Цветные металлы, к которым относятся медь, алюминии, магний, цинк, никель, свинец, олово и их сплавы, используют в промышленности в случаях, когда применение черных металлов и их сплавов нецелесообразно или невозможно.
Медь и ее сплавы. Медь — металл розово- красного цвета; плотность 8960 кг/м3, температура плавления 1083° С. Отличается высокой пластичностью, хорошо обрабатывается давлением в холодном и горячем состоянии. Медь маркируют буквой М и выпускают пяти марок: МО, Ml, М2, МЗ, М4. Самая чистая медь марки МО содержит 99,95% меди и 0,05% примесей. Медь широко применяют в электротехнике, так как этот металл является хорошим проводником электрического тока.
Медные сплавы делятся на две группы: латуни и бронзы.
Латунь — сплав меди с цинком (до 50%), часто с добавками алюминия, железа, марганца, никеля, свинца и других элементов (в сумме до 10-%.). Маркируется латунь буквой Л, последующие цифры обозначают содержание меди в сплаве в процентах. В сложных сплавах за буквой Л ставят заглавные буквы названий элементов в порядке их убывающей последовательности. Химический состав некоторых марок латуни приведен в ГОСТ 17711—72.
Бронза — сплав на основе меди, в котором главными Добавками являются олово, свинец, алюминий, кремний или другие элементы, за исключением цинка и никеля. Бронзы делятся на оловянистые и специальные безоло-вянистые. Маркируют оловянистые бронзы буквами Бр. (бронза), далее следует буквенное обозначение элементов, входящих в состав сплава, цифры указывают среднее содержание элемента в процентах.
Алюминий и его сплавы. Алюминий — металл серебристо-белого цвета; легкий и ковкий; устойчивый против коррозии; плотность 2699 кг/м3, температура плавления 660° С. Образующаяся окисная пленка защищает поверхность металла от дальнейшего окисления. Благодаря высокой электропроводности и пластичности широко применяется в электротехнической, авиационной и химической промышленности. Алюминий выпускают нескольких марок, отличающихся друг от друга по степени чистоты. Алюминиевые сплавы получают добавкой к алюминию меди, цинка, магния, кремния, марганца и других металлов. Из деформируемых алюминиевых сплавов путем прессования, прокатки и ковки получают самые разнообразные изделия.
Сплавы АК6 и АК8 обладают высокой прочностью, а сплавы АК2 и АК4, содержащие никель, являются жаропрочными. Широко используют в некоторых производствах сплавы Д1, Д6, Д16, Д18. Сплавы АМц и АМг и назначены для изготовления трубопроводов и масляных сварных резервуаров.
Для литейных алюминиевых сплавов наибольшее применение имеют силумины — сплавы алюминия с кремнием. Достоинством их является большая жидкотекучесть,, позволяющая отливать сложные и тонкостенные детали. Химический состав деформируемых алюминиевых сплавов приведен в ГОСТ 4784—74, а литейных алюминиевых сплавов — в ГОСТ 2685—75.
Б а б б и т ы — антифрикционные сплавы на основе плова или свинца с добавками сурьмы, меди и других і и ментов. Применяются для заливки подшипников согласно ГОСТ 1209—73 и ГОСТ 1320—74 установлены марки баббитов: БКА, БК2, БК2Ш, Б88, Б83, , Б16, БН и БС6. Химический состав и назначение баббитов приведены в ГОСТ 1320—74.
Для изготовления пружин применяют цветные металлы и сплавы, особенно широко алюминиевые, и оловянно-цинковые бронзы.
Ленты алюминиевой бронзы для пружин изготовляют шириной от 10 до 250 мм, толщиной 0,5—1,2 мм и шириной от 20 до 300 мм.
Проволоку для пружин из оловянно-цинковой бронзы І.р. ОЦ4-3 (ГОСТ 5221—77) выпускают диаметром от и, I до 12 мм.
Для бериллиевых бронз Бр. Б-2, Бр. Б2б и БИТ, имеющих высокую электропроводность, изготовляют пружины различной формы и конструкции. Процесс изготовления пружин из бериллиевых бронз имеет некоторые особенности и состоит из следующих операций: резка заготовок, закалка на пластичность, калибровка до требуемого размера, навивка пружин, отделочная (окончательная) операция, отпуск пружин, отбеливание и покрытие.
Раскрой металла на заготовки выполняют в заготовительном отделении. Заготовки очищают от пыли, обезжиривают, затем транспортируют на термообработку. Заготовки (ленты, полосы, прутки и проволочные бухты) \ укладывают на противень, который устанавливают в камерную или вакуумную печь на подставку высотой до 20 мм. Нельзя нагревать или подвергать закалке детали различной толщины и массы, так как это может принести к недостаточному нагреву массивных деталей закалка их не будет выполнена. Нагрев под закалку осуществляют в камерных электропечах под слоем угля, в вакуумных установках или в шахтных печах в диссоциированной среде аммиака. Порядок укладки в противень зависит от нагревателя. Заготовки укладывают в противень и пересыпают углем слоем 5 мм. Закладывают сразу целую стопу заготовок. Верх засыпают слоем угля 15—20 мм. Прогретые до определенной температуры заготовки охлаждают в закалочной среде.
В аммиачной среде заготовки лент, полос, прутков и бухт укладывают в контейнерное устройство шахтной печи. В камерную или шахтную печь заготовки загружают при температуре 770—780° С. Проволоку загружают при температуре 730—740° С. Время нагрева проволоки определяется в зависимости от мощности оборудования и массы заготовок. Нагретые и выдержанные при заданной температуре заготовки быстро охлаждают в воде, температура которой 15—20° С.
Закаленные заготовки промывают и укладывают в термостаты для просушки при температуре 40—70° С в течение 20—30 мин. Если после закалки поверхность металла получилась окисленной, то необходимо травление. Закаленные заготовки из бериллиевой бронзы поступают на механическую обработку. Пружины, изготовленные в механическом отделении, подвергают дальнейшей термической обработке — отпуску. В зависимости от технических требований, предъявляемых к пружинам, их укладывают в специальные оправки и приспособления, чтобы избежать коробления в процессе отпуска. Пружины неответственного назначения укладывают в противень и устанавливают в нагреватель для отпуска. Отпуск пружин осуществляют в вакууме, в отпускных нагревательных печах. Обработанные в вакууме пружины имеют чистую, блестящую поверхность, под углем немного окисленную; без защитной среды поверхность окисляется до темно-бурого цвета. Пружины, установленные в оправке, подвергают отпуску без угля.
Печь заготовками пружин для отпуска загружают при температуре 280—300° С. Вакуумную печь загружают при температуре не выше 100 С°.
Отжиг выполняют при температуре 280—350 С°. Продолжительность выдержки устанавливается в зависимости от массы (размеров) заготовок. Охлаждают заготовки под углем, на воздухе или в вакуумном контейнере. Охлажденные заготовки очищают от пыли и укладывают и специальную тару для последующего нанесения покрытий на поверхность. Пружины с нанесенными на поверхность защитными покрытиями поступают на контроль и испытания.
