Цинк и его сплавы. Антифрикционные сплавы, их маркировка и область применения. Олово, свинец и их свойства. (Тема 10) презентация

23.01.03 «Автомеханик», ТОЭ)


Усинск

применения. Олово, свинец и их свойства.

с небольшой температурой плавления (419 градусов С) и высокой плотностью (7,1 г/см3 ).
Прочность цинка низкая (150 МПа) при высокой пластичности. 
Цинк применяют для горячего и гальванического оцинкования стальных листов, в полиграфической промышленности, для изготовления гальванических элементов.

в первую очередь в сплавы меди (латуни и т.д.), и как основу для цинковых сплавов, а также как типографский металл.
В зависимости от чистоты цинк делится на марки ЦВ00 (99,997% Zn), ЦВ0 (99,995% Zn), ЦВ (99,99% Zn), Ц0А (99,98% Zn), Ц0 (99,975% Zn), Ц1 (99,95% Zn), Ц2 (98,7% Zn), ЦЗ (97,5% Zn).
Цинковые сплавы широко применяются в машиностроении и разделяются на сплавы для литья под давлением, в кокиль, для центробежного литья и на антифрикционные сплавы.

Mg, временное сопротивление 250-300 МПа, пластичность 3-6%, твердость 70-90HB).
Применяется при литье под давлением деталей, к которым предъявляются требования стабильности размеров и механических свойств.

– ЦАМ10-5Л содержит 9,0-12,4%Al, 4,0-5,5% Cu, 0,03-0,06% Mg, временное сопротивление не менее 250 МПа, пластичность не менее 0,4%, твердость – не менее 100HB.
Из сплава изготавливают подшипники и втулки металлообрабатывающих станков, прессов, работающих под давлением до 200-10000 Па.

0,03-0,06% Mg, временное сопротивление не менее 250 МПа, пластичность не менее 1%, твердость не менее 90HB.
Сплав применяют для изготовления разных узлов трения и подшипников подвижного состава.
Основными легирующими компонентами цинковых сплавов являются алюминий, медь и магний.
Отливки из цинковых сплавов легко полируются и воспринимают гальванические покрытия.

долговечности трущихся поверхностей машин и механизмов.
Трение происходит в подшипниках скольжения между валом и вкладышем подшипника. Поэтому для вкладыша подшипника подбирают такой материал, который предохраняет вал от износа, сам минимально изнашивается, создает условия для оптимальной смазки и уменьшает коэффициент трения.
Исходя из этих требований, антифрикционный материал представляет собой сочетания достаточно прочной и пластичной основы, в которой имеются опорные (твердые) включения.

основе олова, свинца, меди или алюминия, обладающие специальными антифрикционными свойствами (табл. 16).
Антифрикционные свойства сплавов проявляются при трении в подшипниках скольжения. Это, в первую очередь, низкий коэффициент трения, хорошая прирабатываемость к сопрягаемой детали, высокая теплопроводность, способность удерживать смазку и др.
Из антифрикционных сплавов наиболее широко применяют баббит, бронзу, алюминиевые сплавы, чугун и металлокерамические материалы.

парах трения благодаря мягкой основе - олову, свинцу или алюминию.
Более твердые металлы (цинк, медь, сурьма), вкрапленные в мягкую основу, способны выдерживать большие нагрузки.
После приработки и частичной деформации мягкой основы в ней образуются углубления, способные удерживать смазку, необходимую для нормальной работы пары.
При трении пластичная основа частично изнашивается, а вал опирается на твердые включения.
В этом случае трение происходит не по всей поверхности подшипника, а смазка удерживается в изнашивающихся местах пластичной основы.

олова или свинца.
Их применяют для заливки вкладышей подшипников скольжения, работающих при больших окружных скоростях и при переменных и ударных нагрузках. 
По химическому составу баббиты классифицируют на три группы:
- оловянные (Б83, Б88),
- оловянно-свинцовые (БС6, Б16) и свинцовые (БК2, БКА).
Последние не имеют в своем составе олова.

баббиты.
 
Микроструктура оловянно сурьмяномедного баббита Б83 (рис. 49) состоит из мягкой основы, представляющей собой твердый раствор на базе олова. Твердыми частицами являются кубические включения SnSb и игольчатые кристаллы включений Cu3Sn.

Б83 при 200х увеличении: 1 - мягкая основа, 2 - кубические включения, 3 - игольчатые кристаллы

несколько худшие антифрикционные свойства, чем оловянные, но они дешевле и менее дефицитны.
Свинцовые баббиты применяют в подшипниках, работающих в легких условиях.
В марках баббитов цифра показывает содержание олова. Например, баббит БС6 содержит по 6% олова и сурьмы, остальное – свинец.
Для оловянных и оловянно-фосфористых бронз характерны высокие антифрикционные свойства: низкий коэффициент трения, небольшой износ, высокая теплопроводность, что позволяет подшипникам, изготовленным из этих материалов, работать при высоких окружных скоростях и нагрузках.

подшипниковых сплавов, отличаются большой износостойкостью, но могут вызвать повышенный износ вала. Их применяют вместо оловянных и свинцовых баббитов и свинцовых бронз.
Свинцовые бронзы в качестве подшипниковых сплавов могут работать в условиях ударной нагрузки. Латуни по антифрикционным свойствам уступают бронзам.
Латуни используют для подшипников, работающих при малых скоростях и умеренных нагрузках.
Из-за дефицитности олова и свинца применяют сплавы на менее дефицитной основе, например алюминиевые сплавы.

свойствами, высокой теплопроводностью, хорошей коррозионной стойкостью в масляных средах и достаточно хорошими механическими и технологическими свойствами.

Их применяют в виде тонкого слоя, нанесенного на стальное основание, т. е. в виде биметаллического материала.

сурьмой, медью и другими элементами, которые образуют твердые фазы в мягкой алюминиевой основе. Наибольшее распространение получил сплав АСМ, содержащий сурьму (до 6,5%) и магний (0,3-0,7%).
Этот сплав хорошо работает при высоких нагрузках и больших скоростях в условиях жидкостного трения.
Сплав АСМ широко применяют для изготовления вкладышей подшипников коленчатого вала двигателей тракторов и автомобилей.

с оловом и медью, например АО20-1 (20% олова и до 1,2% меди) и А09-2 (9% олова и 2% меди).
Они хорошо работают в условиях сухого и полужидкого трения и по антифрикционным свойствам близки к баббитам.
Их используют для производства подшипников в автомобилестроении. Для работы в подшипниковых узлах трения применяют специальные антифрикционные чугуны.
Изготовляют три типа антифрикционного чугуна: серый, высокопрочный с шаровидным графитом и ковкий (см. табл. 16).

с оловом и медью, например АО20-1 (20% олова и до 1,2% меди) и А09-2 (9% олова и 2% меди).
Они хорошо работают в условиях сухого и полужидкого трения и по антифрикционным свойствам близки к баббитам.
Их используют для производства подшипников в автомобилестроении. Для работы в подшипниковых узлах трения применяют специальные антифрикционные чугуны.
Изготовляют три типа антифрикционного чугуна: серый, высокопрочный с шаровидным графитом и ковкий.

ползунов и т. п. деталей машин, работающих в условиях трения. 
Металлокерамические сплавы получают прессованием и спеканием порошков бронзы или железа с графитом (1-4%). Пористость сплава 15-30%.
После спекания сплавы пропитывают минеральными маслами, смазками или маслографитовой эмульсией. Сплавы хорошо прирабатываются к валу, а наличие смазки в порах способствует снижению износа подшипника.

используют:

- оловянные бронзы, содер­жащие 8% олова, и свинцовые бронзы, содержащие до 30% свинца.
Из них изготавливают вкладыши для под­шипников трения скольжения, работающих в тяжелых условиях, при больших удельных давлениях и скоро­стях;

- серые и ковкие чу­гунны – применяются для менее ответственных вкладышей, работающих при больших давлениях и малых скоростях.

В них имеющиеся графитовые включения в чугуне образуют каналы, удерживающие смазку и играющие роль смазки;
- оловянные и свинцовые баббиты - они состоят из мягких пластичных металлов (олово и свинец) с добавками меди, сурьмы и реже кад­мия, никеля и других примесей.

баббит марки Б83 (10...12% SЬ, 5,5...6,5% Сu,Sn- остальное) применяют для подшип­ников особо нагруженных машин (паровые турбины, турбокомпрессоры, электромоторы мощностью более 750 кВт);
б) свинцовый баббит марки БН (с добавкой до 0,7% Сdи 0,5 Ni) - используют для подшипников дизелей, компрессоров;
в) свинцовый баббит марки БС6 (6% Sn, 6%SЬ, РЬ — остальное) - используют для подшипников тракторных и автомобильных двига­телей, паровых турбин, редукторов.

в виде пластинок к режущему инструменту и инструменту для буров при бурении горных пород, а также в виде фильер для волочения.
Некоторые мелкие режущие инструменты (сверла, развёртки, фрезы) изготовляют целиком из твердых сплавов.
Эти сплавы очень тверды (82…92HRA) и способны сохранять режущую способность до температур 1000… 1100°С.
Металлокерамические твердые сплавы пред­ставляют собой композиции, состоящие из особо твердых тугоплавких соединений в сочетании с вязким связующим металлом (кобальтом).

основные группы:

вольфрамовую (однокарбидные сплавы WС - Со (типа ВК)),
- титано-вольфрамовую (двухкарбидные сплавыWC- ТiС- Со (типа ТК)),
- титано-тантало-вольфрамовую (трехкарбидные сплавыWC- ТiС- ТаС- Со (типа ТТК)).
Сплавы первой группы имеют следующие марки:
-ВК3, ВК3М, ВК4, ВК6, ВК6М, ВК8 – обработка металла, пластмасс и камня;
-ВК15 - режущие инструменты по дереву;
-ВК6, ВК6В, ВК4В, ВК8, ВК11В, ВК15 - армирование горного инструмента;
-ВК6, ВК8, ВК15 - фильеры и матрицы для волочения и прессования;
-ВК15, ВК20, ВКЮКС, ВК20К, ВК20КС - штампы.

основные группы:

Сплавы второй группы имеют следующие марки:
Т30К4, Т15К6, Т5К10, Т5К12, Т14К8 – обработка резанием металла, камня.
Сплавы третьей группы имеют следующие марки:
ТТ7К12, ТТ7К15, ТТ8К6, ТТ20К9 - черновая и чистовая обработка труднообрабатываемых материалов.
Примеры расшифровки марок металлокерамических твердых сплавов:
ВК6 – содержит 6 % кобальта, остальное карбид вольфрама (94 %).
Т15К6 - содержит 6 % кобальта, 15 % карбида титана, остальное карбид вольфрама (79 %).
ТТ7К12 - содержит 12 % кобальта, 7 % карбида титана и карбида тантала, остальное карбид вольфрама (81 %).

основные группы:

Буква М обозначает мелкозернистую структуру и поэтому более высокую износоустойчивость в сравнении с теми же марками нор­мальной зернистости; буквы В или КС в конце маркировки опре­деляют более высокие эксплуатационную прочность и сопротивление ударам и выкрашиванию за счет крупнозернистой структуры; буква О указывает на содержание 2 % карбида тантала, что несколько увеличивает твердость и износостойкость сплава.

Для изготовления металлокерамических твердых сплавов порош­кообразные составляющие тщательно перемешивают и смесь прессуют под давлением от 100 до 420 МПа. Полученные прессовки спекают в электропечах при температуре 1500 °С в атмосфере водорода или в вакууме. При спекании связующий металл (кобальт) расплавляется и, обволакивая зерна карбидов, связывает

литейных алюминиевых сплавов? 3. Назовите основные группы медных сплавов. 4. Как маркируют латуни? 5. Что такое бронзы и как их маркируют? 6. Какими особыми свойствами обладают сплавы меди с никелем? 7. Назовите свойства, характерные для титановых и магниевых сплавов. 8. Как маркируют оловянно-свинцовые припои? 9. Где применяют цинковые сплавы? 10. В чем заключается антифрикционность сплавов

механические свойства латуни