- •Производство отливок из сплавов цветных металлов (конспект лекций) оглавление
- •6.1.Цинк и цинковые сплавы…………………………………………………… ...73
- •6.2. Олово и оловянные сплавы……………………………………………………..75
- •6.3. Свинец и свинцовые сплавы…………………………………………………....78
- •(Лекция №1) Общие сведения о цветных металлах.
- •1.1. Цель дисциплины.
- •1.2. Основные задачи дисциплины.
- •1.3. Практические умения и навыки
- •1.Введение
- •Глава 1.
- •Глава 2
- •Общие сведения о цветных металлах. Классификация цветных металлов
- •Легкоплавкие металлы
- •Тугоплавкие металлы
- •Рассеянные металлы
- •Глава 3. Сплавы цветных металлов Литература к главе 3.
- •1. Воздвиженский в.М., Грачёв в.А., Спасский в.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1984.432 с.
- •2. Машиностроение. Энциклопедия. Том 11-3.Цветные металлы и сплавы. Композиционные металлические материалы. Москва «Машиностроение» 2001.
- •3.2. Классификация сплавов цветных металлов
- •Глава 4 алюминий и алюминиевые сплавы Литература к главе 4.
- •1. Воздвиженский в.М., Грачёв в.А., Спасский в.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1984.432 с.
- •2. Машиностроение. Энциклопедия. Том 11-3.Цветные металлы и сплавы. Композиционные металлические материалы. Москва «Машиностроение» 2001.
- •4.1.Алюминий, общая характеристика и взаимодействие с другими элементами
- •Влияние основных легирующих элементов
- •4.2. Алюминиевые литейные сплавы
- •4.2.1.Общая характеристика, классификация, назначение.
- •Технологические особенности литейных алюминиевых сплавов 1 группы и области их применения
- •4.2.3.Сплавы 2 группы (медистые силумины)
- •Химический состав алюминиевых сплавов 2-й группы.
- •4.2.4. Алюминиевые сплавы 3-й группы
- •4.2.5. Алюминиевые сплавы 4-й группы. Алюминиево-магниевые сплавы (литейные магналии)
- •Химический состав алюминиевомагниевых сплавов (гост 1583-93)
- •Гарантируемые механические свойства сплавов системы Al-Mg
- •Сплавы 5-й группы сложнолегированные, высокопрочные и жаропрочные самозакаливающиеся алюминиевые сплавы
- •Глава 5 медь и медные сплавы
- •5.1. Медь. Общие сведения.
- •5.2. Медные сплавы
- •Марганцевые бронзы
- •Бериллиевая бронза
- •Вредные примеси латуни
- •Примерное назначение некоторых марок латуней приведено в таблице 5.9
- •Медноникелевые литейные сплавы
- •Глава 6. Легкоплавкие сплавы
- •6.1. Цинк и цинковые сплавы
- •Физико-химические и механические свойства цинка
- •Сплавы на основе цинка
- •Цинковые сплавы для литья под давлением
- •Влияние основных легирующих элементов на свойства цинка
- •Рекомендации по применению цинковых сплавов (гост 25140-93)
- •Олово и оловянные сплавы
- •6.3. Свинец и свинцовые сплавы.
- •Производство отливок из сплавов цветных металлов: Учебник для вузов.
- •Глава 7. Магний и магниевые сплавы
- •7.5. Воздвиженский в.М., Грачёв в.А., Спасский в.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1984.432 с.
- •Общие сведения.
- •Вредные примеси магния
- •Применение магния в технике.
- •Взаимодействие магния с легирующими элементами и примесями
- •Магниевые сплавы.
- •Особенности литейных магниевых сплавов и области их применения
- •Магниевых сплавов
- •Глава 9. Никель и никелевые сплавы
- •5. Воздвиженский в.М., Грачёв в.А., Спасский в.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1984.432 с.
- •Применение никеля
- •Взаимодействие никеля с легирующими элементами
- •Никелевые литейные сплавы
- •2. Коррозионностойкие сплавы.
- •Химический состав литейных никелевых сплавов /1,10/
- •3. Жаростойкие сплавы
- •Жаропрочные сплавы
- •Физико-механические и технологические свойства медноникелевых литейных сплавов.
- •Никелевые суперсплавы.
- •Глава 10. Тугоплавкие металлы и сплавы тугоплавких металлов
- •10.5. Воздвиженский в.М., Грачёв в.А., Спасский в.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1984.432 с.
- •Общая характеристика и классификация отливок
- •11.1.Технические требования к отливкам
- •11.2. Классификация отливок
- •Глава 11. Технологические возможности различных способов производства отливок из сплавов цветных металлов
- •Глава 12. Теоретические основы плавки сплавов цетных металлов
- •12.1. Общие положения
- •12.2.Основные понятия и определения
- •12.3. Основные физико-химические свойства цветных металлов и сплавов
- •12.3.1.Температура плавления металлов и сплавов.
- •12.3.3.Поверхностная энергия
- •12.3.4. Вязкость жидких металлов
- •12.3.5. Диффузия
- •Размерность коэффициента d, см²/с
- •12.3.6. Конвекция.
- •12.3.7. Давление пара металлов и сплавов
- •Объёмная усадка некоторых цветных сплавов
- •Линейная усадка некоторых медных сплавов
- •Тепловые и электрические свойства металлов и сплавов
- •12.4. О строении металлических расплавов
- •12.5. Взаимодействие металлов с газами и материалами футеровки.
- •Взаимосвязь характера затвердевания с интервалом кристаллизации и скоростью затвердевания
- •Глава 13. Технологические основы плавки сплавов цветных металлов
- •6. Воздвиженский в.М., Грачёв в.А., Спасский в.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1984.432 с.
- •13.1. Основные задачи разработки технологии плавки.
- •13.2.3. Лигатуры
- •13.2.4. Возврат собственного производства
- •13.3. Подготовка шихтовых материалов к плавке
- •Глава 14. Печи для плавки сплавов цветных металлов
- •Лекция 21 Особенности плавки и получения отливок из сплавов тугоплавких металлов
- •Особенности плавки тугоплавких металлов
- •Особенности получения фасонных отливок из сплавов тугоплавких металлов
- •Глава 22. Производство слитков из сплавов цветных металлов
- •Технологические и организационные методы управления качеством отливок
- •Дефекты отливок из сплавов цветных металлов, причины их образования и меры по их предотвращению
- •Распределение дефектов по нарушениям технологических операций
- •4. Методы выявления дефектов в отливках
- •4.1. Объём и методы контроля
- •4.1.2. Область применения неразрушающих методов контроля.
- •4.2. Исправление дефектов отливок
- •4.2.1. Заварка отливок
- •Литература по теме «производство отливок из сплавов цветных металлов» Основная литература
- •Дополнительная литература
Рекомендации по применению цинковых сплавов (гост 25140-93)
Марка сплава |
Характерные свойства |
Область применения |
ЦА4о |
Хорошая жидкотекучесть, хорошая коррозионная стойкость, стабильность размеров. |
В автомобильной, тракторной. электротехнической и др. отраслях промышленности для отливки деталей, требующих стабильности размеров. |
ЦА4
|
Как для марки ЦА4о, но с меньшей коррозионной стойкостью. |
|
ЦА4М1о
|
Хорошая жидкотекучесть, повышенная коррозионная стойкость, практически неизменяемость размеров при естественном старении. |
В автомобильной, тракторной. электротехнической и др. отраслях промышленности для отливки корпусных, арматурных, декоративных деталей, не требующих повышенной точности. |
ЦА4М1
|
Как для марки ЦА4М1о, но с меньшей устойчивостью размеров.
|
В автомобильной, тракторной. электротехнической и др. отраслях промышленности для отливки корпусных, арматурных, декоративных деталей, не требующих повышенной точности. |
ЦА4М3о
|
Хорошая жидкотекучесть, высокая прочность, хорошая коррозионная стойкость, изменяемость размеров до 0,5%. |
В автомобильной и других отраслях промышленности дл изготовления деталей, требующих повышенной точности. |
ЦА4М3
|
Как для марки ЦА4М3о, но с пониженной коррозионной стойкостью.
|
|
ЦА30М5 |
Предназначен для замены стандартного антифрикционного сплава ЦАМ 10-5, значительно превосходит его по механическим свойствам и износостойкости. |
Вкладыши подшипников, червячные шестерни, сепараторы подшипников качения. |
Цинковые антифрикционные сплавы.
Эти сплавы разработаны на основе Zn-Al-Cu и отличаются высокими антифрикционными свойствами и достаточной прочностью при комнатной температуре. В соответствии с ГОСТ 21437-95 выпускаются 2 марки антифрикционных цинковых сплавов – ЦАМ9-1,5 и
ЦАМ 10-5, химический состав которых приведен в таблице 6.4. а механические свойства в таблице 6.5. Эти сплавы предназначены для производства монометаллических и биметаллических изделий и полуфабрикатов методами литья и обработки давлением. Отличаясь высокими антифрикционными свойствами и достаточной прочностью при комнатной температуре, эти сплавы служат хорошими заменителями дорогостоящих оловянных бронз при работе в узлах трения, температура которых не превышает 80-100ºС. При более высоких температурах сплавы сильно размягчаются и намазываются на вал.
При изготовлении литых деталей из цинковых сплавов используют сплавы в чушках по ГОСТ 21438-95 (Таблица 6.4.)
Таблица 6.4. Химический состав антифрикционных сплавов на цинковой основе в чушках (ГОСТ 21438-95)
Марка сплава |
Содержание основных компонентов, % |
Примесей, не более,% |
||||||||
Al |
Cu |
Mg |
Zn |
Pb |
Fe |
Sn |
Cd |
Si |
||
ЦАМ 9-1,5Л |
9,0-11,0 |
1,0-2,0 |
0,03-0,06 |
Основа |
0,02 |
0,01 |
0,01 |
0,015 |
0,03 |
|
ЦАМ 10-5Л |
9,0-12,0 |
4,0-5,5 |
0,03-0,06 |
Основа |
0,02 |
0,01 |
0,01 |
0,015 |
0,03 |
Таблица 6.5.
Механические и физические свойства антифрикционных цинковых сплавов (ГОСТ21437-95).
Характеристика |
Сплав ЦАМ 9-1,5 |
Сплав ЦАМ 10-5 |
Температура начала плавления,ºС Температура конца плавления, ºС Коэффициент линейного расширения,α ·10, град-1 Теплопроводность, Вт/м·град Линейная усадка, % Модуль упругости Е, МПа Твёрдость, НВ, не менее Временное сопротивление при растяжении, МПа, не менее Относительное удлинение, % не менее Ударная вязкость, KCU, Дж/см² Коэффициент трения со смазкой Коэффициент трения без смазки |
378 410 27 100 1,2 88200 95 245 1,0 10-20 0,009 0,36 |
378 395 27 100 1,0 88200 100 245 0,4 3-4 0,009 0,35
|
Цинковые сплавы применяются для металлургического оборудования, маломощных прессов, грузоподъёмных машин и малых прокатных станов, для деталей электромостовых железнодорожных кранов, металлорежущих станков. Цинковые сплавы имеют повышенный коэффициент термического расширения, что необходимо учитывать при выборе зазора.
Недостатком цинковых антифрикционных сплавов является также склонность их к заеданию при работе в паре со сталью (необходима хорошая смазка) и низкая стойкость к ударным нагрузкам, что ограничивает их применение при малых давлениях.
При разработке технологии изготовления отливок, следует учитывать, что сплавы ЦАМ 9-1,5 и ЦАМ 10-5 склонны к образованию горячих трещин, поэтому необходимо избегать затруднённой усадки.
Биметаллические литые детали изготавливают путём заливки цинкового сплава на сталь, на которую предварительно нанесён слой чистого цинка путём горячего цинкования. Для получения прочного соединения в биметалле стальную поверхность необходимо обезжирить
и протравить. После флюсования (температура флюса должна быть не выше 150ºС) стальное основание подогревают, устанавливают форму и заливают сплавом.
Сплав ЦА30М5 (ГОСТ25140-93) по прочностным свойствам значительно лучше, чем ЦАМ10-5 и находит широкое применение за рубежом.
Аналогичные сплавы для обработки давлением ЦАМ10-5 и ЦАМ 9-1,5 применяют для изготовления направляющих скольжения металлорежущих станков и других изделий. Особенностью цинковых сплавов является значительное повышение прочности после обработки давлением при 250-300ºС. При обработке давлением пластичность сплавов также повышается с 0,4% до 4,0%.
При небольших нагрузках цинковые антифрикционные сплавы заметно уступают баббитам и бронзам, но в подшипниках большегрузных автомобилей и железнодорожных вагонов, угледробилок они стали вытеснять традиционные дорогостоящие сплавы на основе олова. Цинковые сплавы прекрасно выдерживают большие нагрузки при больших скоростях в условиях, когда баббиты начинают выкрашиваться.