 |
Сплавы меди с алюминием, кремнием, бериллием, и другими элементами.
|
|
|
|
Сплавы меди с алюминием, кремнием, бериллием и другими элементами.
Сплавы меди с алюминием, кремнием, бериллием и другими элементами же называются бронзами; в отличие от оловянистых их называют соответственно алюминиевыми, кремнистыми и т.д. Малой величиной усадки оловянистая бронза превосходит эти бронзы, но они в свою очередь превосходят оловянистую в других отношениях: по механическим свойствам, по химической стойкости, по жидкотекучести. Олово - дефицитный элемент, поэтому эти бронзы, кроме, разумеется, бериллиевой, дешевле оловянистой. Бериллиевая бронза отличается от остальных высокими твердостью и упругостью.
Свинцовистая бронза, содержащая 30% свинца, является высококачественным антифрикционным материалом, широко применяемым в машиностроении. Структура такого сплава состоит из отдельных зерен меди и свинца. Высокие антифрикционные свойства сплава обеспечиваются равномерным вкраплением свинца в медь.
Получение меди.
Медь получают главным образом пирометаллургическим способом, сущность которого состоит в производстве меди из медных руд, включающем ее обогащение, обжиг, плавку на полупродукт - штейн, выплавку из штейна черновой меди и ее очистку от примесей (рафинирование).
Для производства меди применяют медные руды, содержащие 1 - 6% Cu, а также отходы меди и ее сплавов. В рудах медь обычно находится в виде сернистых соединений, оксидов или гидрокарбонатов. Перед плавкой медные руды обогащают и получают концентрат. Для уменьшения содержания серы в концентрате его подвергают окислительному обжигу. Полученный концентрат переплавляют в отражательных или электрических печах. Восстанавливаются оксид меди (CuO) и высшие оксиды железа.
|
|
|
Сульфиды меди и железа сплавляются и образуют штейн, а расплавленные силикаты железа растворяют другие оксиды и образуют шлак. После этого расплавленный медный штейн заливают в конвертеры и продувают воздухом для окисления сульфидов меди и железа и получения черновой меди. Черновая медь содержит 98,4-99,4% Cu и небольшое количество примесей. Эту медь разливают в изложницы. Черновую медь рафинируют для удаления вредных примесей и газов. Сначала производят огневое рафинирование в отражательных печах. Примеси S, Fe, Ni, As, Sb и другие окисляются кислородом воздуха, подаваемым по стальным трубкам, погруженным в расплавленную черновую медь. Затем удаляют газы, для чего снимают шлак и погружают в медь сырое дерево. Пары воды перемешивают медь и способствуют удалению других газов. Ванну жидкой меди покрывают древесным углем и погружают в нее деревянные жерди. При сухой перегонке древесины, погруженной в медь, образуются углеводороды.
После огневого рафинирования получают медь чистотой 99-99,5%. Из нее отливают чушки для выплавки сплавов меди (бронзы и латуни) или плиты для электролитического рафинирования.
Электролитическое рафинирование проводят для получения чистой от примесей меди (99,5% Cu). Электролиз ведут в ваннах, покрытых изнутри винипластом или свинцом. Аноды делают из меди огневого рафинирования, а катоды - из листов чистой меди. При пропускании постоянного тока анод растворяется, медь переходит в раствор, а на катодах разряжаются ионы меди.
Примеси (мышьяк, сурьма, висмут и др.) осаждаются на дно ванны, их удаляют и перерабатывают для извлечения этих металлов. Катоды выгружают, промывают и переплавляют в электропечах.
Реализация этой схемы на различных переделах, особенно на начальных этапах до получения медного штейна, может проводиться в различных печах и в различных технологических вариантах. В рассматриваемой схеме первый передел медной руды - это обогащение. Однако бывают случаи, когда руды, обогащенные серой (свыше 35%), плавят без обогащения для извлечения из них не только меди, но и серы. Однако основная масса добываемой из недр земли сульфидной медной руды подвергается флотационному обогащению.
|
|
|
Подшипниковые сплавы.
Почти всякая машина или станок имеет вращающиеся валы или оси, работа которых может быть надежной при правильном выборе системы подшипников, которые служат опорами этих валов и осей.
Для уменьшения трения при вращении в подшипниках имеются специальные втулки или вкладыши.
Подшипники с шариковыми и роликовыми вкладышами называются подшипниками качения; подшипники, в которых применяются вкладыши из антифрикционных (подшипниковых) материалов, называются подшипниками скольжения.
Несмотря на широкую распространенность шариковых и роликовых подшипников, подшипники скольжения имеют сейчас очень большое применение.
Подшипниковые (антифрикционные) сплавы должны удовлетворять следующим основным требованиям: обладать неоднородной структурой, улучшающей подвод масла к вращающемуся валу, прочностью на сжатие и на истирание и достаточной твердостью.
В зависимости от удельного давления вала и скорости вращения применяют подшипниковые сплавы следующих трех групп:
1. На основе железа — серый и ковкий антифрикционный чугун. Вкладыши подшипников из чугуна применяют при невысоких удельных давлениях и при скорости вращения до. 5 м/сек.
Подшипниковый серый чугун представляет собой перлитный, чугун с мелкими графитными включениями марки СЧ-18-36 или СЧ-28-48.
2. Подшипниковые сплавы на медной основе — бронзы —используются при более тяжелых условиях работы. Широкое применение имеют бронзы БрОФ 6,5-15, БрОЦС 4-4-4 и особенно свинцовистая бронза БрСЗО.
3. Белые антифрикционные сплавы — баббиты — применяют; для заливки вкладышей подшипников. Многие составы этих сплавов были разработаны советским ученым проф. А.М. Бочваром.
Согласно ГОСТ 1320—41 и 1209—41 устанавливаются следующие марки белых антифрикционных сплавов: Б83, Б16, БН, БТ, БС, Б К, БК2 и Б6; буква Б указывает название сплава, а следующая за ней цифра — среднее содержание в нем олова, буквы Н, Т, С и К указывают на присутствие в баббите никеля, теллура, свинца и кальция.
Марки и химический состав некоторых белых антифрикционных сплавов приведены в табл. 25.
Таблица 25
Температура начала плавления баббитов 245—420°. Предел прочности на разрыв от 4 до 10 кг/мм2,предел усталости от 2,3 до 2,6 кг/мм2, коэффициент трения со смазкой от 0,004 до 0,009.
Практическое применение имеют также металлокерамические подшипниковые сплавы, изготовляемые прессованием порошков железа и графита или бронзы и графита.
|
|
|
