Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Посмотреть оригинал

Литейные бронзы

Оловянные бронзы

Легирующий элемент олово — дефицитный и дорогой элемент, поэтому оловянные бронзы применяют для изготовления очень ответственных деталей. В связи с этим целесообразно проводить дополнительное легирование другими элементами, например цинком, алюминием, никелем и др. Кроме того, проводят модифицирование Ti, Zr, Р, чтобы обеспечить достаточно высокие свойства при низком содержании олова (до 5%).

Марки литейных оловянных бронз в России и их зарубежные аналоги приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Марки литейных оловянных бронз по национальным стандартам

Россия ГОСТ 613-79

США

ASTM

ВЗО; В427; В505; В584

Германия DIN 17656

Япония

J1S

Н5111; H51I3; Н5115

Двойные бронзы системы Си—Sn

-

С91000

SnBzl4 (2.1057)

-

Оловянно-никелевые бронзы

-

С96000

-

-

-

С91700

-

-

-

С96800

-

-

Оловянно-фосфористые бронзы

БрОЮФ1

-

-

-

-

С90700

-

H5113/class 2

-

С90800

-

Н5113/class 2 В

-

С91100

-

-

-

С91300

-

-

Продолжение табл. 1.1

Россия ГОСТ 613-79

США

ASTM

ВЗО; В427; В505; В584

Германия DIN 17656

Япония

JIS

H5111; H5113; H5115

Оловянно-цинковые бронзы

Бр08Ц4

С90300

-

-

БрОЮЦ2

С90500

-

-

-

-

RglO (2.1087)

-

Оловянно-цинк-никелевые бронзы

-

С94700

-

-

Оловянно-свинцово-никелевые бронзы

-

С92500

-

-

Оловянно-свинцовые бронзы

-

С92700

-

-

-

С92800

-

-

-

С93400

-

-

-

С93600

-

-

БрОЮСЮ

С93700

-

H5115/class 3, 3C

-

-

SnPbBzlO (2.1177)

-

-

С93800

SnPbBz (2.1183)

H5115/class 4,4C

-

С93900

-

-

-

С94000

-

-

-

С94100

SnPbBz (2.1189)

-

Бр05С25

С94300

-

-

-

С94500

-

H5115/class 5

Оловянно-свинцово-цинковые бронзы

БрОбЦбСЗ

-

-

-

Бр05Ц5С5

С83800

-

H5111 /class 6, 6C

-

-

Rg5 (2.1097)

-

Бр04Ц7С5

С83800

-

-

-

С84200

-

-

БрОЗЦ12С5

С84800

-

H5111/class 1, 1C

Бр04Ц4С17

-

-

-

-

С92200

-

H5111 /class 7, 7C

-

С92300

-

H5111/class 2, 2C

-

С92600

-

H511 l/class 3, 3C

-

С93200

Rg7 (2.1091)

-

-

С93500

-

-

Окончание табл. 1.1

Россия ГОСТ 613-79

США

ASTM

В30; В427; В505; В584

Германия DIN 17656

Япония

J1S

Н5111; Н5113; Н5115

Оловя11110-ци11ково-свинцово-11икелевые бронзы

БрОЗЦ7С5Н1

-

-

-

-

С83450

-

-

-

С94800

-

-

-

С94900

-

-

-

С97300

-

-

-

С97600

-

-

-

С92900

-

-

Основой для понимания структурообразования литейных оловянных бронз является диаграмма состояния системы медь-олово (рис. 1.1).

Диаграмма состояния системы медь—олово

Рис. 1.1. Диаграмма состояния системы медь—олово

Основной структурной составляющей промышленных сплавов является a-твердый раствор олова и других легирующих элементов в меди с решеткой ГЦК. При понижении температуры растворимость олова в меди сначала увеличивается с 13,5 % до 15,5 Sn (мае. %), затем падает до 11 % при температуре 350 °С и далее — более резко до 1 % при 200 °С.

В равновесии с а-твердым раствором в зависимости от температуры находятся промежуточные интерметаллидные фазы — (3, у, 8 и е. Фаза р — это твердый раствор на основе химического соединения Cu5Sn с объемноцентрированной решеткой (ОЦК). Фаза у-твердый раствор переменного состава (широкая область) на основе соединения Cu4Sn. Обе эти фазы являются высокотемпературными и при охлаждении претерпевают эвтектоидный распад. Превращение р —> а + у осуществляется при температуре 586 °С, а у-фазы: у —> а + б — при температуре 520 °С. Поэтому в структуре сплава при температуре 20 °С эти фазы отсутствуют. Фаза 5 имеет почти постоянный состав Cu3,Sn8 (20,5 ат. % Sn). Фаза 8 при температуре 350 °С (согласно равновесию) распадается, выделяя фазу е, основой которой является химическое соединение Cu3Sn. Состав е-фазы несколько меняется (ширина области гомогенности е « 1,5 % Sn), решетка е-фазы — ромбическая. Однако эта реакция при реальных скоростях охлаждения (20...500 °С/мин), с которыми охлаждаются фасонные отливки в промышленных условиях, подавляется и 8-фаза сохраняется до комнатной температуры. А сплавы ведут себя так, как если бы растворимость олова в меди была постоянной (» 8 %) и не изменялась с температурой.

Широкая область твердых растворов а, отмеченная на диаграмме состояния (см. рис. 1.1), характерна для равновесных условий. При литье в песчаные и металлические формы равновесие не устанавливается и твердая фаза оказывается обогащенной медью (по сравнению с равновесной диаграммой), а жидкость — оловом. В результате при содержании в сплаве около 6...7 % Sn могут происходить процессы, характерные для сплавов с содержанием олова более 10... 15%, т. е. может происходить перитектическое превращение — выделение р, а затем 8. С этой целью проводят пунктирную линию, чтобы показать неравновесный солидус и смещение границы растворимости олова в а-твердом растворе к медному углу, тем самым исключив возможность прохождения эвтектоидной реакции при температуре 350 °С. Таким образом, структура бронз, содержащих менее 8% Sn, представляет собой a-твердый раствор с дендритным строением кристаллов и неравномерным распределением компонентов вследствие дендритной ликвации (рис. 1.2). При содержании олова более 8 % структура сплава состоит из a-твердого раствора и эвтектоида (а+8) (рис. 1.3).

Микроструктура литой оловянной бронзы с 5% Sn. Видны темные оси дендритных зерен бедного оловом твердого раствора. Промежутки между осями — твердый раствор, обогащенный оловом

Рис. 1.2. Микроструктура литой оловянной бронзы с 5% Sn. Видны темные оси дендритных зерен бедного оловом твердого раствора. Промежутки между осями — твердый раствор, обогащенный оловом

Микроструктура литой оловянной бронзы с 10% Sn. Структурные составляющие

Рис. 1.3. Микроструктура литой оловянной бронзы с 10% Sn. Структурные составляющие: a-твердый раствор (темный) и эвтектоид а + 6 (светлый)

Появление эвтектоида (а+6), содержащего твердую интерметал- лидную фазу 5 (Cu31Sn8), вызывает повышение твердости и прочности сплавов. Механические свойства этих бронз сильно зависят от содержания олова. С повышением содержания олова резко увеличивается предел прочности при растяжении ав. Максимум аи достигается при

20...25 % Sn, а далее он резко начинает падать из-за значительного содержания эвтектоида (рис. 1.4).

Влияние содержания олова на механические свойства оловянных бронз

Рис. 1.4. Влияние содержания олова на механические свойства оловянных бронз

влитом состоянии

Пластичность сплавов с увеличением содержания олова сначала возрастает до максимальных значений при 5...7 % Sn, а затем быстро снижается до минимума при 12... 14% Sn. Это обстоятельство определяет содержание олова в литейных бронзах. В стандартных сплавах общего назначения верхний предел равен 8...10% Sn (ГОСТ 613-79), а в высокопрочных бронзах, которые не включены в Государственный стандарт, —до 16...19% Sn (ТУ и ОСТ). Нижний предел легирования (2...3% Sn) определяется необходимостью получения максимального растворного упрочнения. В табл. 1.2 представлен состав литейных оловянных бронз.

Кроме химического состава на свойства литейных оловянных бронз, существенное значение оказывают размеры и форма зерен a-твердого раствора, расположение и дисперсность эвтектоида (а+8) в отливке. Размер и количество выделений эвтектоида зависит не только от содержания олова, но и от условий кристаллизации расплава. Установлено, что чем быстрее затвердевание, тем больше количество эвтектоида (а+6), тем дисперснее частицы этой структурной составляющей. Однако с увеличением количества эвтектоида ст„ бронзы возрастает до определенного предела, а пластичность снижается. Следует отметить, что включения твердого эвтектоида обеспечивают высокую стойкость против истирания и высокие антифрикционные свойства.

Оловянные бронзы применяют для изготовления пароводяной арматуры, работающей под давлением, для литья антифрикционных деталей подшипников шестерен и зубчатых колес, работающих в условиях истирания.

Литейные свойства оловянных бронз находятся в полном соответствии с диаграммой состояния. Характерной особенностью оловянных бронз является большой интервал кристаллизации (ДТкр= 150...200 °С), что обуславливает образование в отливках рассеянной усадочной пористости и невысокой жидкотекучести. Минимальную жидкотекучесть имеют бронзы, содержащие 10... 12% олова, что соответствует максимальному расстоянию между температурой ликвидуса и солидуса при неравновесной кристаллизации этих сплавов. Литейная усадка оловянных бронз равна 1 % при литье в песчаные формы. Это позволяет получать сложные по конфигурации фасонные отливки с четким воспроизведением рельефа формы при художественном литье, а также отливки с резкими переходами от толстых сечений к тонким.

to

1. Литейные бронзы

Химический состав и назначение литейных оловянных бронз (ГОСТ 613—79)

Таблица 1.2

Марка

Основные компоненты, мае. %

Примеси, мае. %, не более

Область применения

Sn

Р

Zn

Pb

Ni

БрО10Ф1

9,0...11,0

0,6...1,1

0,3Zn; 0,3Pb; 0,2Fe; 0,02А1; 0,02Si; 0,3Sb; всего 1,0

Втулки для подшипников электромоторов, гайки ходовых винтов автоматов, узлы трения арматуры, высоконагру- женные детали шнековых приводов, нажимные и шпиндельные гайки, венцы червячных шестерен, шестерни

Бр08Ц4

7,0...9,0

-

4,0...6,0

0,05Р; 0,5РЬ; 0,02А1; 0,3Fe; 0,02Si; 0,3Sb; всего 1,0

Арматура, отливки частей насосов, фасонные части трубопроводов, насосы, работающие в морской воде

БрОЮЦ2

9,0...11,0

-

1,0...3,0

0,05Р; 0,5РЬ; 0,02А1; 0,3Fe; 0,02Si; 0,3Sb; всего 1,0

Отливки ответственной арматуры, антифрикционные детали, сложное фасонное литье, вкладыши подшипников, детали трения и облицовки гребных винтов, шестерни, втулки, подшипники, краны, клапаны, корпуса насосов, червячные колеса

БрОЮСЮ

9,0...! 1,0

-

-

8,0...11,0

-

0,05Р; 0,5Zn; 0,02Si; 0,2Fe; 0,02A1; 0,3Sb; всего 0,9

Подшипники скольжения, работающие при высоких удельных давлениях

Бр05С25

©

ЧО

-

23,0...26,0

0,05Pb; 0,5Zn; 0,02A1; 0,2Fe; 0,02Si; 0,5Sb; всего 1,2

Подшипники и втулки, работающие при малых удельных нагрузках и очень больших скоростях, маслоуплотнительные кольца, биметаллические подшипники скольжения

БрОбЦбСЗ

5,0...7,0

-

5,0...7,0

2,0...4,0

-

0,05P; 0,05A1; 0,4Fe; 0,02Si; 0,5Sb; всего 1,2

Паровая и водяная арматура, антифрикционные детали, вкладыши подшипников, сальники

Марка

Основные компоненты, мас.%

Примеси, мае. %, не более

Область применения

Sn

Р

Zn

РЬ

Ni

Бр05Ц5С5

4,0...6,0

-

4,0...6,0

4,0...6,0

-

0,1 Р; 0,05А1; 0,4Fe; 0,05Si; 0,5Sb; всего 1,3

Антифрикционные детали, арматура, вкладыши подшипников

Бр04Ц7С5

3,0...5,0

-

6,0...9,0

4,0...7,0

-

0,1 Р; 0,05А1; 0,4Fe; 0,05Si; 0,5Sb; всего 1,3

Антифрикционные детали, детали, работающие в масле, паре и в пресной воде, арматура

БрОЗЦ12С5

2,0...3,5

-

о

«о

о

со

3,0...6,0

-

0,05Р; 0,02А1; 0,4Fe; 0,02Si; 0,5Sb; всего 1,3

Арматура, работающая в пресной воде и паре, может использоваться для антифрикционных деталей

Бр04Ц4С17

3,5...5,5

-

2,0...6,0

14,0...20,0

-

0,05P;0,05Al;0,4Fe; 0,05Si; 0,5Sb; всего 1,3

Антифрикционные детали

БрОЗЦ7С5Н I

2,5...4,0

-

6,0...9,5

3,0...6,0

0,5...2,0

0,05P; 0,02A1; 0,4Fe; 0,02Si; 0,5Sb; всего 1,3

Арматура, работающая в морской и пресной воде, в маслах и других слабо коррозионных средах, антифрикционные детали

Примечание: 1. Медь — остальное. 2. Примеси, не указанные в табл., учитываются в общей сумме примесей. 3. Со- дсражние примеси никеля во всех марках, кроме БрОЗЦ7 С5 Н1, допускается до 2,0% за счет меди и в общую сумму примесей не входит. 4. В бронзах марок БрОЗЦ7 С5 Н1, БрОЗЦ12 С5, Бр08Ц4 и БрОЮЦ2 сумма примесей кремния и алюминия не должна превышать 0,02%. 5. Допускаются примеси мышьяка до 0,15%, магния — до 0,02%, серы — до 0,05 %. 6. Массовая доля свинца в бронзах марок БрОЮЦ2 и Бр08Ц4 по согласованию изготовителя с потребителем допускается до 1,5% и в общую сумму примесей не входит. 7. По согласованию изготовителя с потребителем в марке БрО 10 С10 допускается массовая доля фосфора до 1,0%.

1.1. Оловянные бронзы

Как говорилось ранее, в литейных бронзах стремятся уменьшить содержание олова ввиду его дефицитности и дороговизны, заменяя его менее дефицитными металлами. Для улучшения механических, технологических и служебных характеристик сплавы дополнительно легируют цинком, фосфором, свинцом и никелем. При этом в бронзах снижается содержание олова.

Одним из основных легирующих элементов в оловянных бронзах является цинк. Он вводится в количестве от 2 до 12 % и благоприятно влияет на весь комплекс механических и литейных свойств. Однако следует заметить, что при введении его в сплав до 4 % он практически не влияет на жидкотекучесть, а при содержании его более 4 % жидко- текучесть сплава возрастает, очевидно, благодаря сокращению интервала кристаллизации.

При затвердевании отливок цинк входит в a-твердый раствор и (при постоянном содержании олова) несколько повышает прочность и пластичность сплава, возрастает пластичность отливок, уменьшается склонность к обратной ликвации. Наиболее удачное сочетание олова и цинка: (5...6)% Sn и (5...6)% Zn (например, бронза Бр05Ц5С5).

Главное назначение свинца в оловянных бронзах — улучшение антифрикционных свойств сплава. Свинец практически нс растворим в бронзе в твердом состоянии. При кристаллизации сплава он выделяется как самостоятельная фаза, располагаясь между дендритами и заполняя поры усадочного происхождения. При этом повышается плотность и способность к обработке резанием. Свинец образует мягкую составляющую, которая играет роль смазки в трущихся поверхностях деталей, работающих в условиях трения. Поэтому свинец — непременный легирующий элемент оловянных бронз (Бр05С25, БрОЮСЮ), которые применяются для изготовления подшипников скольжения, работающих как при малых, так и больших давлениях и высоких окружных скоростях. Поэтому оловянно-свинцовые бронзы являются одними из лучших антифрикционных материалов, так как олово обеспечивает достаточную прочность и износостойкость сплава, а свинец — хорошую прирабатываемость.

Никель повышает жидкотекучесть оловянных бронз за счет увеличения теплоты кристаллизации (у никеля она составляет 280 Дж/г), а также за счет снижения теплопроводности и уменьшения интервала затвердевания. Кроме того, небольшие добавки никеля (до 1 %) повышают механические свойства, уменьшают ликвацию свинца в оловянно-свинцовых бронзах, улучшают коррозионную стойкость и измельчают зерно в отливках.

В литейные оловянные бронзы фосфор вводят в значительно большем количестве, чем в деформируемые бронзы. Фосфор улучшает литейные свойства сплава и антифрикционные свойства бронз. Фосфор является хорошим раскислителем, а также понижает температуру плавления и повышает жидкотекучесть бронз. Поэтому высокофосфористые бронзы особенно пригодны для художественного литья и сложных фасонных отливок. Кроме того, фосфор сильно упрочняет бронзы в твердом состоянии по двум причинам. Во-первых, фосфор частично растворим в меди в твердом состоянии. Во-вторых, при избыточном содержании фосфора при затвердевании выделяется фосфид меди (Си3Р), который наряду с 8-фазой обладает высокой твердостью и обеспечивает повышение износостойкости, создавая необходимые условия для хорошей работы литых антифрикционных деталей узлов трения (втулки, вкладыши, червячные колеса и др.) и подшипников. На рис. 1.5 представлена микроструктура литой оловянной бронзы.

Включения фосфида меди Си,Р влитой оловянной бронзе

Рис. 1.5. Включения фосфида меди Си,Р влитой оловянной бронзе

Следует отметить, что при добавках фосфора появляется склонность расплава к проникновению его в стенку литейной формы благодаря образованию продуктов окисления — жидких фосфатов. Небольшие добавки кремния (0,5 %) образуют на поверхности отливки прочную оксидную пленку и сплав не проникает в форму. Но вместе с тем образующиеся пленки эластичные и воспроизведение отпечатка формы хорошее.

Оловянные бронзы обладают высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, в морской и пресной воде и противостоят большому количеству химических растворов (органические кислоты, разбавленная серная, фосфорная кислоты, растворы едкого калия, хлористый аммоний, сложные эфиры, спирты и т. д.). Они не подвержены, в отличие от латуней, обесцинкованию в морской воде.

Основные сведения о режимах литья и свойствах литейных оловянных бронз приведены в табл. 1.3, 1.4.

Шихтой для плавки литейных оловянных бронз служат либо готовые сплавы в чушках (ГОСТ 614—97), либо чистые металлы. Оловянные бронзы можно плавить в различных печах, однако с точки зрения качества отливок, минимальных безвозвратных потерь, производительности труда, предпочтительны индукционные печи.

Таблица 1.3

Технологические свойства литейных оловянных бронз

Марка сплава

Температура плавления, °С

Температура литья, °С

Жид- коте ку- честь, мм

Линейная усадка, %

Объ- емная усадка, %

Коэффициент трения

Обра-

батыва-

емость

резанием^

со

смазкой

без

смазки

БрОЮФ1

934

1050..Л150

450

1,44

6,0

0,008

0,10

40

Бр08Ц4

1070

1100...1200

540

1,54

-

0,006

0,30

60

БрОЮЦ2

1060

1120... 1150

400

1,5

5,5...7,5

0,007

0,18

55

БрОЮСЮ

930

ИЗО...1160

260

1,5

-

0,008

0,10

80

БрОЗС25

940

1150...1190

200

1,5

-

0,004

0,14

65

БрОбЦбСЗ

967

1140...1160

400

1,6

5,5...6,5

0,009

0,16

80

Бр05Ц5С5

915

1140...1160

400

1,6

5,5...6,5

0,009

0,15

90

Бр04Ц7С5

980

1150... 1190

400

1,43

-

0,014

0,16

80

БрОЗЦ12С5

980

1100... 1170

550

1,6

-

0,012

0,16

80

Бр04Ц4С17

960

1140...1160

250

1,5

-

0,005

0,13

90

БрОЗЦ7С5Н 1

1030

1100...1160

400

1,5

2,5...4,5

0,005

0,16

90

Обрабатываемость резанием дана в процентах от обрабатываемости латуни марки ЛС63-3.

Таблица 1.4

Типичные механические свойства литейных оловянных бронз

Марка сплава

ов, МПа

о0 2, М Па

6,%

НВ, МПа

Е, ГПа

KCU, МДж/м2

БрОЮФ1

215...300

140

3

800... 1000

75.4

0,06

(250...350)

(200)

(3...10)

(900... 1200)

(ЮЗ)

(0,09)

Бр08Ц4

200...250

120

10...12

750

0,2...0,25

-

-

(Ю...15)

(750...850)

(100)

-

БрОЮЦ2

250...350

160...180

10...35

750...900

100

0,1...0,15

(300...350)

(250)

-

(900... 1050)

(100)

-

Окончание табл. 1.4

Марка сплава

ст„, МПа

о02, МПа

6,%

НВ, МПа

Е, ГПа

KCU, МДж/м2

БрОЮСЮ

176

  • 7
  • (7)
  • 650
  • (780)

Бр05С25

  • 147
  • (150...180)

80... 100

5...6 (6...8)

450...550 (600...700)

70

  • 0,08
  • (0,1...0,2)

БрОбЦбСЗ

150...200 (180...220)

  • 100
  • (80... ПО)
  • 6...12
  • (4...S)
  • 600
  • (650...750)

90

(0,2...0,3)

Бр05Ц5С5

  • 150
  • (180)

(80... 100)

  • 6
  • (4)
  • 600
  • (600)

90

(0,2...0,3)

Бр04Ц7С5

  • 147
  • (176)

_

  • 6
  • (4)
  • 600
  • (600)

_

_

БрОЗЦ12С5

(210...230)

_

  • 8
  • (5)

600

84

Бр04Ц4С17

  • 150
  • (150)

  • 5
  • (12)
  • 600
  • (600)

БрОЗЦ7С5Н1

  • 180
  • (210)

70...80

  • 8
  • (5)
  • 600
  • (600)

(90)

(0,2...0,3)

Без скобок приведены свойства при литье в песчаные формы, в скобках — в кокиль.

Плавка литейных оловянных бронз с использованием чушковой бронзы проводится следующим образом: загрузка чушек, расплавление, перегрев, рафинирование и дегазация расплава. По ГОСТ 614—97 выпускаются чушки оловянных бронз пяти марок. Поскольку плавка представляет собой простой переплав, содержание цинка в чушках увеличено на угар (примерно больше на 1 ...2 % по сравнению с химическим составом бронзы).

В состав шихты, кроме чушек, входят возвраты (отходы собственного производства) в количестве 20...80%. Применение стружки крайне не желательно из-за загрязнения ее смазкой и влагой. Если в составе бронз имеется цинк, то потери его могут быть значительными, поскольку защитные свойства пленки, состоящей из оксидов ZnO и Си20, невысокие.

После расплавления шихты расплав перегревают до 1150... 1200 °С (на 100...200 °С выше температуры ликвидуса) и вводят для раскисления фосфористую медь в количестве 0,02...0,04% от массы расплава. Особенно важно раскисление фосфором для литейных бронз, содержащих цинк, поскольку образующийся жидкий комплексный оксид фосфора и цинка (3ZnOP205) легко удаляется из расплава в отличие от твердых частиц оксида цинка.

При плавке оловянных бронз из чистых металлов плавку начинают с расплавления меди. Плавку ведут форсировано под слоем древесного угля. Если в состав сплава входит никель (например, БрОЗЦ7С5Н1), го его вводят в сплав последним, поскольку никель повышает равновесную растворимость водорода в меди.

Вредная структурная составляющая в литейных оловянных бронзах — оксид олова — Sn02, который является хрупкой и твердой составляющей и снижает механические и эксплуатационные свойства. Поэтому перед введением олова или оловосодержащих отходов медь необходимо раскислить лигатурой Си-Р (ГОСТ 4515—93). Состав и маркировка лигатуры представлена в табл. 1.5.

Таблица 1.5

Химический состав, температура ликвидус и маркировка медно-фосфористых лигатур (ГОСТ 4515—93)

Марка

Вид продукции

Основные компоненты, мае. %

Примеси, мас.%, не более

Тя,

Маркировка

Си + Р, не менее

Р

Bi

Sb

Всего

МФК)

Плиты, прутки

99,8

9,5... 11

0,002

0,02

-

880

Белая полоса

МФ9

Плиты, прутки

99,5

8,0...9,5

0,002

0,02

0,15

750

Черная полоса

Кроме того, оксид олова можно удалить из расплава, ошлаковывая его обезвоженной содой:

Плавку бронз проводят в окислительной атмосфере под слоем древесного угля или флюса. После раскисления меди вводят цинк, затем олово и отходы, в последнюю очередь вводят свинец. Расплав нагревают до 1100... 1200 °С, рафинируют хлористым цинком и разливают в формы.

При плавке высокосвинцовых литейных оловянных бронз с целью предотвращения ликвации свинца расплав перемешивают графитовой мешалкой и быстро разливают. Иногда (в случае изготовления тонкостенных и сложных по конфигурации отливок) в расплав вводят фосфористую медь для повышения жидкотекучести сплавов (не более 0,03 %), так как избыток его нежелателен.

Если шихта загрязнена алюминием, кремнием, магнием или железом, которые присутствуют в расплаве главным образом в виде оксидных включений, то плавку проводят с применением жидких флюсов. Благодаря смачиванию оксидов вредных примесей или растворению их во флюсах происходит рафинирование расплавов. Состав покровных и рафинирующих флюсов представлен в табл. 1.6. Отработанные флюсы (шлаки) перед выпуском металла из печи удаляются.

Таблица 1.6

Состав и назначение флюсов для выплавки медных сплавов

Состав флюса, мае. %

Назначение флюса

  • 41.. .47 SiO,; 25...32 Мп02; 10... 15 Na,0;
  • 11.. .14 А120,

Покровный для оловянных бронз (при выплавке в печах с шамотной футеровкой)

50 Si02; 30 Na,B407; 20 CaO

Покровный для оловянных бронз (при выплавке в печах с шамотной футеровкой)

10...30 Si02; 70...90 Na,B407

Покровный для оловянных бронз (при выплавке в печах с магнезитовой футеровкой)

7 Na,B407; 60 Na,CO,; 33 CaF2

Рафинирующий для оловянных бронз

30 SiO,; 30 Na,CO,; 40 CaF,

Покровный для кремниевых и простых латуней

50 Na,CO,; 50 CaF,

Покровный для кремниевых и простых латуней

60 NaCl: 30 Na,CO,; 10 Na,AIF„

Покровно-рафинирующий для латуней

50 CaF,; 50 MgF,

Покровно-рафинирующий для бронз и латуней

7 Na,B A; 10 NaCl; 35 KCI; 25 Na,AIF„; древесный уголь 2

Рафинирующий для алюминиевых бронз

60 NaCl: 40 Na,AIF6

Рафинирующий для алюминиевых бронз

20 CaF,; 60 NaF; 20 Na,AIF6

Рафинирующий для алюминиевых бронз

6 No,B407: 70 Na,CO,; 12 Na,AIF„; 12 K2CO,

Рафинирующий для аиоминиевых бронз

10 Na2C03; 70 CaF,; 20 Na,S04

Рафинирующий для алюминиевых бронз

Железо удаляют окислительным рафинированием расплава закисью меди:

Поскольку литейные оловянные бронзы благодаря широкому интервалу кристаллизации склонны к газоусадочной пористости, расплавы необходимо дегазировать. Дегазацию оловянных бронз от водорода и других газовых примесей проводят продувкой расплава осушенным азотом или аргоном. Следует отменить, что излишний перегрев расплава при плавке бронз нежелателен.

Широкий интервал кристаллизации оловянных бронз обусловливает особый подход к организации питания отливок. Оказывается, нс всегда целесообразно бороться с общей пористостью, а нужно избегать скопления пористости в отдельных местах отливки. Во-первых, это может быть достигнуто подводом металла в тонкие сечения. Во-вторых, применением дождевых литниковых систем и использованием рассредоточенного подвода металла (разветвленной системы литников).

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы