Медь и её сплавы. Определение, назначение, маркировка.

Медь — золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Чистую медь применяют для электротехнических целей и поставляют в виде полуфабрикатов - проволоки, прутков лент листов, полос и труб. Из-за малой механической прочности чистую медь не используют как конструкционный материал, а применяют ее сплавы с цинком, оловом, алюминием, кремнием, марганцем, свинцом Леги­рование меди обеспечивает повышение ее механических, технологичес­ких и эксплуатационных свойств. Различают три группы медных спла­вов: латуни, бронзы, сплавы меди с никелем. Латуни. Латунями называют двойные или многокомпонентные сплавы на основе меди, в которых основным легирующим элементом является цинк. При введении других элементов (кроме цинка) латуни называют специальными по наименованию элементов, например железофосфорномарганцевая латунь и т.п. В сравнении с медью латуни обладают большей прочностью коррози­онной стойкостью и лучшей обрабатываемостью (резанием литьем давлением). Латуни содержат до 40-45% цинка. При большем содержании цинка снижается прочность латуни и увеличивается ее хрупкость Содержание легирующих элементов в специальных латунях не превы­шает 7-9%. Сплав обозначают начальной буквой Л - латунь. Затем следуют пер­вые буквы основных элементов образующих сплавов: Ц-цинк 0-олово, Мц - марганец, Ж - железо, Ф - фосфор, Б - бериллий и т.д. Бронзы. Сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием, марганцем, свинцом, бериллием называют бронзами. В зависимости от введенного элемента бронзы называют оловянными, алюминиевыми и т.д. Бронзы обладают высокой стойкостью против коррозии, хорошими литейными и высокими антифрикционными свойствами и обрабатыва­емостью резанием. Для повышения механических характеристик и при­дания особых свойств бронзы легируют железом, никелем, титаном, цин­ком, фосфором. Сплавы меди с никелем. Медноникелевые сплавы — это сплавы на ос­нове меди, в которых основным легирующим компонентом является никель. По назначению их подразделяют на конструкционные и элект­ротехнические сплавы.

Куниалu (медь -никель -алюминий) содержат 6—13% никеля, 1,5-3% алюминия, остальное — медь. Куниали подвергают термической обработ­ке (закалка - старение). Куниали служат для изготовления деталей повы­шенной прочности, пружин и ряда электромеханических изделий.

Нейзильберы (медь - никель - цинк) содержат 15% никеля, 20% цинка, остальное - медь. Нейзильберы имеют приятный белый цвет, близкий кцвету серебра. Они хорошо сопротивляются атмосферной коррозии; при­меняют в приборостроении и производстве часов.

Мельхиоры (медь — никель и небольшие добавки железа и марганца до 1 %) обладают высокой коррозионной стойкостью, в частности в морской воде. Их применяют для изготовления теплообменных аппаратов, штам­пованных и чеканных изделий.

Капель (медь - никель 43% — марганец 0,5%) - специальный сплав с высоким удельным электросопротивлением, используемый в электротех­нике для изготовления электронагревательных элементов.

Константан (медь — никель 40% — марганец 1,5%) имеет такое же на­значение, как и манганин.

24.Алюминий и его сплавы. Определение, назаначенеи, маркировка. Алюминий - легкий металл серебристо-белого цвета с высокой элект­ро- и теплопроводностью; плотность его 2700кг/м^3, температура плавле­ния в зависимости от чистоты колеблется в пределах 660—667°С. В ото­жженном состоянии алюминий имеет малую прочность (σв=80—100 МПа), низкую твердость (НВ 20-40), но обладает высокой пластич­ностью (β=35-40%). Первичный алюминий делят натри группы: алюминий особой чис­тоты (маркаА999), высокой чистоты (четыре марки) и технической чис­тоты. Предусмотрено восемь марок, допускающих содержание приме­сей 0,15-1%. Название марки указывает ее чистоту. Например, марка А8 обозначает, что в металле содержится 99,8% алюминия, а в марке А99—99,99% алюминия. Алюминий технической чистоты получают в электролизных ваннах. Путем электролитического рафинирования алю­миния-сырца получают алюминий марок высокой чистоты. Алюминий хорошо обрабатывается давлением, сваривается, но плохо поддается резанию. Имеет высокую стойкость против атмосферной кор­розии и в пресной воде. На воздухе алюминий быстро окисляется, по­крываясь тонкой плотной пленкой окиси, которая не пропускает кисло­род в толщу металла, что и обеспечивает его защиту от коррозии. В качестве конструкционных материалов алюминий широко приме­няют в виде сплавов с другими металлами и неметаллами (медь, марга­нец, магний, кремний, железо, никель, титан, бериллий и др.). Алюми­ниевые сплавы сочетают в себе лучшие свойства чистого алюминия и. повышенные прочностные характеристики легирующих добавок. Так, железо, никель, титан повышают жаропрочность алюминиевых сплавов. Медь, марганец, магний обеспечивают упрочняющую термообработку алюминиевых сплавов. В результате легирования и термической обра­ботки удается в несколько раз повысить прочность (σВ с 100 до 500 МПа) и твердость (НВ с 20 до 150) алюминия. Все сплавы алюминия подразде­ляют на деформируемые и литейные. Деформируемые алюминиевые сплавы. Деформируемые алюминиевые сплавы применяют для получения листов, ленты, фасонных профилей, проволоки и различных деталей штамповкой, прессованием, ковкой. В зависимости от химического состава деформируемые алюминиевые сплавы делят на 7 групп; содержат 2—3 и более легирующих компонента в количестве 0,2—4% каждого. Например, сплавы алюминия с магнием и марганцем; алюминия с медью, магнием, марганцем и др.

Деформируемые сплавы разделяют на сплавы, упрочняемые и не уп­рочняемые термической обработкой. Деформируемые сплавы, подверга­емые механической и термической обработке, имеют буквенные обозна­чения, указывающие на характер обработки (см. примечания к табл. 9).

 

Термически не упрочняемые сплавы — это сплавы алюминия с марган­цем (Амц) и алюминия с магнием и марганцем (Амг). Он и обладают уме­ренной прочностью, высокой коррозионной стойкостью, хорошей сва­риваемостью и пластичностью (табл. 9).

Термически упрочняемые сплавы (см. табл. 9) приобретают высокие механические свойства и хорошую сопротивляемость коррозии только в результате термической обработки. Наиболее распространены сплавы алюминия с медью, магнием, марганцем (дюралюмины) и алюминия с медью, магнием, марганцем и цинком (сплавы высокой прочности).

Дюралюмины маркируют буквой Д, после которой стоит цифра, обозначающая условный номер сплава. Термическая обработка дюралюминов состоит в закалке, естественном или искусственном старении. Для закалки сплавы нагревают до 500°С и охлаждают в воде. Естественное ста­рение производят при комнатной температуре в течение 5—7 сут.

25. Термопластические и термореактивные полимерные материалы. Среди термореактивных полимеров фенолформальдегидные являются наиболее распространенными. Исходными продуктами для получения этого вида полимеров являются фенол и формальдегид, которые подвергаются процессу поликонденсации. Отличительной чертой фенолформальдегидных полимеров является их коричневый цвет. Эти полимеры обладают набором превосходных свойств: хорошая адгезия ко многим материалам (ткани, дерево), превосходная сочетаемость с наполнителями и добавками. До отверждения они легко растворяются в ацетоне, спирте и иных растворителях, а после отверждения они обладают повышенной степенью прочности.
Являясь одной из разновидностей термореактивных полимеров, карбамидные полимеры представляют собой результат поликонденсации мочевины и формальдегида. Они характеризуются бесцветностью, отсутствием запаха, светостойкостью и рядом иных свойств.
Полиэфирные полимеры, в свою очередь, являют собой олигомерный продукт в состоянии вязкой жидкости, который может при включении отвердителей перейти в твердое состояние. Этот вид полимеров представляет собой материал, характеризующийся высокой степенью прочности, устойчивостью к химическому воздействию. Очень часто полиэфирные полимеры армируют стекловолокном, обеспечивающим снижение хрупкости материала.
Кроме того, к термореактивным полимерам относятся и эпоксидные полимеры, обладающие превосходными эксплуатационными свойствами, обеспечившими их широкое применение в самых различных областях.
Полиуретановые полимеры – ещё одна разновидность термореактивных полимеров, они также достаточно распространены, и их производство растет с каждым годом. Они устойчивы к истиранию, характеризуются высокими показателями прочности, что позволяет использовать их для изготовления подошв для обуви, шин и иной продукции. Кроме того, из полиуретановых полимеров получают пенопласты, поролон и ряд иных полимерных материалов.

Термопла́сты — полимерные материалы, способные обратимо переходить при нагревании в высокоэластичное либо вязкотекучее состояние. При обычной температуре термопласты находятся в твёрдом состоянии. При повышении температуры они переходят в высокоэластичное и далее — в вязкотекучее состояние, что обеспечивает возможность формования их различными методами. Эти переходы обратимы и могут повторяться многократно, что позволяет, в частности, производить переработку бытовых и производственных отходов из термопластов в новые изделия. Переработка термопластов в изделия не сопровождается необратимой химической реакцией. Пригодны к повторной обработке (формованию).

26.Модельный комплект для литья в песчано-глинистые формы. Литье в песчано-глинистые формы находит широкое применение при производстве крупногабаритных заготовок преимущественно из чугуна и стали. Для его технологического обеспечения изготавливается модельный комплект — набор приспособлений и инструментов, необходимых для изготовления формы. В этот набор входят:

• модель отливки — деревянное изделие, полностью соответствующее по форме и размерам будущей отливке и предназначенное для получения в песчано-глинистой смеси соответствующей полости;

• стержневые ящики — для изготовления стержней, которые устанавливаются в форму с целью создания внутренних полостей или отверстий в отливке;

• модель литниковой системы — деревянное приспособление, предназначенное для образования в песчано-глинистой смеси системы каналов, подводящих расплав в полость формы и отводящих газы;

• опока — приспособление в виде жесткой рамы (открытого ящика), служащее для удержания в нем формовочной смеси при изготовлении форм, транспортирования и заливки металлом;

• подмодельная плита — приспособление, на котором монтируются рассмотренные выше элементы.

Операции могут выполняться вручную, механизированными и автоматизированными способами.

Модельная оснастка изготавливается из дерева, металла, пластмасс, гипса и др. материалов. Выбор материала оснастки зависит от применяемой технологии литья и серийности производства отливок.

Приготовление формовочных и стержневых смесей состоит в подготовке и смешивании формовочных материалов, к которым относятся огнеупоры (кварцевый песок, шамот — огнеупорный кирпич); связующие — для придания смеси прочности (глина, смолы, жидкое стекло).