Вредные примеси латуни

Наиболее вредными примесями латуни являются:

Висмут (не более 0,003%), свинец, сурьма (не более 0,1%), сера. Эти элементы снижают пластичность латуни при обработке давлением.

Алюминий – оказывает вредное влияние на литейные свойства кремнистых латуней (ЛЦ16К4), снижает жидкотекучесть и увеличивает пористость.

Для литейных латуней характерны хорошие литейные свойства.

Литейные латуни широко применяются в технике, что объясняется следующим:

1. Латуни обладают небольшой склонностью к газонасыщению благодаря самозащитному действию паров цинка с высокой упругостью. Это обеспечивает получение плотного литья. Отливки из литейных латуней обладают высокой герметичностью и способностью выдерживать давление до 30…40 МПа.

2. Латуни мало склонны к ликвации, так как линии ликвидуса и солидуса очень близки.

3. Специальные латуни имеют высокие механические свойства.

4. Благодаря узкому интервалу кристаллизации латуни обладают хорошей жидкотекучестью и мало склонны к образованию рассеянной пористости.

5. После механической обработки деталей из специальной латуни они приобретают красивый цвет и блеск.

6. Многие латуни имеют высокие антифрикционные свойства.

Недостатки латуней.

1. При плавке латуни теряют значительное количество цинка из-за большой его летучести (большой упругости его паров).

2. Отливки из латуни склонны к образованию концентрированных усадочных раковин, что приводит к необходимости применения значительных прибылей и снижает выход годного.

3. Основным недостатком большинства латуней по сравнению с бронзами является их пониженная коррозионная стойкость в некоторых средах (например, в морской воде). Характерными видами коррозии латуни является обесцинкование и коррозионное растрескивание в присутствии влаги, кислорода, аммиака и других газов. Для предупреждения коррозионного растрескивания изделий из латуни их подвергают отжигу при 250…650 ◦С. Не рекомендуется применять латуни в контакте с железом, алюминием и цинком.

Свойства латуней зависят от содержания меди. Для латуней, содержащих медь на верхнем пределе допуска, характерны повышенные пластические свойства, а на нижнем пределе – высокие прочностные свойства. Алюминий, железо, марганец повышают прочность. Варьируя концентрацией элементов в пределах ГОСТа, можно изменять механические свойства литых заготовок.

По механическим свойствам ряд многокомпонентных латуней превосходит оловянные бронзы и почти не уступают алюминиевым. В литейных латунях допускается больше примесей, чем в деформируемых, т.к. в литейных латунях нет необходимости обеспечивать высокую пластичность. Многие литейные латуни готовят из лома и отходов.

Отливки из латуней имеют более однородные свойства в разных сечениях по сравнению с отливками из оловянных бронз. Латуни дешевле большинства литейных бронз.

Специальные литейные латуни подразделяют на следующие типы латуней

(ГОСТ17711-93).

• Алюминиевая латунь (ЛЦ30А3). Применяется для изготовления коррозионно-стойких деталей, применяемых в судостроении и машиностроении;

Алюминий до 2% повышает прочность, твёрдость, снижает пластичность.

При содержании алюминия 3-5% и 18-30% цинка латунь претерпевает фазовые превращения и закаливается. После закалки твёрдость латуни составляет 85 НВ, а после отпуска – 170 НВ.

Никель измельчает структуру алюминиевых латуней, повышает прочность.

• Свинцовые латуни (ЛЦ40С, ЛЦ40Сд). Свинцовые латуни применяют в точном приборостроении для литья под давлением. Свинец до 3% улучшает обрабатываемость, образуя ломкую стружку. Свинцовые латуни применяют в точном приборостроении для изготовления арматуры, втулок и сепараторов шариковых и роликовых подшипников. Детали работают в воздушной среде и пресной воде. Основной медный сплав для литья под давлением.

• Марганцевая латунь (ЛЦ40Мц1,5). Применяется для изготовления деталей простой конфигурации, работающих при ударных нагрузках, а также деталей узлов трения, работающих при температурах не выше 60°С;

• Марганцово-железная латунь (ЛЦ40Мц3Ж). Применяется для деталей ответственного назначения и арматуры морского судостроения, работающих при температуре не выше 300°С; гребных винтов и лопастей для судов с металлическим корпусом (кроме судов, предназначенных для работы в условиях тропиков);

• Марганцово-алюминиевая латунь (ЛЦ40Мц3А). Применяется для изготовления деталей несложной конфигурации;

• Марганцово-свинцовая латунь (ЛЦ38Мц2С2). Обладает высокими механическими и антифрикционными свойствами.

Алюминий повышает стойкость в морской воде, но ухудшает пайку. Применяется для изготовления деталей и аппаратуры для судов; антифрикционных деталей несложной конфигурации (втулки, вкладыши, арматура вагонных подшипников);

• Марганцово-свинцово-кремнистая латунь (ЛЦ37Мц2С2К). Применяется для изготовления антифрикционных деталей;

• Оловянно-свинцовая латунь (ЛЦ25ОС2). Для изготовления штуцеров гидросистем автомобилей; Латунь хорошо сопротивляется действию морской воды.

• Оловянно-цинковая латунь ЛЦ37О1 применяют для отливки гребных винтов.

• Алюминиево-железо-марганцевая латунь (ЛЦ23А6Ж3Мц2). Для изготовления ответственных деталей в тяжёлом машиностроении, работающих при высоких удельных и знакопеременных нагрузках, а также антифрикционных деталей (нажимные винты, гайки нажимных винтов прокатных станов, венцы червячных колёс и др. детали);

• Кремнистая латунь (ЛЦ16К4). Кремнистая латунь обладают высокими механическими и антифрикционными свойствами, хорошо сваривается и обрабатывается резанием. Применяется для изготовления сложных деталей, работающих при температуре до 250°С и подвергающихся гидровоздушным испытаниям; деталей, работающих в морской воде, в криогенной технике, в машиностроении (шестерни, детали узлов трения и др.); применяют также для деталей, работающих в узлах трения (подшипниковые втулки, вставки). Кремнистая латунь ЛЦ16К4 находит наибольшее распространение для получения фасонных отливок. Вредной примесью является алюминий – снижает жидкотекучесть и увеличивает пористость.

• Кремнисто-свинцовая латунь (ЛЦ14К3С3). Применяется для изготовления подшипников и втулок.

Механические свойства некоторых марок латуни приведены в таблице 5.8.

Таблица 5.8.

Механические и литейные свойства некоторых марок латуни (ГОСТ17711-93).

Марка латуни	σb, МПа	δ, %	Твёрдость, НВ	Жидкотекучесть, см.	Линейная усадка, %	α, %
ЛЦ38Мц2С2	343	10	85	-	1,8	2,1
ЛЦ23А6Ж3Мц2	705	7	165	-	-	1,8
ЛЦ16К4	343	15	110	80	1,7	1,8

Механические свойства латуни значительно повышаются при литье в металлические формы.