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

Содержание слайда: Министерство образования, науки и молодёжной политики Республики Коми МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Презентация курса (для специальностей 23.01.03 «Автомеханик», ТОЭ) Усинск

Содержание слайда: Тема 10 Цинк и его сплавы. Антифрикционные сплавы, их маркировка и область применения. Олово, свинец и их свойства.

Содержание слайда: Цинк и его сплавы. Цинк –вязкий металл голубовато-серого цвета. Цинк - металл 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.

Содержание слайда: Цинк и его сплавы. Цинк - используют как добавку в сплавы, 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.

Содержание слайда: Состав, свойства и применение некоторых цинковых сплавов: – ЦА4 содержит 3.9-4.3%Al, 0,03-0,06% 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.

Содержание слайда: Состав, свойства и применение некоторых цинковых сплавов: – ЦАМ9-1.5 содержит 9,0-11,0%Al, 1,0-2,0%Cu, 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.

Содержание слайда: Антифрикционные сплавы, их маркировка и область применения. Антифрикционные сплавы предназначены для повышения 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.

Содержание слайда: Антифрикционные сплавы, их маркировка и область применения. Антифрикционными сплавами служат сплавы на 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.

Содержание слайда: Антифрикционные сплавы, их маркировка и область применения. Антифрикционные сплавы хорошо прирабатываются в 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.

Содержание слайда: Антифрикционные сплавы, их маркировка и область применения.

Содержание слайда: Антифрикционные сплавы, их маркировка и область применения. Баббиты - антифрикционные материалы на основе 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.

Содержание слайда: Антифрикционные сплавы, их маркировка и область применения. Лучшими антифрикционными свойствами обладают оловянные 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.

Содержание слайда: Антифрикционные сплавы, их маркировка и область применения. Рис. 49. Микроструктура оловянного баббита Б83 при 200х увеличении: 1 - мягкая основа, 2 - кубические включения, 3 - игольчатые кристаллы

Содержание слайда: Антифрикционные сплавы, их маркировка и область применения. Баббиты на основе свинца имеют 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.

Содержание слайда: Антифрикционные сплавы, их маркировка и область применения. Алюминиевые бронзы, используемые в качестве 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.

Содержание слайда: Антифрикционные сплавы, их маркировка и область применения. Алюминиевые сплавы обладают хорошими антифрикционными 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.

Содержание слайда: В зависимости от химического состава различают две группы сплавов. Сплавы алюминия с 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.

Содержание слайда: В зависимости от химического состава различают две группы сплавов. 2. Сплавы алюминия 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).

Содержание слайда: В зависимости от химического состава различают две группы сплавов. 2. Сплавы алюминия 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.

Содержание слайда: Антифрикционный чугун Антифрикционный чугун идет на изготовление червячных зубчатых колес, направляющих для 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.

Содержание слайда: В зависимости от химического состава различают две группы сплавов. В качестве антифрикционных материалов 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.

Содержание слайда: В зависимости от химического состава различают две группы сплавов. Сплавы бывают: а) высокооловянный 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.

Содержание слайда: Металлокерамические твердые сплавы, их маркировка и область применения. Металлокерамические твердые сплавы применяют 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).

Содержание слайда: В зависимости от состава карбидной фазы твердые сплавы разделяют на три 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.

Содержание слайда: В зависимости от состава карбидной фазы твердые сплавы разделяют на три 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 %).

Содержание слайда: В зависимости от состава карбидной фазы твердые сплавы разделяют на три 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

Содержание слайда: Контрольные вопросы 1. Где применяют деформируемые алюминиевые сплавы? 2. Как улучшают механические свойства 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

Содержание слайда: Сплавы Cu Латуни Бронзы

Содержание слайда: Марки латуней: Л68, ЛК80-3, ЛЖМц59-1-1

Содержание слайда: Рис. 41. Диаграмма состояния системы Cu-Zn и влияние содержания цинка на механические свойства латуни

Содержание слайда: Рис. 42. Микроструктура α – и α + β -латуни

Содержание слайда: Марки бронз: Бр. ОФ10-1, Бр. Б2, Бр. АЖМц10-3-1,5

Содержание слайда: Сплавы Al Деформируемые Литейные

Содержание слайда: Марки деформируемых алюминиевых сплавов: Д16, АМц, АМг2

Содержание слайда: Марки литейных алюминиевых сплавов: АК12, АК9

Содержание слайда: Марки сплавов титана: ВТ3-1, ВТ5-1, ОТ4-1

Содержание слайда: Марки магниевых сплавов: МА5, МЛ8

Содержание слайда: Марки сплавов цинка: ЦА4, ЦАМ4-1, ЦАМ15