Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Цветные сплавы.doc
Скачиваний:
74
Добавлен:
27.03.2015
Размер:
967.68 Кб
Скачать

Цинк и цинковые сплавы

Цинк имеет гексагональную плотно упакованную решетку (ГПУ). Этим объясняется резкая анизотропия его свойств. При комнатной температуре цинк в литом состоянии малопластичен, а при 100–150 °С становится пластичным и может подвергаться обработке давлением — прокатке, прессованию, штамповке и глубокой вытяжке. Технологичность цинка в процессе обработки давлением зависит от его чистоты. Чистый цинк рекристаллизуется в процессе обработки давлением и не нуждается в смягчающем отжиге.Отрицательное влияние на горячую обработку давлением оказывает примесь олова, образующая с цинком эвтектику с температурой плавления 199 °С, и особенно одновременное присутствие олова, свинца и кадмия, образующих с цинком сложную эвтектику с температурой плавления менее 150 °С. Поэтому содержание этих примесей строго ограничено как в цинке, так и в сплавах на его основе.Железо задерживает рекристаллизацию цинка.

Марки и химический состав (%) ГОСТ 3640–94

Обозначение марок

Zn не менее

Примесь, не более

Pb

Cd

Fe

Cu

Sn

As

Al

Всего

ЦВ00

99,997

0,00001

0,002

0,00001

0,00001

0,00001

0,0005

0,00001

0,003

ЦВО

99,995

0,003

0,002

0,002

0,001

0,001

0,0005

0,005

0,005

ЦВ

99,99

0,005*

0,002

0,003

0,001

0,001

0,0005

0,005

0,01

ЦОА

99,98

0,01

0,003

0,003

0,001

0,001

0,0005

0,005

0,02

ЦО

99,975

0,013

0,004

0,005

0,001

0,001

0,0005

0,005

0,025

Ц1

99,95

0,02

0,01

0,01

0,002

0,001

0,0005

0,005

0,05

Ц2

98,7

1,0

0,2

0,05

0,005

0,002

0,01

0,010**

1,3

Ц3

97,5

2,0

0,2

0,1

0,05

0,005

0,01

2,5

* В цинке, применяемом для производства сплава марки ЦАМ4-1о, массовая доля свинца должна быть не более 0,004 %.

** В цинке, применяемом для проката, массовая доля алюминия должна быть не более 0,005 %.

В цинке марки ЦВ00 массовая доля алюминия, висмута, никеля и сурьмы не должна превышать 0,00001% каждого. В цинке марки ЦВ00 и ЦВ0 по требованию потребителя массовая доля мышьяка не должна превышать 0,0005%.

Цинк марки ЦВ00 изготовляют в виде ЧУШЕК массой 4-5 кг и 8-10 кг. Цинк марок ЦВ0, ЦВ, Ц0А, Ц0, Ц1, Ц2, Ц3 изготовляют в виде ЧУШЕК массой 19-25 кг и БЛОКОВ массой 500, 1000 кг.

Цинк применяют: для горячего, химического и термодиффузионного оцинковывания стальных деталей; в полиграфической промышленности; для изготовления химических источников тока; как легирующий элемент в сплавах, в первую очередь в латунях (сплав системы Cu—Zn), и как основу для цинковых сплавов.

Цветная маркировка (чушки и блоки цинка маркируют по торцу краской)

ЦВ ЦВ0 Ц0 Ц1 Ц2С Ц3 Ц0А Ц1С Ц2 Ц3С

одна полоса желтого цвета одна полоса голубого цвета одна полоса белого цвета одна полоса зеленого цвета двойная полоса красного цвета одна полоса коричневого цвета не маркируют двойная полоса белого цвета одна полоса красного цвета одна полоса черного цвета

для чушек марки ЦВ00 цветную маркировку двойной полосой голубого цвета наносят на тару или ярлык, прикрепленный к таре.

Характеристики физико-химических и механических свойств цинка

Плотность  , кг/м3

7130

Температура плавления Тпл, °С

419,4

Температура кипения Ткип, °С

907,0

Коэффициент линейного расширения  106, град–1

39,7

Удельная теплоемкость с, кал/(г  град), при 0°С

0,0915

Теплопроводность  , Вт/(м  град), при 25 °С

113,5

Удельное электросопротивление,Ом  мм2/м, при 20 °С

0,0591

Модуль нормальной упругости Е, МПа

88 000

Модуль сдвига G, МПа

37 700

Предел текучести σт, МПа:

литого

75

деформированного

80–100

Временное сопротивление разрыву σв, МПа:

литого

120–140

деформированного

120–170

отожженного

70–100

Относительное удлинение δ, %:

литого

0,3–0,5

деформированного

40–50

отожженного

10–20

Ударная вязкость литого цинка KCU, Дж/см2

6,0–7,5

Твердость, НВ:

литого

30–40

деформированного

 35–45

Для повышения коррозионной стойкости и для декоративных целей на цинковые изделия наносят различные защитные покрытия. В зависимости от условий службы цинковых изделий применяют двух- или трехслойные защитные покрытия различных толщин. Как правило, в качестве покрытий используют медь, никель и хром.

Области применения цинка

ЦВ00

Для производства химически чистых реактивов для нужд электротехнической промышленности и для научных целей.

ЦВ0

Для нужд полиграфической и автомобильной отраслей промышленности.

ЦВ

Для отливаемых под давлением особо ответственных деталей, авиа- и автоприборов; для изготовления окиси цинка, применяемой в химико-фармацевтической промышленности; для химически чистых реактивов; для получения цинкового порошка, используемого в аккумуляторной промышленности.

Ц0А

Для цинковых листов, применяемых в производстве гальванических элементов, для отливаемых под давлением ответственных деталей авиа- и автоприборов; для изготовления цинковых сплавов, обрабатываемых давлением; для горячего и гальванического оцинкования изделий и полуфабрикатов; для изготовления цинкового порошка; для легирования алюминиевых сплавов; для изготовления цинковых белил.

Ц0

Для цинковых листов, применяемых в производстве гальванических элементов; для отливаемых под давлением ответственных деталей авиа- и автоприборов; для изготовления цинковых сплавов, обрабатываемых давлением, для горячего и гальванического оцинкования изделий и полуфабрикатов, в том числе на непрерывных агрегатах оцинкования; для изготовления муфельных и печных сухих цинковых белил; для изготовления цинкового порошка; для легирования алюминиевых сплавов.

Ц1

Для производства сплавов, обрабатываемых давлением (в том числе для цинковых листов); для изготовления гальванических элементов (отливки); для гальванического оцинкования в виде анодов; для горячего оцинкования изделий и полуфабрикатов, в том числе на непрерывных агрегатах оцинкования; для изготовления муфельных и печных сухих цинковых белил; для специальных латуней; медно-цинковых сплавов; для приготовления флюса при лужении жести для консервных банок; для изготовления цинкового порошка, применяемого в химической и металлургической промышленности.

Ц2

Для производства цинковых листов, для медно-цинковых сплавов и бронз; для горячего оцинкования изделий и полуфабрикатов; для изготовления проволоки для шоопирования; для изготовления цинкового порошка, применяемого, в химической и металлургической промышленности.

Ц3

Для производства цинковых листов, в том числе предназначенных для полиграфической промышленности, для обычных литейных и свинЦ0вых медно-цинковых сплавов; для горячего оцинкования изделий и полуфабрикатов; для изготовления цинкового порошка, применяемого в металлургической промышленности.

СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ ЦИНКА

Сплавы цинковые относятся к легкоплавким сплавам, основные легирующие элементы – алюминий, медь и магний (добавка магния до 0,1 % повышает размерную стабильность литых деталей и увеличивает коррозионную стойкость сплавов).Наиб. вредные примеси - Pb, Fe, Cd, Sn и Сu, вызывающие межкристаллитную коррозию; в Ц. с. их содержание не превышает 0,001-0,05%.

У цинковых сплавов низкая температура плавления, в расплавленном состоянии они обладают хорошей текучестью, их легко обрабатывать резанием и давлением, они хорошо паяются и свариваются.

Цинковые сплавы по своему назначению подразделяются на:

Деформируемые цинковые сплавы содержат от 13% до 17% алюминия, 4,5%-5% меди и 0,05% магния. По своим механическим свойствам они подобны латуням. Основа деформируемых Ц. с.- твердый р-р легирующих элементов в Zn, имеющий ГП-решетку. Предел прочности300-480 МПа, относит. удлинение8-30%, твердость по Бринеллю НВ 750-1150 МПа. Слитки деформируемых Ц. с. получают методами наполнительного и полунепрерывного литья; из слитков затем изготовляют разл. полуфабрикаты (листы, полосы, прутки и др.).

Литейныецинковые сплавы содержат от 3,5% до 4,3% алюминия, 0,6%-3,5% меди и 0,03%-0,06% магния. Эти сплавы отличаются высокой текучестью в расплавленном виде, они хорошо заполняют литейную форму, не взаимодействуют с металлом камеры прессования и пресс-формой, что позволяет получать отливки - сложные по форме и точные по размерам с тонкими стенками, поверхность которых не требует обработки. Изделия из этих сплавов получают, как правило, литьем под давлением, реже - литьем в песчаные или металлические формы. В структуре помимо твердого р-ра на основе Zn присутствуют разл. эвтектич. составляющие.

Антифрикционныецинковые сплавы содержат от 9% до 12% алюминия, 1%-5,5% меди и 0,03%-0,06% магния. Эти сплавы обеспечивают низкий коэффициент трения и необходимую прирабатываемость подшипника к шейке вала. В структуре содержат мягкую (твердый р-р на основе Аl) и твердую (твердый р-р на основе Zn и CuZn3) составляющие, обеспечивающие соотв. прирабатываемость подшипника к шейке вала и низкий коэф. трения (0,009). По сравнению с Sn-бронзами и Рb-баббитами имеют более высокий коэф. термич. расширения. Получают методами литья и обработки давлением. Используют в качестве моно- и биметаллич. вкладышей и втулок подшипников, направляющих скольжения; заменяют Sn-бронзы и Pb-баббиты в узлах трения металлорежущих станков, прессов, подъемно-транспортных машин и механизмов.

Припоиотличаются разнообразным составом - помимо Аl (от 2-3 до 19-21%) и Сu (от 3-5 до 14-16%) могут содержать Cd (от 20-25 до 39-41%) и Sn (от 0,5 до 15-40%), а также 4-5% Ag, 0,5-1,5% Pb и др. В структуре содержат разл. эвтектич. составляющие. Интервал кристаллизации от 163-346 (Ц. с. с Cd и Sn) до 480-490 °С (с А1 и Сu). Применяют при пайке изделий из Аl-, Mg- и Zn-сплавов. При содержании Sn>30% Ц. с. обладают наиб. высокой прочностью и достаточной пластичностью, однако во влажной атмосфере паянные этими припоями места соединения нуждаются в защите от коррозии с помощью лакокрасочных покрытий.

Типографскиецинковые сплавы содержат от 2,2% до 7,5% алюминия, 0,06%-4,5% меди или 1,2%-1,8% магния. Применяются в полиграфии при отливке шрифтов машинного и ручного набора. Отличаются высокими литейными свойствами сопротивляемостью истиранию и хорошей текучести в жидком состоянии и служат заменителями токсичных свинцовых сплавов.

ПротекторныеЦ. с. содержат 0,2-0,7% Аl и добавки Mg и Мn (по 0,2%) или Т1 и Si (до 0,1% каждого). Применяются для защиты от коррозии подводной части и внутр. пов-сти отсеков морских судов, металлич. резервуаров и сооружений. От аналогичных Аl- и Mg-сплавов отличаются пожаро- и взрывобезопасностью, при анодном растворении не выделяют Н2, незначительно изменяют рН окружающей среды. Имеют стационарный отрицат. потенциал 800-820 мВ, рабочий - 730-750 мВ, фактич. токоотдачу 740-780 а х ч/кг и уд. расход 11,2-11,8 кг/(А х г). Недостатки Ц. с.: невысокая стойкость против коррозии (особенно во влажной атмосфере и при нагревании), к-рую повышают нанесением металлич. (Cr, Ni, Cd) и лакокрасочных покрытий, а также изменение мех. св-в и размеров в результате естественного старения.

Полуфабрикаты и изделия из Ц. с. подвергают разл. видам термич. обработки. Гомогенизационный отжиг литых Ц. с. проводят при 320-340 °С, рекристаллизационный (для повышения пластичности и уменьшения анизотропии мех. св-в) -при ~ 200 °С. Для стабилизации размеров отдельные Ц. с. подвергают закалке от 360 °С и старению в течение 3-10 ч при 60-100 °С.

Цинковые литейные сплавы. Эти сплавы выпускаются промышленностью в соответствии с ГОСТ 25140–93. Марки и химический состав литейных цинковых сплавов представлены в таблице.

Марки и химический состав (%) литейных цинковых сплавов (ГОСТ 25140–93)

Марки сплавов

Основных компонентов

Примесей, не более

Al

Cu

Mg

Fe

Zn

Cu

Pb

Cd

Sn

Fe

Si

Pb + Cd + Sn

ZnA14A*

3,5–4,5

0,02–0,06

Основа

0,06

0,004

0,003

0,001

0,06

0,015

0,007

ЦА4 о

3,5–4,5

0,02–0,06

0,06

0,005

0,003

0,001

0,06

0,015

0,009

ЦА4

3,5–4,5

0,02–0,06

0,06

0,01

0,005

0,002

0,07

0,015

ZnA14Cu1A*

3,5–4,5

0,7–1,3

0,02–0,06

0,004

0,003

0,001

0,06

0,015

0,007

ЦА4М1о

3,5–4,5

0,7–1,3

0,02–0,06

0,005

0,003

0,001

0,06

0,015

0,009

ЦА4М1

3,5–4,5

0,7–1,3

0,02–0,06

0,01

0,005

0,002

0,07

0,015

ЦА4М1в

3,5–4,5

0,6–1,3

0,02–0,10

0,02

0,015

0,005

0,12

0,03

ZnA14Cu3A*

3,5–4,5

2,5–3,7

0,02–0,06

0,004

0,003

0,001

0,06

0,015

0,007

ЦА4М3 о

3,5–4,5

2,5–3,7

0,02–0,06

0,006

0,003

0,001

0,06

0,015

0,009

ЦА4М3

3,5–4,5

2,5–3,7

0,02–0,06

0,01

0,005

0,002

0,07

0,015

ЦА8М1

7,1–8,9

0,70–1,40

0,01–0,06

0,01

0,006

0,002

0,10

0,015

ЦА30М5

28,5–32,1

3,8–5,6

0,01–0,08

0,01–0,5

0,02

0,016

0,01

 

0,075

Примечания:

  1. По требованию потребителя в сплавах марок ZnA14A, ЦА4 о, ЦА4 допускается массовая доля меди как легирующего элемента до 0,10 %.

  2. По согласованию изготовителя с потребителем в сплавах марок ЦА4М3о допускается массовая доля олова до 0,002 %, кадмия — до 0,004 % при сумме примесей свинца, кадмия и олова не более 0,009 %.

  3. По требованию потребителя в сплавах марок ЦА4, ЦА4М1 и ЦА4М3 массовая доля свинца должна быть не более 0,006 %.

  4. Определение химического состава сплавов проводят по ГОСТ 25284.0–ГОСТ 25284.8. Допускается определять химический состав другими методами, обеспечивающими точность, не ниже приведенной в указанных стандартах. При возникновении разногласий в оценке химического состава определение проводят по ГОСТ 25284.0–ГОСТ 25284.8.

  5. * Сплавы, изготовляемые по согласованию потребителя с изготовителем.

Все литейные цинковые сплавы имеют очень узкий температурный интервал кристаллизации, содержат много эвтектики, поэтому обладают хорошей жидкотекучестью и дают плотные отливки. Лучшими способами получения отливок являются литье под давлением и литье в кокиль. Относительно низкая температура литья (440–470 °С) определяет легкие условия работы пресс-форм и кокилей, а высокая жидкотекучесть позволяет отливать тонкостенные детали сложной формы. В некоторых случаях (детали особо сложной конфигурации) применяется литье в песчаные формы. Отливки, полученные таким способом, содержат большое количество пор, имеют более крупнозернистую структуру, что приводит к снижению и значительному разбросу характеристик механических свойств.

В процессе естественного старения цинковых сплавов происходит уменьшение размеров (усадка) отлитых деталей (на 0,07–0,09 %). Две трети усадки происходит в течение 4–5 недель, остальное — в течение многих лет. Для стабилизации размеров применяют термообработку — отжиг (3–6 ч при 100 °С, или 5–10 ч при 85 °С, или 10–20 ч при 70 °С).

Механические свойства цинковых сплавов

Марка сплавов

Способ литья

Механические свойства, не менее

Временное сопротивление,МПа (кгс/мм2)

Относительное удлинение, %

Твердость, НВ

ZnA14A

K

196 (20)

1,2

70

ЦА4 о, ЦА4

Д

256 (26)

1,8

70

ZnA14Cu1A,ЦА4М1 о, ЦА4М1

КД

215 (22)270 (28)

1,01,7

8080

ЦА4М1в

КД

196 (20)

0,5

65

ZnA14Cu3A,

П

215 (22)

1,0

85

ЦА4М3 о

К

235 (24)

1,0

90

ЦА4М3

Д

290 (30)

1,5

90

ЦА8М

КД

235 (24)270 (28)

1,51,5

7090

ЦА30М5

КД

435 (44)370 (38)

8,01,0

115115

Примечание. В таблице приняты следующие обозначения способов литья: П — литье в песчаные формы; К — литье в кокиль; Д — литье под давлением.

Характеристики физических свойств литейных цинковых сплавов (ГОСТ 25140–93)

Марка

сплава

Плотность, (кг/м3) 10–3

Температурный интервал

затвердевания,°С

Удельная теплоемкость при 20 °С,Дж/кг град–1

Теплопро-водность, Вт/м град–1

Температурный коэффициент линейного расширения в интервале температур 20–100 °С,  10–6, град–1

ЦА4

6,7

380–386

410

113

26,0

ЦА4М1

6,7

380–386

440

109

26,5

ЦА4М3

6,8

379–389

427

105

29,5

ЦА8М1

6,3

375–404

ЦА30М5

4,8

480–563

Цинковые сплавы могут подвергаться сварке и пайке. Однако эти процессы применяют главным образом для заделки дефектов, так как сварные и паяные швы имеют низкую прочность. Оловянно-свинцовыми припоями можно паять только предварительно никелированные детали с использованием флюса — подкисленного хлористого цинка. Лучшие результаты дает припой, содержащий 82,5 % Cd + 17,5 % Zn. В этом случае флюс не требуется. Сварку ведут в восстановительном пламени с использованием присадки из того же сплава, что и свариваемые детали.

ПРИМЕНЕНИЕ. До 20% всего объема цинка, используемого в различных отраслях промышленности, идет на производство литейных сплавов и различных припоев, применяемых для пайки металлов. В частности цинк, в различных пропорциях используется в производстве такого медного сплава, таких, как латунь. Латуни обладают хорошей коррозийной стойкостью и электрической проводимостью, они имеют широкое применение в промышленности и в быту. Наибольшее распространение получили антифрикционные цинковые сплавы для изготовления литых монометаллических и биметаллических трущихся деталей. Они используются в подшипниках железнодорожных вагонов, большегрузных автомобилей, землечерпалок и угледробилок. Кроме того, цинковые сплавы используют для отливки корпусов карбюраторов, насосов, решеток радиаторов и приборов. Также из цинковых сплавов изготавливают вкладыши и втулки подшипников, детали пылесосов, холодильников, стиральных машин и т. д.

Наиболее широко литейные цинковые сплавы используются в автомобильной промышленности для отливки корпусов карбюраторов, насосов, спидометров, решеток радиаторов, деталей гидравлических тормозов, а также в других отраслях промышленности, бытовой технике для отливки деталей приборов, корпусов, арматуры и т. д. Рекомендации по применению представлены в таблице.

Рекомендации по применению цинковых сплавов (ГОСТ 25140–93)

Марка сплава

Характерные свойства

Область применения

ZnA14A

Хорошая жидкотекучесть, повышенная коррозионная стойкость, стабильность размеров

В автомобильной, тракторной, электротехнической и других отраслях промышленности для отливки деталей приборов, требующих стабильности размеров

ЦА4 о

Хорошая жидкотекучесть, хорошая коррозионная стойкость, стабильность размеров

ЦА4

Как для марки ЦА4 о, но с меньшей коррозионной стойкостью

ZnA14Cu1A

Хорошая жидкотекучесть, повышенная коррозионная стойкость, практически неизменяемость размеров при естественном старении

В автомобильной, тракторной, электротехнической и других отраслях промышленности для отливки корпусных, арматурных, декоративных деталей, не требующих повышенной точности

ЦА4М1 о

Хорошая жидкотекучесть, повышенная коррозионная стойкость, практически неизменяемость размеров при естественном старении

ЦА4М1

Как для марки ЦА4М1 о, но с меньшей устойчивостью размеров

В автомобильной, тракторной, электротехнической и других отраслях промышленности для отливки корпусных, арматурных, декоративных деталей, не требующих повышенной точности

ЦА4М1в

По технологическим и эксплуатационным свойствам уступает предыдущим маркам сплавов этой группы

В различных отраслях промышленности для литья неответственных деталей

ZnAl4Cu3A

Хорошая жидкотекучесть, высокая прочность, хорошая коррозионная стойкость, изменяемость размеров до 0,5 %

В автомобильной и других отраслях промышленности для изготовления деталей, требующих повышенной точности

ЦА4М3 о

Хорошая жидкотекучесть, высокая прочность, хорошая коррозионная стойкость, изменяемость размеров до 0,5 %

ЦА4М3

Как для марки ЦА4М3 о, но с пониженной коррозионной стойкостью

ЦА30М5

Предназначены для замены стандартного антифрикционного сплава ЦАМ10-5, значительно превосходят его по механическим свойствам и износостойкости

Вкладыши подшипников, втулки балансированной подвески, червячные шестерни, сепараторы подшипников качения

ЦА8М1

Как для марки ЦА4М1, но с более высокими прочностными свойствами

В автомобильной, тракторной, электротехнической и других отраслях промышленности

Эти сплавы нельзя использовать в условиях повышенных и низких температур, так как уже при температуре 100 °С их прочность снижается на 30 %, твердость на 40 %, а при температуре ниже 0 °С они становятся хрупкими.

В процессе естественного старения цинковых сплавов происходит уменьшение размеров отлитых изделий (на 0,07—0,09%), Две третьих усадки происходит в течение 4—5 недель, остальная — в течение многих лет. Для стабилизации размеров применяют термообработку — отжиг (3—6 ч при 100° С, или 6—10 ч при 85° С, или 10—20 ч при 70° С).

Сплавы могут подвергаться пайке и сварке. Однако эти процессы применяют главным образом для заделки дефектов, так как паяные швы имеют низкую прочность. Оловянно-свинцовыми припоями можно паять только предварительно никелированные сплавы. Флюс — подкисленный хлористый цинк. Лучшие результаты дает припой, содержащий 82,5% Cd, 17,5% Zn. В этом случае флюс не требуется. Сварку ведут в восстановительном пламени. Электроды и изделие изготовляют из одного сплава.

Наиболее широко литейные цинковые сплавы используют в автомобильной промышленности для отливки корпусов карбюраторов, насосов, рам спидометров, решеток радиаторов, деталей гидравлического тормоза, различных декоративных деталей. Помимо этого сплавы применяют для отливки деталей стиральных машин, пылесосов, пишущих машинок, кассовых аппаратов, миксеров, корпусов электрических часов, различного кухонного оборудования и т. д. Эти сплавы нельзя использовать в условиях повышенных и низких температур, так как уже при температуре 100° С прочность снижается на 30%, твердость — на 40%, а при температуре ниже 0° С они становятся хрупкими.

Цинковые антифрикционные сплавы

Наибольшее распространение получили антифрикционные цинково-алюминиево-медные сплавы. Их применяют как в литом, так и в деформированном (прокатанном или прессованном) состоянии.

Отличаясь высокими антифрикционными свойствами и достаточной прочностью при комнатной температуре, эти сплавы служат хорошими заменителями бронз при работе в узлах трения, температура которых не превышает 80—100° С. При более высоких температурах сплавы сильно размягчаются и намазываются на вал. ГОСТ предусматривает две марки сплава—ЦАМ 9-1,5 и ЦАМ 10-5.

    У цинковых сплавов высокий коэффициент линейного расширения, что следует учитывать при установлении величины зазора в подшипнике.

Из цинковых антифрикционных сплавов в основном изготавливают литые монометаллические и биметаллические детали. Из сплава ЦАМ 10-5 изготавливают прокат.

При изготовлении литых деталей используют чушковые сплавы либо приготавливают сплав из первичных материалов с использованием оборотов литейного производства и переплава. Плавку рекомендуется проводить под слоем древесного угля. В качестве флюса принимают хлористый аммоний в количестве 0,1—0,2% от массы плавки. Большее количество флюса добавляют при загрязненной шихте.

Металл нельзя перегревать выше 480°С, так как при более высокой температуре происходит сильное насыщение расплава газами. Температура литья цинковых антифрикционных сплавов — 440—470 градусов С.

Монометаллические литые детали можно получать отливкой в землю, в кокиль, центробежным способом и литьем под давлением. При разработке технологии отливки изделий следует учитывать, что сплавы ЦАМ 9-1,5 и ЦАМ 10-5 склонны к образованию горячих трещин, поэтому следует избегать форм, создающих затрудненную усадку.

Изделия, отлитые в землю, отличаются от изделий, полученных кокильным литьем, большим количеством пор и более крупными размерами зерен. Наблюдается значительный разброс характеристики механических свойств. Поэтому литье в землю целесообразно применять только для деталей сложной конфигурации, которые трудно отливать в кокиль.

При центробежном литье (линейная скорость на периферии 6—8 м/с, скорость литья 2—2,5 кг/с) следует учитывать возможность получения в отливке зоны столбчатых кристаллов с пониженными механическими свойствами. С увеличением скорости структура становится мелкозернистой, но наблюдается заметная ликвация структурной составляющей сплава, богатой алюминием. Поэтому для получения ответственных деталей центробежное литье нужно применять с осторожностью.

Биметаллические литые детали, состоящие из цинкового антифрикционного сплава и стали, изготовляют путем заливки сплава на сталь через подслой чистого цинка, наносимого способом горячего цинкования. Для получения прочного соединения необходимо обезжирить и протравить стальную поверхность. После флюсования (температура флюса не должна превышать 150° С) стальное основание подогревают, оцинковывают (в цинковую ванну добавляют 0,5% алюминия; содержание железа в ванне не должно превышать 0,5%), устанавливают в форму и заливают сплавом.

Существенно повышается коэффициент использования металла при изготовлении деталей из проката. Сплав ЦАМ 9-1,5 хорошо обрабатывается вхолодную, тогда как вырубку и штамповку сплава ЦАМ 10-5 лучше проводить при температуре 100—150° С, при которой этот сплав весьма пластичен. Биметаллический прокат с обоими сплавами обрабатывается без осложнений вхолодную. Усталостная прочность деформированных сплавов, особенно в биметалле, намного выше, чем литых сплавов. Поэтому изделия из них также могут работать в более тяжелых условиях.

При работе цинкового сплава в паре со стальным валом твердость последнего должна быть не ниже НВ 300. По возможности в конструкции монометаллических трущихся деталей следует избегать бортов, резких переходов и т. д., так как цинковые сплавы плохо сопротивляются усталостным разрушениям в условиях воздействия больших изгибающих усилий.

МАГНИЕВЫЕ СПЛАВЫ

МАГНИЙ

Открыт в 1808 г. Производство началось с 30-х гг. 20 в.

=1,7 г/см3 (min среди промышленных сплавов). Решетка гексагональная, аллотропии не имеет. tпл = 651 С, не устойчив к коррозии, окисная пленка MgO защитными свойствами не обладает ( ее плотность 3,2 г/см3, растрескивается).

Чем выше температура, тем выше скорость окисления Mg и выше 500 С он горит ярким пламенем.

Пластичность и прочность очень малы, применять в качестве конструкционного материала нельзя. Применяется в пиротехнике, как модификатор и раскислитель.

СПЛАВЫ

КЛАССИФИКАЦИЯ:

а) по способу производства:

  • деформируемые (маркируются МА);

  • литейные (МЛ).

б) по плотности:

  • сверхлегкие (Mg-Li до 12 %);

  • легкие (остальные)

в) по tэкспл:

  • общего назначения, для работы при обычных t;

  • жаропрочные (до 200С);

  • высокожаропрочные (250-300 С);

  • для криогенных t.

г) по химсоставу.

Л.Э.

Основные: Al, Mn, Zn – образуют ограниченные твердые растворы.

Поэтому возможна ТО: закалка + старение.

Al и Zn также образуют с Mg интерметаллиды, поэтому являются главными упрочнителями.

Mn повышает коррозионную стойкость и теплостойкость, измельчает зерно.

Li повышает модуль упругости и пластичность.

Необходимые добавки: вводятся в малых количествах.

Be, Ca, Ce, La уменьшают воспламеняемость при разливке.

Ce, Zr, Th, Nd повышают теплопрочность.