книги из ГПНТБ / Кондратьев, Е. Т. Термическая обработка в ремонтном деле
.pdfкой прочностью и упругостью, хорошо сваривает ся, химически устойчива, отлично обрабатывается и является прекрасным сплавом для пружин, мем бран и т. д. Бериллиевая бронза подвергается за калке и старению при температуре 325°С. Однако наличие в ней дефицитного бериллия препятствует широкому ее применению.
Алюминий в чистом виде применяется в элек тротехнике, а также для предохранения черных металлов от коррозии путем алитирования или электролиза. Кроме того, применяется в листах для штамповки различных деталей в приборо строении. Сплавы алюминия — силумин и дюр алюминий получцли широкое применение в трак торной, автомобильной промышленности и ремонт ном деле. Различают деформируемые (прессован ные, катаные, кованые) и литые сплавы. Дефор мируемые, в свою очередь, бывают упрочняемые и не упрочняемые термической обработкой. Алюми ниевомарганцевые сплавы более устойчивы про тив коррозии, чем алюминий, имеют меньший удельный вес и более прочны.
К сплавам, применяемым в прессованном или кованом виде, упрочненным термической обработ кой, относится дюралюминий, содержащий 4—5% меди, 0,5% магния, 0,5% кремния, 0,5% марганца. Эти элементы и способствуют упрочнению сплава при термической обработке. Дюралюминий, содер жащий 1,5—1,7% магния, менее пластичен в горя
41
чем состоянии, чем обычный, но гораздо прочнее его. Марганец придает дюралюминию прочность и коррозионную стойкость. Железо является вред ной' примесью.
Для повышения сопротивления коррозии дюр алюминий покрывают тонким слоем чистого алю миния, т. е. плакируют.
В тех случаях, когда требуется жаропрочный сплав, выдерживающий температуру 200—300°С (поршни, головки цилиндров двигателей внутрен него сгорания и т. п.), в него добавляют никель.
Силумины — алюминиевые сплавы с высоким содержанием кремния. Применяются только для отливок. Благодаря образованию эвтектики обла дают хорошими литейными свойствами (плотность в литом виде, незначительные усадочные напря жения и т. д.), поэтому широко применяются при литье в землю, прецизионном литье, литье в кокили и литье под давлением. Плотность силумина, литого под давлением, приближается к плотности кованого или штампованного алюминиевого спла ва. Кроме того, уплотнение силумина достигается термической обработкой (закалкой с последую щим искусственным старением).
В тех случаях, когда детали несложной кон фигурации работают в условиях ударных нагру зок, подвергаются коррозии и должны иметь не большой вес, применяют магниевые сплавы с со держанием 10—11% магния.
42
Свинец — мягкий н тягучий металл, хорошо деформируется в холодном состоянии, хорошо от ливается и сопротивляется кислотам. В чистом виде применяется для изготовления сосудов для кислотных растворов, аккумуляторных пластин и т. д. В жидком виде применяется при термиче ской обработке металлов для местного быстрого нагрева детален или инструмента при их закалке
или отпуске.
Свинец применяется как составная часть в сплавах: оловянных припоях, бронзах, подшипни ковых (баббиты). Свинцовые руды редко встреча ются в природе, запасы их невелики, поэтому свинец весьма дефицитный металл.
Баббиты — сплавы па оловянной или свинцо вой основе, применяются для заливки подшипни ков. Баббит состоит из легкой основы и твердых включений. Мягкой основой является эвтектика свинца, сурьмы и олова, а твердыми включениями около 5% по объему — химические соединения ме ди с сурьмой и оловом и кристаллы сурьмы.
В табл. 9 приводятся химический состав и назначение баббитов, наиболее широко применяе мых в ремонтном деле.
Выбор марки подшипникового сплава опреде ляется технологией изготовления вкладышей и ус ловиями работы. При больших удельных давлени ях необходимо применять свинцовистые или оловянистые бронзы. Кроме того, оловянистую
43
|
|
|
Химический состав |
|
Марка |
Sb% |
Си% |
Cd% |
Sn% |
Б83 |
11 |
6 |
— |
осталь |
|
|
1,75 |
1,5 |
ное |
БН |
14 |
10 |
||
Б16 |
16 |
1,75 |
' _ |
16 |
Б6 |
15 |
2,75 |
2 |
5,5 |
БКА |
0,25 |
— |
— |
— |
П р и м е ч а н и е . |
Остальное |
свинец |
|
бронзу применяют также при малых удельных давлениях, но при большой скорости вращения вала.
Цинк — белый с голубоватым оттенком металл. При нормальной температуре хрупок, при нагре ве до 100—150°С пластичен и легко обрабатыва ется давлением. При нагреве свыше 250°С вновь становится хрупким и может быть измельчен в порошок. В расплавленном состоянии хорошо за полняет литейные формы.
В чистом виде цинк применяется в основном для покрытия черных металлов (цинкование), за-
Таблица 9
и назначение баббитов
Другие |
Область применения |
|
элементы |
||
|
||
|
Для заливки особо нагруженных |
|
N1=1% |
подшипников. |
|
Для заливки ередненагруженных |
||
As=0,7 |
подшипников. |
|
As=0,8 |
То же |
|
Для заливки подшипников с не |
||
Са=1% |
большой нагрузкой. |
|
Na=0,75 |
Для подшипников с уд. давле |
|
Al=0,125 |
нием 200 кг/см2 |
щнщающего их от коррозии. Основная же масса вырабатываемого цинка используется как состав ная часть различных металлических легких спла вов.
Олово — мягкий и вязкий металл, при изгибе издает характерный хруст. В чистом виде приме няется для изготовления фольги, для лужения, я также для пайки (чаще всего со свинцом). В ос новном входит составной частью в сплавы цвет ных металлов (бронзы). При температуре ниже нуля (от —15° до —18°С) олово становится хруп ким, легко рассыпается в порошок. Этот процесс
44 |
45 |
называется «оловянной чумой». Поэтому пайку оловом или лужение металлических изделий, ра ботающих при низких температурах, производить нельзя. Олово весьма дефицитно, так как руды его редко встречаются и запасы их ограничены.
7.Твердые сплавы
Твердые сплавы находят широкое применение в металлообрабатывающей промышленности и ре монтном производстве для резания, штамповки, волочения, а также для наплавки поверхностей быстроизнашивающихся деталей. Различают ли тые, порошковые и металлокерамические твердые сплавы. К литым сплавам относят стеллиты и сормайты. В СССР выпускают стеллиты марок В2К и ВЗК и сормайты марок № 1 и № 2.
Стеллиты(— сплавы на основе кобальта, содер жащие вольфрам, хром и углерод (см. табл. 10).
Сормайты — сплавы на железохромовой ос нове. В них дорогой вольфрам заменен хромом, а кобальт — железом.
В машиностроении сормайт широко использу ют для наплавки на детали и инструменты, рабо тающие без ударов, и в ремонтном деле для на плавки быстро изнашивающихся деталей, работаю щих в условиях абразивного износа (лемехи, лапы культиваторов, полевые доски и др.).
46
Стеллиты и сормайты выпускают прутками ди аметром 6—7 мм и длиной 400—450 мм.
Литые твердые сплавы можно наплавлять ацетиленокислородным пламенем на стальные или чугунные детали независимо от размеров и формы.
Порошковый твердый сплав — вокар и стали нит наваривают на детали, если допускается по ристость и раковины, а обработка наваренной по верхности не обязательна (щеки дробилок, зубья экскаваторов, зубья землечерпалок и др.) (см.
табл. II).
Порошковые твердые сплавы наваривают элек трической дугой постоянного тока с угольным электродом. Поверхность, подлежащая наварке, устанавливается горизонтально, на нее наносят тонкий (0,2—0,3 мм) слой флюса (прокаленной буры) и слой порошкового твердого сплава тол щиной 3—5 мм. Электрод соединяют с отрица тельным полюсом, деталь — с положительным. Электрическая дуга между электродом и деталью расплавляет сплав и близлежащие слои, которые после затвердевания образуют твердый наплав ленный слой.
Металлокерамические твердые сплавы приме няют в виде пластинок к режущему инструменту
,и инструменту для буров, для фильер при воло чении. Это очень твердые сплавы (HRA 87—91) и способны сохранять твердость до 1000—1100°С.
47
Химический состав сормайта и стеллита,
(ГОСТ
Марка |
с% |
Сг% |
Со% |
|
сплава |
||||
|
|
|
||
В2К |
1,8—2,5 |
27—33 |
47—53 |
|
ВЗК |
1,0—1,5 |
28—32 |
58—62 |
|
Сормайт |
|
|
|
|
№ 1 |
2,5—3,5 |
25—31 |
|
|
Сормайт |
1,5—2,1 |
13—17 |
_ |
|
№ 2 |
||||
|
Основной составляющей являются карбиды тита на, волцфрама, карбиды тантала. В качестве свя зующего металла применяют кобальт.
В Советском Союзе выпускаются металлоке рамические твердые сплавы трех групп: вольфра мовые, титановольфрамовые и титанотантало вольфрамовые (ГОСТ 3882—61).
При внимательном прочтении таблицы 12 ста- . новится понятным и шифр маркировки. В допол нение следует отметить, что буква «М» обознача ет мелкозернистую структуру и следовательно более высокую износоустойчивость в сравнении с теми же марками нормальной зернистости; буква «В» в конце маркировки свидетельствует о более
Таблица 10
выпускаемого промышленностью
11545— 65)
w% |
N1% |
Si% |
Мп% |
Fe% |
13—17 |
2 |
1—2 |
1 |
2 |
4—6 |
2 |
2,5 |
— |
— |
— |
3,5 |
2,8—4,2 |
1.5 |
54—65 |
— |
со |
1,5- 2 ;2 |
1,0 |
74—81 |
|
ОС csf 1 |
высокой эксплуатационной прочности и сопротив лении ударным вибрациям и выкрашиванию за счет крупнозернистой структуры. Износоустойчи вость таких сплавов меньше по сравнению с темн же марками нормальной зернистости.
Таблица 11
|
Состав вокара и сталинита |
|
||||
сплава |
с% |
Мп% |
Si°/o |
w% |
Сг% |
Fe% |
Вокар |
9,5—10,5 |
— |
ДО 0,5 |
86 |
— |
до 2,5 |
Стали- |
7—10 |
6—8,5 |
до 3 |
— |
„„ |
осталь |
пит М |
24—26 |
|||||
|
|
|
|
|
|
ное |
48 |
49 |
|
|
|
Марки сплавов, их состав, |
|||
Группа |
|
___________ состав, % |
|
|||
£ 5 |
|
|
|
|
||
|
СЗ СЗ |
|
|
|
|
|
|
II |
WC |
ТіС |
ТаС |
Со |
|
|
ВК2 |
98 |
— |
— |
2 |
|
|
ВКЗМ |
97 |
— _ |
— |
з |
|
Вольфрамовая |
ВК6 |
94 |
— |
— |
6 |
|
ВК8 |
92 |
— |
— |
в |
||
|
||||||
|
ВК20 |
80 |
— |
— |
20 |
|
|
ВКЗО |
70 |
— |
— |
30 |
50
Таблица 12
свойства и применение
Твердость Примерное применение HRA
90.0Чистовое, получистовое и чистовое точение чугунов с малым сечением среза и т. д.
91.0Чистовая, получистовая и чистовая с ма лым сечением среза обработка чугуна, це ментованных и закаленных сталей и весьма твердых чугунов и т. п.
88.5Черновое точение при непрерывном реза нии, чистовое и получистовое точение при
прерывистом резании.
87.5Черновое точение при неравномерном се чении среза и прерывистом резании и дру
гие виды обработки чугуна, цветных ме таллов и неметаллических материалов.
85Быстроизнашивающиеся детали машин, в том числе штамповый инструмент (обрез
ной, отрезной, дыропробивной).
82.5Быстроизнашивающиеся детали машин, штамповый инструмент для горячей и хо лодной высадки и горячей штамповки, ра ботающий в условиях больших ударных на
грузок.
51
Группа |
|
Марка сплава |
1 1 |
, 1 |
|
- |
|
Т30К4 |
Вольфра |
мовая |
Т15К6 |
|
|
|
к |
|
|
го |
|
|
а |
|
|
S |
|
Т14К8 |
го |
|
|
с и |
|
|
•Ѳ- |
|
|
го |
Т5КЮ |
|
ч |
|
|
о |
|
|
Я |
|
|
О |
|
|
Я |
|
|
го |
|
|
н |
|
|
S3 |
|
|
E-« |
|
|
|
|
Т5К12В |
2 |
® |
|
S |
га |
|
5 |
й |
|
Ь |
о |
ТТ7К12 |
ГО |
2S |
|
g |
1 |
|
§ -е-
го го н Ч
я о
Нго
|
состав, % |
|
|
WC |
ТіС |
ТаС |
Со |
66 |
30 |
— |
4 |
|
|
|
|
79 |
15 |
|
6 |
78 |
14 |
— |
8 |
85 |
6 |
|
9 |
|
|
|
t |
83 |
5 |
|
12 |
81 |
4 |
3 |
12 |
52
і Твердость I HRA
Продолжение таблицы 12
Примерное применение
92 Чистовое точение с малым сечением сре за незакаленных и закаленных углеродис тых и легированных сталей.
90Черновое и получистовое точение и фрезе рование углеродистых и легированных ста лей.
89.5Черновоеточение и фрезерование углеро дистых илегированных сталей.
88.5 Чистовое точение при равномерном сече
нии среза, черновое фрезерование углеро дистых и легированных сталей в виде по ковок, штамповок и отливок по корке и окалине.
87.0Тяжелое черновое точение стальных поко вок, штамповок и отливок по корке с ра ковинами.
87.0Тяжелое черновое точение стальных поко
вок, штамповок и отливок по корке с ра ковинами при наличии песка, шлака и др. неметаллических включений.
53