Отливки от медни сплави - Леярство
Обработка на дърво и метал
За производството на отливки се използват три групи медни сплави: 1 - калаен бронз; 2 - безкалаени бронзи; 3 - месинг.
Медните сплави имат относително високи механични и антифрикционни свойства, издържат на корозионно действие на агресивни среди (морска вода, пара и др.), Запазват висока пластичност при ниски температури. Те са немагнитни, лесно се полират и обработват.
Калаените бронзи се използват широко за производството на фитинги, лагери, зъбни колела, втулки, работещи при условия на абразия, високо водно налягане и пара. Характерна особеност на тази група сплави е голям интервал между температурите на ликвидус и солидус (150–200°C).
Калаените бронзи имат добри леярски свойства, което прави възможно получаването на отливки със сложни конфигурации.
От примесите, присъстващи в бронза, алуминият и силицийът имат най-вреден ефект върху свойствата. Стотни от съдържанието на тези елементи намаляват механичните свойства на бронза и подобряват абсорбцията на водород по време на топене.
Механичните свойства на калаените бронзи зависят от съдържанието на калай. С увеличаване на съдържанието на калай якостта нараства и относителното удължение намалява.
Легирането на бронз с цинк подобрява леярските свойства и намалява цената на сплавта.
Оловото подобрява антифрикционните свойства на бронза, тяхната способност за рязане и течливост; фосфорът повишава tsno-устойчивостта и подобрява течливостта; никелът също подобрява механичните свойства и усъвършенства структурата на калаените бронзи.
Бронзът без калай се използва като заместител на бронза от калай. По механични, корозионни и антифрикционни свойства безкалайените бронзи превъзхождат калаените.Техните технологични свойства обаче са по-лоши (течливост, податливост на окисление и др.).
От сплавите в тази група най-широко приложение намират алуминиевите бронзи. Те имат добра устойчивост на корозия в прясна и морска вода, добре издържат на разрушаване при условия на кавитация и имат по-малко антифрикционно износване от калаените бронзи.
Алуминиевият бронз се използва за производството на витла на големи кораби, тежко натоварени зъбни колела и зъбни колела, корпуси на помпи и др.
Механичните, технологичните и експлоатационните свойства на алуминиевите бронзи се подобряват чрез легиране с желязо, манган, никел.
Желязото и манганът премахват спонтанното отгряване на отливките (тенденцията за образуване на едрозърнеста структура), повишават механичните свойства; Никелът подобрява устойчивостта на износване и корозионните свойства на бронза.
Оловен бронз Br. СЗО, Бр. CH60-2.5 имат висока устойчивост на триене при условия на високи специфични натоварвания и скорости на въртене. Поради това оловният бронз се използва като заместител на калаения бронз при производството на корпуси на лагери.
Характеристика на оловните бронзи е силната сегрегация на оловото. Диспергирано разпределение на оловото в бронза може да се постигне чрез високи скорости на охлаждане.
Алуминиевите бронзи са склонни към окисление, придружено от замърсяване на стопилката с твърди диспергирани оксиди на AtO3, които трудно се отстраняват от стопилката.
Месинг. За профилно леене се използват сложно легирани медно-цинкови сплави; обикновеният месинг се използва сравнително рядко.
Тези месинги имат недостатъчна пластичност при високи температури и следователно са склонни към напукване, когато свиването е трудно. Месингът е склонен да абсорбира водород и да образува газова порьозност.
Алуминиев месингима устойчивост на корозия в морска вода, така че се използва широко в корабостроенето, както и в машиностроенето при производството на тежко натоварени части.
Мангановият месинг се използва за производството на топлоустойчиви и устойчиви на корозия отливки. Легирането на този месинг с калай подобрява устойчивостта на корозия в морската вода.
Оловен месинг се използва като антифрикционен материал; оловото подобрява обработваемостта на месинга.
Месингите имат по-добри свойства за леене от бронзите; те са слабо засегнати от газовата порьозност, тъй като се дегазират от цинкови пари по време на процеса на топене.
Характеристики на топене и леене на медни сплави. За топене на медни сплави се използват реверберационни, дъгови и индукционни пещи, облицовани с шамот, динас или кварц. При топене в дъгови пещи е необходимо да се вземе предвид възможността за локално прегряване на стопилката, което води до замърсяване на стопилката с оксиди и загуби от изпаряване на летливи компоненти. От тази гледна точка такива пещи са малко полезни за топене на месинг и алуминиев бронз.
Когато се разтопи във въздуха, медта бързо разтваря кислорода. Последващото допиране с алуминий, манган, калай, цинк и други компоненти, които имат големи отрицателни стойности на изобарния потенциал на образуване на оксид, в сравнение с Cu20, се придружава от дезоксидация на мед и образуване на твърди, течни или газообразни оксиди на тези елементи. Тъй като са в дисперсно състояние, твърдите оксиди се отделят много бавно от стопилките и в случаите, когато не се използва рафиниране, повечето от тях влизат в отливката. В същото време се извършва и насищане с водород.
Взаимодействието с газовете протича толкова по-интензивно, колкото по-висока е температурата на прегряване на стопилката. Най-много е замърсяването с твърди оксиди и насищането с водородалуминиеви и силициеви бронзи и месинг са податливи. Прегряването им над 1100-1200 ° C е неприемливо.
Преди изливане медните сплави понякога се рафинират с манганов хлорид (0,03-0,1%) или чрез продухване с азот (0,25-0,5 m3 на 1 ng стопилка).
За да се неутрализират вредните ефекти на примесите от бисмут, антимон, арсен и олово, медта и двойният месинг се третират с добавки от калций (до 0,2%), церий (до 0,3%) или цирконий (0,4%) -
Усъвършенстването на зърната на отливките от калаен и алуминиев бронз се постига чрез въвеждане на ванадий, титан, бор или цирконий (0,15-0,2%).
Технологията на производство на фасонни отливки до голяма степен се определя от размера на интервала на кристализация на сплавите и склонността към окисляване в процеса на пълнене на форми.
За алуминиев бронз и други сплави с лесно окисляващи се компоненти се използват разширяващи се литникови системи за отделяне на оксидни филми и осигуряване на минимален дебит на метала. Като правило се използват разширяващи се системи с долно или сифонно подаване на метал; предвиждат инсталиране на центробежни резервоари за шлака, инсталиране на решетки и филтри за бучки. По-малко разширяващи се и по-прости литникови системи се използват за калаен бронз и месинг.
Медните сплави по време на бавно охлаждане (с изключение на Cu-Si сплави, Br. OTs, Br. AN, силициев месинг) не са склонни към образуване на горещи пукнатини; при внезапно охлаждане сплавите с широк интервал на кристализация са по-податливи на напукване. Поради тази причина те почти никога не се използват за леене под налягане и леене под налягане.