Сплавы меди

В случаях, когда необходимы повышенные механические свойст­ва и нет жестких требований по электропроводности, вместо меди в качестве проводникового материала используют ее сплавы — бронзы и латуни. Эти сплавы состоят из одной или нескольких фаз, представляющих твердые растворы.

Бронзы — это сплавы меди с небольшим содержанием одного или нескольких химических элементов (Sn, Si, P, Be, Cr, Mg, Cd и др.), которые дают название бронзам. Маркируют бронзы буквами Бр, по­сле которых идут буквы, указывающие легирующие элементы, и циф­ры, показывающие количество этих элементов в целых процентах. Например, бронза марки БрБ2 — бериллиевая бронза (содержит Ве~2%, остальное Си), марки БрОЦС6-6-3 — оловянно-цинково-свинцовая бронза (содержит Sn 6%, Zn 6%, Pb 3%, остальное медь). Атомы примеси (в том числе легирующей), внедряясь в кристалличе­скую решетку, увеличивают ее деформацию и концентрацию дефек­тов. Кроме того, атомы примеси взаимодействуют с дислокациями и затрудняют их подвижность, упрочняя медь. Поэтому удельное сопро­тивление бронз больше [ρ = (1,8 - 2,8) •10^-8 Ом•м ], чем у чистой меди, зато выше предел прочности на разрыв (σв = 250—1100 МПа) и твер­дость (НВ = 20—260 МПа), меньше относительное удлинение перед разрывом (δ = 2—65%). Бронзы лучше обрабатываются на металлоре­жущих станках и обладают более высокими литейными свойствами, чем медь. У кадмиевой бронзы при сравнительно небольшом сниже­нии удельной электропроводности существенно повышены механиче­ская прочность, твердость и стойкость к истиранию. Кадмиевую бронзу применяют в качестве контактного провода для электрифици­рованного транспорта и коллекторных пластин в электрических ма­шинах. Еще большей механической прочностью обладает бериллиевая бронза. Бронзы широко применяют для изготовления токопроводящих пружинящих контактов и других деталей коммутирующих узлов, выключателей, электрических машин. Некоторые виды бронз упроч­няют термообработкой. У твердотянутых бронз механическая проч­ность σв и удельное сопротивление ρ выше, чем у отожженных бронз (состав и свойства некоторых бронз приведены в табл. 13.3).

Латуни — это сплавы системы Си—Zn с максимальным содержанием Zn 45 %. При повышении концентрации Zn до 45% увеличива­ется механическая прочность ав. Максимальная пластичность наблю­дается при содержании Zn около 37%. В некоторые марки латуней для улучшения того или иного свойства вводят в небольшом количе­стве один или несколько химических элементов (Sn, Pb, Fe, Mn, Nj или Al). Маркируют латуни буквой Л и цифрой, указывающей про­центное содержание меди. Например, латунь марки Л63 содержит меди 63%, остальное цинк. У сложных латуней в маркировке указыва­ется легирующий элемент. Например, латунь марки ЛС59-1 — это свинцовая латунь, содержащая Си 59%, свинца 1%, остальное цинк. Главная отличительная особенность латуни от чистой меди — повы­шенная механическая прочность ав при достаточно высоком удлине­нии перед разрывом 5. Латуни лучше, чем бронзы, обрабатываются штамповкой, глубокой вытяжкой и т.п. Они широко используются для изготовления токопроводящих винтов, гаек, шайб, шпилек, шты­рей, гнезд, упругих элементов и для коммутирующих узлов и штеп­сельных разъемов. Состав и свойства некоторых латуней приведены в табл. 13.3.