Особенностью плавки антифрикционных латуней и бронз является выдерживание определенного порядка введения в сплавы компонентов в виде лигатур.
При этом легкоокисляющиеся добавки и цинк вводятся в конце плавки, которая проводится под слоем флюса. Для рафинирования антифрикционных сплавов используют хлористые соли и продувку азотом. Для уменьшения растворения кислорода плавки металлических составляющих проводят под древесным углем или в атмосфере восстановительных газов. При производстве сверх пластичных сплавов на медной основе используются такие прогрессивные методы вне печной обработки, как обработка вибрацией и ультразвуком, вакцинирование, фильтрование расплавов через активные фильтры и комбинированные методы рафинирования.
Небольшие добавки фосфора, кальция или бора повышают механические свойства специальных латуней. При содержании в латуни марки ЛЦ23А6ЖЗМц2 до 0,35 % сурьмы механические и антифрикционные свойства червячных винтов повышаются. Для глубокого раскисления и измельчения структуры этой латуни при литье под давлением могут быть использованы литий, цирконий и кальций.
На рисунке, а показано влияние сурьмы на прочность отливок из антифрикционной бронзы БрОЗЦ7С5Н, получаемых при центробежном литье в окрашенные изложницы, а на рисунке, б — данные о влиянии сурьмы на пластичность отливок из этой бронзы.
Для производства биметаллических деталей используют бронзу БрСЗО, а для коррозионностойких деталей — деформируемые бронзы Бр04ЦЗ и БрО6,5Ф0,4; их применяют при изготовлении пружин, сеток и др.
Оловянные бронзы характеризуются малой усадкой и могут быть использованы для изготовления сложных по конфигурации отливок Они не дают сосредоточенной усадочной раковины, поэтому для отливок сонных изделий нет необходимости иметь большие прибыли. Оловянные бронзы обладают высокими антифрикционными свойствам и коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, в сухом и влажном водяном паре, в пресной и морской воде, в сухих газах при нормальной температуре. Литейные оловянные бронзы с небольшим содержанием железа, кремния и сурьмы могут быть рекомендованы изготовления антифрикционных деталей, различной арматуры. Благодаря высоким литейным свойствам они могут быть отлиты непрерывными и центробежными способами, в кокиль и различные разовые формы.
Несмотря на то, что литейные оловянные бронзы используются в качестве антифрикционных сплавов уже давно, влияние примесей на их структуру и свойства изучены недостаточно. Поэтому приведены примеры плавок оловянных бронз в тигельных печах сопротивления целью определения влияния железа, марганца, лития, сурьмы кремния бора, циркония, фосфора и других примесей на структуру и свойства антифрикционных отливок, получаемых в металлических формах. Плавки проведены под слоем древесного угля, с использованием дегазации, раскисления и других методов обработки.
При введении в медный сплав фосфора в количестве 0,05…0,25% в структуре отливок выявляются включения фосфида меди (Cu3P)
Установлено, что при малых скоростях охлаждения отливок фосфор, как и свинец, в медно-оловянных сплавах в процессе кристаллизации лидирует и сосредотачивается преимущественно в зонах, кристаллизующихся в последнюю очередь. В этом случае он не оказывает влияния на размер и форму литого зерна бронз в антифрикционных изделиях. При увеличении скорости охлаждения расплава примеси фосфора и свинца, в основном, концентрируются в эвтектоиде и зонах, прилегающих к эвтектоидным колониям, способствуя повышению усталостной прочности, износостойкости и противозадирных свойств. В диапазоне исследованных концентраций (0,05…0,25 % Р) присадки фосфора улучшают литейные свойства бронз, содержащих 2,0…11,0 % олова и антифрикционные характеристики изделий, полученных в металлические формы. Стабильность коэффициента трения повышается при увеличении концентрации фосфора в отливках, полученных центробежным литьем и в облицованные кокили.
Напротив, сера в медно-оловянных сплавах располагается в меж-дендритных участках в виде крупных сульфидных включений, снижая усталостную прочность и стабильность коэффициента трения. Допустимое предельное содержание серы в антифрикционных бронзах, содержащих 2,0… 11,0 % олова, не превышает 0,17…0,30 %. Однако при содержании в оловянных бронзах 0,17…0,23 % серы незначительное повышение противозадирных свойств и износостойкости не компенсирует существенного снижения их усталостной прочности, а при литье в металлические формы отмечается низкое сопротивление кристаллизующегося и затвердевшего сплава образованию горячих трещин. Склонность отливок к тревино-образованию усиливали другие примеси и микролегирующие добавки, расширяющие интервал кристаллизации медно-оловянных сплавов.
В оловянных бронзах примеси кремния в количестве 0,08…0,35 % способствуют кристаллизации отливок с образованием равноосных зерен и мелкозернистой структуры. При этом коэффициент трения и скорость изнашивания литых изделий при трении без смазки и со смазкой, загрязненной абразивами, снижаются. Увеличение кремния более 0,35 % вызывает в таких сплавах сильное огрубление эвтектоида, что приводит к снижению антифрикционных свойств и пластичности сплавов, увеличению брака отливок по трещинам.
Введение в оловянные бронзы циркония и бора в количестве 0,08…0,21 % заметно повышает твердость, ударную вязкость и усталостную прочность отливок, способствуя устранению горячих трещин в сложных литых изделиях. Более сильное влияние на измельчение структуры и повышение антифрикционных свойств они оказывали на бронзы с высоким содержанием олова (9… 18 %). В отливках размеры литого зерна не превышают 100 мкм при литье в металлические формы.
В таблице приведены данные о влиянии легирующих элементов и примесей на структуру и свойства оловянной литейной бронзы БрОЗЦ7С5, отливки из которой получены в облицованные металлические формы. Обнаружено, что свинец в виде самостоятельной структурной составляющей присутствует во всех сплавах, что свидетельствует о его низкой растворимости. Присутствие сурьмы в количестве от 0,1 до 3,1 % не вызывает появления в сплаве новых структурных составляющих. При введении в сплав серы в количестве 0,05…0,35 % в структуре обнаруживаются новые структурные составляющие в виде темно-серых частиц. Мелкие точечные включения новой структурной составляющей возникают при введении в расплав железа. Микродобавки бора и висмута измельчают размеры литого зерна.
Оловянные бронзы характеризуются малой усадкой и могут быть использованы для изготовления сложных по конфигурации отливок. Они не дают сосредоточенной усадочной раковины, поэтому для отливки фасонных изделий нет необходимости иметь большие прибыли. Оловянные бронзы обладают высокими антифрикционными свойствами и коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, в сухом и влажном водяном паре, в пресной и морской воде, в сухих газах при нормальной температуре. Литейные оловянные бронзы с небольшим содержанием железа, кремния и сурьмы могут быть рекомендованы для изготовления антифрикционных деталей, различной арматуры. Благодаря высоким литейным свойствам они могут быть отлиты непрерывными и центробежными способами, в кокиль и различные разовые формы.
Несмотря на то, что литейные оловянные бронзы используются в качестве антифрикционных сплавов уже давно, влияние примесей на их структуру и свойства изучены недостаточно. Поэтому приведены примеры плавок оловянных бронз в тигельных печах сопротивления с целью определения влияния железа, марганца, лития, сурьмы, кремния, бора, циркония, фосфора и других примесей на структуру и свойства антифрикционных отливок, получаемых в металлических формах. Плавки проведены под слоем древесного угля, с использованием дегазации, раскисления и других методов обработки.
При введении в медный сплав фосфора в количестве 0,05…0,25 % в структуре отливок выявляются включения фосфида меди (Си3Р).
Установлено, что при малых скоростях охлаждения отливок фосфор, как и свинец, в медно-оловянных сплавах в процессе кристаллизации ликвирует и сосредотачивается преимущественно в зонах, кристаллизирующихся в последнюю очередь. В этом случае он не оказывает влияния на размер и форму литого зерна бронз в антифрикционных изделиях. При увеличении скорости охлаждения расплава примеси фосфора и свинца, в основном, концентрируются в эвтектоиде и зонах, прилегающих к эвтектоидным колониям, способствуя повышению усталостной прочности, износостойкости и противозадирных свойств. В диапазоне исследованных концентраций (0,05…0,25 % Р) присадки фосфора улучшают литейные свойства бронз, содержащих 2,0… 11,0 % олова и антифрикционные характеристики изделий, полученных в металлические формы. Стабильность коэффициента трения повышается при увеличении концентрации фосфора в отливках, полученных центробежным литьем и в облицованные кокили.
Напротив, сера в медно-оловянных сплавах располагается в меж-дендритных участках в виде крупных сульфидных включений, снижая усталостную прочность и стабильность коэффициента трения. Допустимое предельное содержание серы в антифрикционных бронзах, содержащих 2,0… 11,0 % олова, не превышает 0,17…0,30 %. Однако при содержании в оловянных бронзах 0,17…0,23 % серы незначительное повышение противозадирных свойств и износостойкости не компенсирует существенногоснижения их усталостной прочности, а при литье в металлические формы отмечается низкое сопротивление кристаллизующегося и затвердевшего сплава образованию горячих трещин. Склонность отливок к тревино-образованию усиливали другие примеси и микролегирующие добавки, расширяющие интервал кристаллизации медно-оловянных сплавов.
В оловянных бронзах примеси кремния в количестве 0,08…0,35 % способствуют кристаллизации отливок с образованием равноосных зерен и мелкозернистой структуры. При этом коэффициент трения и скорость изнашивания литых изделий при трении без смазки и со смазкой, загрязненной абразивами, снижаются. Увеличение кремния более 0,35 % вызывает в таких сплавах сильное огрубление эвтектоида, что приводит к снижению антифрикционных свойств и пластичности сплавов, увеличению брака отливок по трещинам.
Введение в оловянные бронзы циркония и бора в количестве 0,08…0,21 % заметно повышает твердость, ударную вязкость и усталостную прочность отливок, способствуя устранению горячих трещин в сложных литых изделиях. Более сильное влияние на измельчение структуры и повышение антифрикционных свойств они оказывали на бронзы с высоким содержанием олова (9… 18 %). В отливках размеры литого зерна не превышают 100 мкм при литье в металлические формы.
В таблице приведены данные о влиянии легирующих элементов и примесей на структуру и свойства оловянной литейной бронзы БрОЗЦ7С5, отливки из которой получены в облицованные металлические формы. Обнаружено, что свинец в виде самостоятельной структурной составляющей присутствует во всех сплавах, что свидетельствует о его низкой растворимости. Присутствие сурьмы в количестве от 0,1 до 3,1 % не вызывает появления в сплаве новых структурных составляющих. При введении в сплав серы в количестве 0,05…0,35 % в структуре обнаруживаются новые структурные составляющие в виде темно-серых частиц. Мелкие точечные включения новой структурной составляющей возникают при введении в расплав железа. Микродобавки бора и висмута измельчают размеры литого зерна.
Вам также могут быть интересны статьи:
Антифрикционные сплавы на основе алюминия Антифрикционные сплавы на основе цветных металлов Методы улучшения структуры чугуна для деталей гидроаппаратуры Способы получения чугунных отливок без отбела Влияние легирования и примесей на микроструктуру и свойства оловянной бронзы Аморфные сплавы и композиции
(1 оценок, среднее: 4,00 из 5)
Загрузка...