Евгений Костенко - Слесарное дело: Практическое пособие для слесаря
В зависимости от состава различают бронзы: оловянистые, применяемые для вкладышей подшипников и арматуры; алюминиевые (6–11,5 % алюминия), применяемые для фасонного литья и лент; кремнистые (1–3,5 % кремния); марганцовистые (4,5–5,5 % марганца); свинцовые (30–60 % свинца), применяемые для подшипников скольжения; бериллиевые (2 % бериллия), применяемые для пружин и износостойких деталей; медно-титановые (5 % титана) и др.
Бронзы хорошо обрабатываются и отливаются.
Бронзы обозначаются буквами Бр и другими буквами (аналогично латуни), указывающими элементы, входящие в их состав, и цифрами, показывающими соответственно среднее содержание этих элементов в процентах. Так, бронза марки БрАЖМц 10-3-1,5 содержит 9,5–10,5 % алюминия, 2,5–3,5 % железа, 1–2 % марганца, остальное – медь.
В группу благородных металлов входят золото, платина, серебро.
При нормальной комнатной температуре в жидком состоянии находится ртуть. Плотность ртути – 13,5 г/см3, температура кипения – 357 °C, затвердевания – 38,9 °C.
Олово получают из оловянной руды, называемой касситеритом. Олово имеет серебристую окраску. Плотность – 7,3 г/см3, температура плавления – 232 °C. Это мягкий, пластичный и легко поддающийся литью металл. Плохо сохраняется при низкой температуре, а оставаясь при такой температуре длительное время, переходит в свою разновидность – серое олово, которое при непосредственном соприкосновении с белым оловом вызывает его разложение.
Характерным для чистого олова является хруст при изгибе и разломе.
Олово находит широкое применение при лужении и пайке, а также как компонент технических сплавов для подшипников, припоев и других целей.
Медь получают из медных руд, таких как халькоперит (медный колчедан), борнит, халькозин (медный блеск), ковеллин, малахит и азурит. Дальнейшей электролитической обработкой черной меди получают чистую медь. Цвет меди – красноватый. Плотность – 8,9 г/см3, температура плавления –1083 °C.
Медь хорошо поддается холодной пластической обработке, штамповке, горячей ковке. Во время холодной пластической обработки несколько повышает свою твердость. Отличается хорошей тепло– и электропроводностью. Под влиянием влаги быстро окисляется, покрываясь зеленым налетом. Широко используется в электротехнической промышленности, для изготовления художественных изделий, в гальванопластике и для металлопокрытий. Медь входит также в состав многих сплавов.
Медь можно паять, сваривать с предварительным подогревом, под давлением.
Вольфрам – это металл, имеющий самую высокую температуру плавления (3390 °C). Плотность вольфрама равна плотности золота и составляет 19,3 г/см3.
3.6. Литейное производство
Плавкой называется превращение твердого металла, металлических (чугунных) чушек и шихтовых материалов в жидкий металл. Металлом в жидком виде заполняются литейные формы, которые после затвердевания жидкого металла придают ему определенную форму.
Формы служат для заливки жидкого металла. Они имеют внутреннюю полость, соответствующую внешним формам отливаемой детали. Постоянные формы выполняются из металла и называются кокилями. Временные формы изготавливаются путем оттиска формы модели в формовочной массе (земляной или песчаной смеси).
Модели выполняются из дерева, гипса, цемента, воска или металла. Деревянные, гипсовые и цементные модели покрывают лаком для их лучшего сохранения и защиты от влаги.
Стержень – это отформованная песчаная масса, которая вставляется в литейную форму с целью получения в отливке пространства, не залитого металлом.
Различают формовку (получение формы для заливки) в землю, в опоки и без опок. Формовка в опоки и без опок производится в две полуформы (верхнюю и нижнюю), между которыми во время формовки устанавливают подмодельную плиту.
Формовочный и заливочный процесс подразделяется на следующие основные операции: изготовление моделей; приготовление формовочных и стержневых смесей, формовка литейных форм и стержней; сушка стержней; сборка форм (опок) с постановкой стержней; плавка металла; заливка форм жидким металлом, охлаждение форм; выбивка земли и стержневой смеси; очистка отливки и отрезка литников; термическая обработка, контроль и исправление дефектов литья.
В настоящее время существуют следующие способы отливки: отливка в земляные формы; отливка в металлические формы (в кокили, пресс-формы); отливка в жидкотвердеющие смеси; отливка в стержни; отливка в корковые формы; отливка по выплавляемым моделям; электрошлаковая отливка; отливка под давлением; отливка методом выжимания и ряд других.
Вагранка – это шахтная печь, выложенная изнутри огнеупорным шамотным кирпичом, которая служит для получения жидкого чугуна путем переплавки шихты. Шихта состоит из литейного чугуна в виде чушек, чугунного лома, стального лома, кокса и флюсов. Она засыпается в вагранку слоями поочередно.
Цветные металлы плавятся в электрических, пламенных печах или тиглях.
Усадкой литья называется уменьшение размеров отливки во время остывания металла. Усадка вызывает напряжения в твердеющем металле, которые ослабляют отливку и часто вызывают трещины, а также способствуют образованию усадочных раковин и рыхлостей в металле. Наибольшую усадку (линейную) имеет стальное литье (1,6–2,0 %), а наименьшую – сплавы легких цветных металлов (0,5–1,0 %).
Во время разливки металла в формы в отливке могут появиться различные дефекты: трещины, недолив, усадочные раковины, частицы размытой формовочной смеси, шлаковые включения, газовые раковины и пузыри и др.
3.7. Коррозия металлов
Коррозией металла называется разрушение его поверхности, вызываемое химическими или электрохимическими процессами под воздействием окружающей среды.
По характеру коррозионной среды, воздействующей на поверхность металлов и их сплавов, коррозия подразделяется на атмосферную, подводную, подземную, водородную, кислородную, газовую, электрохимическую, химическую и микрокоррозию.
Различаются следующие виды коррозии: поверхностная, точечная, селективная (избирательная), частичная и межкристаллитная.
Самым простым способом предохранения металла от коррозии является покрытие его поверхности антикоррозионным смазочным составом. К другим способам предохранения металлов от коррозии относятся: легирование металлов, покрытие поверхности лаками и красками, эмалирование, металлизация напылением на поверхность в горячем состоянии труднокорродируемых металлов, горячее цинкование и лужение, свинцевание, химическое или электролитическое нанесение на поверхность защитного слоя меди, хрома, никеля, алюминия, кадмия, свинца и др. К защитным покрытиям относятся: оксидирование, плакирование, алитирование, силицирование, хромирование при высоких температурах, гумирование (покрытие слоем резины) и ряд других.
Перед выполнением операций по предохранению от коррозии указанными выше способами необходимо хорошо очистить поверхность металла от окислов, следов коррозии, грязи и жиров. После очистки поверхность должна быть тщательно промыта и просушена.
3.8. Неметаллические материалы
К неметаллическим материалам, широко применяемым в промышленности, относятся синтетические, искусственные и естественные природные неметаллические материалы: пластмассы, естественные и искусственные резины, эбониты, текстолиты, абразивные и лакокрасочные материалы, клеи, смазки, масла и другие материалы.
Пластмассы – это соединения нескольких органических и неорганических материалов, состоящие из связующего вещества и наполнителя. Основной частью пластических масс являются полимеры, состоящие из очень крупных молекул, отчего эти материалы часто называются полимерными.
Полимерные материалы характеризуются низкой плотностью, высокой химической стойкостью, износостойкостью, большой ударной прочностью, штампуемостью, хорошей обрабатываемостью, вязкостью, пластичностью и диэлектрическими свойствами.
В зависимости от строения молекул пластические массы подразделяются на термореактивные и термопластичные. Особую группу составляют газонаполненные пластмассы.
Органические и неорганические наполнители могут быть трех видов: порошкообразные, волокнистые и слоистые.
К пластмассам относятся: гетинакс, текстолит, асбопласты, древесные слоистые пластики, стеклопластики, целлулоид, винипласт, фторопласт, полиэтилен, полиамид, капрон, нейлон и др.
Искусственные материалы находят применение в разных отраслях промышленности, при производстве бытовой техники, посуды, емкостей, игрушек и т. д. Во многих случаях они заменяют железо, цветные металлы и их сплавы, стекло, дерево.
