости латуней в них вводятся легирующие элементы: алюминий, никель, свинец и др. Такие латуни называются специальными, например морская латунь (марка ЛО70-1) стойка к коррозии даже в морской воле. Марки латуней начинаются с буквы Л (латунь), за которой следуют буквы, указывающие на другие элементы (кроме меди), которые входят в состав латуней. Стоящие в конце марки цифры означают содержание (в процентах) меди и других компонентов (табл. 2)

Марки и состав некоторых латуней . Таблица 2

Марка латуни	Состав компонентов, %
	Медь	Цинк	Свинец
Л62 Л68 ЛС59-1	60-63,5 60-70 56-60	36,5-40 30-33 38-42	- - 0,8-2,0

Основные характеристики проводниковых бронз и латуни.

Таблица 3

Материал	Обработка	Проводимость, %	Предел прочности при разрыве, σр=кГ/см2	Относи тельное удлинен ие при разрыве lр ,%
Медь проводниковая (99,9-99,95 Си)	Отожженная твер дотянутая	100 98	22-30 34-48	50 48
Бронза кадмиевая 0,9 СЬ; остальное Си)	Отожженная твердотянутая	95 90	31 73	50 4
Бронза кадмиево-оловянистая (0,8% Cd; 0,6 Sn; остальное Си)	Отожженная твердотянутая	60 55	29 73	55 4
Бронза (2,5% AI; 2% Sn; остальное Си)	Отожженная твердотянутая	15-18 15-18	37 97	45 5
Бронза форфористая (7% Sn; 0,1% Р; остальное Си)	Отожженная твердотянутая	10-15 10-15	40 105	60 3
Бронза бериллиевая (1,9-2,6% Be; 0,2-0,5% Ni; остальное Си)	Отожженная твердотянутая	36 26	70-79 162-175	9 20
Латунь Л62 (40% Zn; 60% Си)	Отожженная твердотянутая	25 25	35-42 88	60-70 5

Из латуни изготавливают различного рода зажимы и контакты для электрических аппаратов и приборов, а также электроды и крепежные детали. Латунь дешевле меди, поэтому там, где не нужна высокая электропроводимость, экономически целесообразно изготовлять такие детали из латуни. В (табл.3) приведены основные характеристики проводниковых бронз и латуни в сравнении с медью.