2.2 Цветные металлы и сплавы

Медь, алюминий, цинк, марганец, титан и другие цветные металлы широко применяют в промышленности, однако в качестве конструкционных материалов используются сплавы этих металлов. Наиболее широкое применение получили сплавы на основе меди (латунь, бронза) и алюминия.

Латунь - это сплав меди с цинком, обозначается буквой Л и двузначным числом, показывающим процентное содержание меди в сплаве.

Бронза - это сплав меди с оловом, алюминием, марганцем, кремнием и другими элементами. Бронзы обозначают буквами Бр, начальными буквами основных элементов, вошедших в сплав и цифрами, указывающими процентное содержание этих элементов в сплаве. Например, сплав БрЩЗЦ12С5 содержит 3% олова, 12% цинка и 5 % свинца, остальное - медь.

Алюминиевые сплавы - это сплавы алюминия с различными добавками (кремний, марганец, медь и др.), повышающими прочность сплава.

3. Инструментальные материалы

Инструментальные стали, предназначены для изготовления режущего и измерительного инструмента. Особенно перспективны быстрорежущие стали, отличающиеся высокой теплостойкостью, что позволяет производить обработку металлов резанием с повышенной скоростью. Методами порошковой металлургии получают сплавы повышенной твердости, износостойкости и теплостойкости, которые используют при изготовлении инструмента, применяемого при высоких скоростях резания.

Инструментальные стали разделяют на углеродистые, легированные и быстрорежущие.

Углеродистые инструментальные стали применяют для изготовления инструмента, работающего при малых скоростях резания. Из стали марок У9 и У10А изготовляют пилы; из стали марок У11, У11А, У12 - ручные метчики и др. Буква У в марке стали обозначает углеродистая, цифра - содержание в стали углерода в десятых долях процента, буква А - высокое качество стали (содержание серы и фосфора не более 0,03% каждого элемента).

Основными свойствами углеродистых инструментальных сталей является высокая твердость (HRC3 62-65) и низкая температуростойкость. Для сталей марок У10А - У13А 220°С, поэтому инструмент из этих сталей рекомендуется применять при скорости резания не более 8 - 10 м/мин.

Легированные инструментальные стали (таблица 1, приложение В) бывают хромистые (X), хромисто-кремнистые (ХС), вольфрамовые (В) и хромовольфрамомарганцовистые (ХВГ) и др. Цифры в марке стали обозначают содержание (в процентах) входящих компонентов. Первая цифра слева от букв определяет содержание углерода в десятых долях процента (если содержание углерода менее 1%), цифры справа от буквы указывают среднее содержание легирующего элемента в процентах.

Из стали марки X изготовляют метчики, плашки, из стали 9ХС - сверла, развертки, метчики и плашки. Сталь В1 рекомендуется для изготовления мелких сверл, метчиков и разверток.

Температуростойкость легированных инструментальных сталей 350 - 400°С и поэтому допустимые скорости резания для инструмента из этих сталей в 1,2 - 1,5 раза выше, чем для инструмента из углеродистых инструментальных сталей.

Быстрорежущие (высоколегированные) стали применяют для изготовления различных инструментов, но чаще сверл, зенкеров, метчиков. Быстрорежущие стали обозначают буквами и цифрами, например сталь Р6МЗ. Буква Р (рапид) означает, что сталь быстрорежущая, цифры после нее - среднее содержание вольфрама в процентах, остальные буквы и цифры обозначают то же, что и в марках легированных сталей. Важнейшими компонентами быстрорежущих сталей являются вольфрам, молибден, хром и ванадий.

По режущим свойствам быстрорежущие стали делят на стали нормальной и повышенной производительности. К сталям нормальной производительности относятся вольфрамовые стали марок Р18, Р12, Р9, Р9Ф5 и вольфрамомолибденовые стали марок Р6МЗ, Р6М5, сохраняющие твердость не ниже HRC3 58 до температуры 620°С. К сталям повышенной производительности относятся стали марок Р18Ф2, Р14Ф4, Р6М5К5, Р9М4К8, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18К5Ф2, сохраняющие твердость HRC3 64 до температуры 630-640°С.