Цинковый антифрикционный сплав
В качестве антифрикционных материалов наиболее широко применяют сплавы на основе цинка, легированные алюминием и медью (табл. ниже). Подшипниковые сплавы на цинковой основе являются хорошими заменителями оловянных бронз и малооловянных баббитов в подшипниках металлорежущих станков, прессов, подъемных машин и других агрегатов.
Таблица 19. Химический состав цинковых антифрикционных сплавов, %(по ГОСТ 21437-75)
| Марка сплава | Основные компоненты¹, % | Примеси, %, не более | |||||||
| Al | Cu | Mg | Pb | Fe | Sn | Cd | Si | всего | |
| ЦАМ9-1,5Л ЦАМ9-1,5 | 9,0‒11,0 | 1,0‒2,0 | 0,03‒0,06 | 0,03 | 0,15 | 0,01 | 0,02 | 0,10 | 0,35 |
| ЦАМ10-5Л ЦАМ10-5 | 9,0‒12,0 | 4,0‒5,5 | 0,03‒0,06 | 0,03 | 0,15 | 0,01 | 0,02 | 0,10 | 0,35 |
Антифрикционные сплавы могут идти на изготовление монометаллических и биметаллических изделий и полуфабрикатов методами литья и обработки давлением (табл. 20).
Ниже приведены основные физические и механические свойства цинковых Антифрикционных сплавов:
| | ЦАМ9-1,5 | ЦАМ10-5 |
| Плотность, г/см³ | 6,2 | |
| Температура, ºС: | | |
| ликвидуса | 410 | 395 |
| солидуса | 380 | 378 |
| Линейная усадка, % | 1,15 | 1,0 |
| | ЦАМО 0,2-4 | ЦАМ10-2 | ЦАМ10-5 |
| Ударная вязкость, кДж/м², при t, °C | | | |
| -20 | 21 | 37 | 21 |
| +20 | 42 | 179 | 66 |
| +100 | 28 | 544 | 204 |
| Теплопроводность, Вт/(м⋅К) | 101 | 101 |
| Коэффициент линейного расширения*, 1/°C | 27 ⋅ 10⁻⁶ | 27 ⋅ 10⁻⁶ |
| Временное сопротивление*, МПа | 250/300 | 250/350 |
| Относительное удлинение*, % | 1,0/10,0 | 0,4/4,0 |
| Твердость по Бринеллю*, МПа | 950/850 | 1000/900 |
При изготовлении подшипников из цинковых сплавов необходимо учитывать несколько больший коэффициент их линейного расширения по сравнению с бронзами и баббитами.
Таблица 20. Примерное назначение цинковых антифрикционных сплавов и условия работы изделий из них.
| Марка сплава | Примерное назначение сплава | Нагрузка, МПа | Скорость скольжения, м/с | Температура °C |
| ЦАМ9‒1,5Л | Отливка монометаллических вкладышей, втулок, ползунов | 10 | 8 | 80 |
| | Производство биметаллических изделий с металлическим каркасом методом литья | 20 | 10 | 100 |
| ЦАМ9‒1,5 | Производство биметаллической ленты со сталью и дюралюминием методом прокатки с последующей штамповкой вкладышей | 25 | 15 | 100 |
| ЦАМ10‒5Л | Отливка подшипников и втулок различных агрегатов | 10 | 8 | 80 |
| ЦАМ10‒5 | Производство прокатанных полос для направляющих скольжения металлорежущих станков и других изделий | | | |
Цинковые припои в основном используют для пайки алюминия, магния и сплавов на их основе. Припои состоят из цинка и кадмия.
Для пайки магниевых сплавов широко применяют припой, представляющий заэвтектический сплав цинка с 40 % Cd (рис. 9). Этот сплав имеет температуру ликвидуса около 320 °С, временное сопротивление 100 МПа и относительное удлинение около 5 %.
Типографские сплавы
Благодаря хорошим литейным свойствам и сопротивляемости истиранию цинковые сплавы, легированные алюминием, медью и магнием, широко применяют в полиграфической промышленности для отливки шрифтов ручного и машинного набора - линотипного и монотипного. Состав типографских сплавов приведен а табл. ниже.
Т а б л и ц а 21. Типографские цинковые сплавы
| Марка сплава | Основные компоненты¹, % | Примеси, %, не более | Назначение | | ||||
| Al | Cu | Mg | Pb | Fe | всего | | ||
| ЦШ1 | 3,5‒4,5 | 0,06‒0,1 | 0,02‒0,06 | 0,01 | 0,03 | 0,06 | Отливка шрифтов ручного набора | |
| №3 | 2,2‒3,0 | ‒ | 1,2‒1,8 | 0,01 | 0,03 | 0,1 | Отливка шрифтов машинного набора | |
| №5 | 6,5‒7,5 | 3,5‒4,5 | ‒ | 0,01 | 0,03 | 0,1 | То же | |
| №6 | 4 | ‒ | 2 | 0,01 | 0,03 | 0,1 | Отливка для линотипного и монотипного набора | |
| №7 | 5 | 4 | 2 | 0,01 | 0,03 | 0,1 | То же | |
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| sв | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| sT | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σtТ | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
