18. Цветные металлы и сплавы, применяемые в машиностроении.

Из цветных металлов и сплавов для производства деталей сельскохозяйственных машин достаточно широкое применение получили литейные алюминиевые сплавы. Сплавы на основе других цветных металлов применяются при изготовлении приборов управления, деталей двигателей, подшипников и прочих изделий специального назначения, применяемых для оснащения сложной сельскохозяйст-

венной техники.

В сельхозмашиностроении применяют сплавы алюминия с кремнием (силумины). Прежде всего, в силу своих высоких литейных качеств. Чистый алюминий и его деформируемые сплавы в этой отрасли не используются, видимо, из-за своей низкой механической прочности.

Литейные алюминиевые сплавы (Al–Si; Al–Si–Mg) имеют повышенную жидкотекучесть, обеспечивающую получение тонкостенных и сложных по конфигурации отливок; невысокую литейную усадку; пониженную склонность к образованию горячих трещин. Однако главные технологические преимущества алюминиевых сплавов перед другими литейными материалами (сталью, чугуном) – это малая плотность (втрое меньше, чем у стали), низкая температура плавления (менее 600 ºС), легкость механической обработки.

Для изготовления деталей сельхозмашин применяются, в основном, силумины АЛ4, АЛ9, АК7, АК9, содержащие 6–11% кремния,

0,3 % магния и добавки 0,2–0,5 % марганца (АЛ4, АК9) для коррозионной стойкости. Сплавы АК7 и АК9 заливают в песчаные формы или кокиль, сплавы АЛ4 и АЛ9 можно использовать для любого вида литья, но при этом их модифицируют солями натрия и калия. Все эти

сплавы упрочняют термообработкой (закалка + искусственное старение) для получения σ_в = 200–240 МПа и 60–80 НВ, при этом сплавы АЛ4 и АЛ9 имеют δ = 2–4 % и могут использоваться при высоких динамических нагрузках, а сплавы АК7 и АК9 имеют δ = 0,5 % и значительно хуже воспринимают динамическое воздействие (например, вибрацию).

Сплавы АЛ4, АЛ9, АК7, АК9 хорошо свариваются газовой и дуговой сваркой. Для защиты от коррозии деталей из этих сплавов применяют оксидирование или фосфатирование с последующим лакокрасочным покрытием.

Применяют эти сплавы для ответственных отливок сложной конфигурации, крупногабаритных деталей, работающих при больших нагрузках (АЛ4) с рабочей температурой в зоне контакта не более 200 ºС (картер двигателя зерноуборочного комбайна), для литья мало- (АК7) и средненагруженных (АЛ9, АК9) деталей (корпус и крышки раздаточного редуктора кормоуборочного комбайна, крышка картера шестерен, крышка подшипников топливного насоса, водяные трубы и

другие детали двигателей тракторов и сельхозмашин).

Для изготовления шкивов клиноременных передач зерноуборочных комбайнов применяется специальный многокомпонентный алюминиевый сплав АЛ20 (5 % Сu, 1 % Mg, 0,5 Mn, 2% Ni и др.), обладающий высокой стойкостью к истиранию, схватыванию, статическим и динамическим нагрузкам.

Сплавы на основе меди и латуни (Сu+ до 45 % Zn), бронзы (Сu+Al, Si, Sn, Pb, Fe и др.) находят применение в двигателях тракторов и зерноуборочных комбайнов. Так, например, многокомпонентная латунь ЛС59-1 (Cu + 41 % Zn + 1 % Pb) с повышенными антифрикционными свойствами и обрабатываемостью резанием используется для деталей топливного насоса двигателя зерноуборочного

комбайна; оловянистые бронзы Бр ОЦС 4-4-2 – для втулок коромысел клапанов, шестерни и валика масляного насоса, ротора центробежного фильтра очистки масла; Бр ОЦС 5-5-5 – для втулки шатуна, распределительного вала, муфты регулятора скорости топливного насоса; Бр ОЦ 10-2 – для втулок передней и промежуточной шестерни распределительного вала; специальная бронза

Бр КМц 3-1 идет на изготовление упорных пружин и стопорных колец водяных насосов тракторного двигателя.

Можно также упомянуть цветные сплавы, используемые в качестве подшипниковых материалов в тракторных двигателях и двигателях сельхозмашин. Это – вкладыши узлов трения с антифрикционным слоем. Из биметаллической ленты, плакированной сплавом АСМ (5 % Sb, 0,5 % Mg, остальное – Al), изготавливают упорные полукольца и вкладыши коренных подшипников коленчатого вала, а из сталеалюминиевой ленты со сплавом АО 20-1 (20 % Sn, 1 % Сu, остальное – Al) – вкладыши нижней головки шатуна двигателя. Для

дизельных двигателей чаще всего применяются вкладыши из свинцовистой бронзы Бр С30 (Сu+30 % Pb).

Из приведенных примеров видно, что перечисленные цветные сплавы находят применение, прежде всего, как антифрикционные материалы, работающие в слабоагрессивной среде (топливо, масло, вода) при повышенных температурах. Такие условия, в общем случае, не характерны для работы сельскохозяйственной техники, поэтому для деталей сельхозмашин предпочтительнее использовать

другие конструкционные материалы – сталь, чугун или спеченные порошковые сплавы, которые, кроме того, значительно дешевле цветных.