Антифрикционные алюминиевые сплавы

Алюминиевые сплавы обладают хорошими антифрикционными свойствами, высокой теплопроводностью, хорошей коррозионной стойкостью в масляных средах, достаточно хорошими механическими и технологическими свойствами, что позволяет использовать их в качестве антифрикционных материалов взамен медных сплавов (бронз,например, БрС30). Антифрикционные алюминиевые сплавы применяются в основном в виде тонкого слоя, нанесенного на стальную подложку. Такой биметалл получают при помощи совместной прокатки полос из алюминиевого сплава и стали. Из биметаллической полосы штампуются вкладыши подшипников. Толстостенные, монометаллические вкладыши применяются реже. Типичным представителем антифрикционных алюминиевых сплавов является сплав АО20-1 (Sn=20%, Cu=1 %,остальное-алюминий),применяемый для изготовления вкладышей подшипников коленвала «Жигулей», «Москвичей» и др. автомобилей. По своим антифрикционным свойствам сплав АО20-1 близок к оловянным баббитам, при этом обладает высоким пределом выносливости, хорошей задиростойкостью, достаточной прочностью и теплопроводностью, дешевизной и технологичностью.

Для монометаллических подшипников, используемых в судовой промышленности, транспортном и общем машиностроении, применяется алюминиевый сплав АО9-2 (9 % Sn, 2 % Cu, 1 % Ni, 0,5 % Si).

В тракторной промышленности для вкладышей подшипников колен вала вместо бронзы БрС30 применяется алюминиевый сплав АСМ (Sb=5 %, Mg=0,5 %), обладающий повышенной прочностью, твердостью и хорошими антифрикционными свойствами.

Спеченные алюминиевые сплавы

.

САП (спеченная алюминиевая пудра) и САС (спеченный алюминиевый сплав) относятся к дисперсно - упрочняемым материалам на алюминиевой основе и изготавливаются методами порошковой металлургии (размол порошков на шаровой мельнице до размеров частиц <1 мкм, прессование под давлением160 МПа и спекание в восстановительной атмосфере). Структура САП и САС представляет собой алюминиевую основу с равномерно распределенными включениями AL₂O₃. Эти частицы не растворяются в матрице и не коагулируют при нагреве, поэтому свойства САП сохраняются до высоких температур Т=500^оС, недостижимых для всех других алюминиевых сплавов. САПы и САСы отличаются высокой прочностью (σ_b=400 МПа), относительно невысоким удлинением δ=5 %, высокой жаропрочностью (50 МПа при 500^оС при выдержке t=100 час), высокой коррозионной стойкостью и низкой плотностью (ρ=2,7 г/см³), хорошей стабильностью свойств при повышенной температуре.

САП хорошо деформируется в горячем и холодном состоянии, легко обрабатывается резанием и хорошо сваривается аргонно-дуговой сваркой. Применяется в виде листов, профилей, штамповок, труб, фольги для изготовления деталей, работающих при повышенных температурах и в условиях интенсивной коррозии.

Существует 4 марки САПов: САП1, САП2, САП3, и САП4, которые отличаются содержанием Al₂O₃( от 6 до 22 %), что соответственно изменяет свойства, особенно, σ_b от 300 до 450 МПа.

САСы имеют пониженный коэффициент линейного расширения, и высокий модуль упругости. Главное преимущество САСов и САПов перед литыми алюминиевыми сплавами является отсутствие литейных дефектов и высокая равномерность свойств по сечению спеченной детали. Методом порошковой металлургии получаются стандартные алюминиевые сплавы Д16П (порошковый), АК4П (порошковый) и другие стандартные сплавы. САСы, как и САПы, имеют более высокую длительную прочность при температуре 350^оС и выше.

Кроме дисперсно-упрочненных сплавов в авиации применяется композиционные сплавы типа ВКА-1 на основе волокон бора и алюминиевой матрицы. По длительной прочности ВКА в 5 раз превышает САП2, а удельная прочность выше, чем у титановых сплавов.

СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ МЕДИ

Свойства меди.

Медь – металл красновато – розового цвета, имеет гранецентрированную кубическую решетку с параметром а=3,60 нм. Плотность меди 8,94 г/см³, Т_пл=1083°С. В зависимости от химического состава медь выпускается в виде технических марок МОО, МО, М1 (99,9 %Сu),М2, М3, М4(99,0 %Cu). Медь имеет высокую тепло и электропроводность (100 %- эталон электропроводности), пластичность, коррозионную стойкость, легко обрабатывается давлением, но плохо – резанием. Отожженная при Т=600°С медь имеет следующие свойства: σ_b=220МПа, δ=50 %. Медь прокатывается в тонкие листы, ленту, проволоку микронной толщины, склонна к наклепу. Медь легко полируется, хорошо паяется, сваривается. Примеси резко снижают тепло и электропроводность меди. Литейные свойства меди низкие из-за высокой усадки и низкой жидкотекучести.