Tugeva{0}}messingi materjali omadused ja kasutusala

Kõrgtugeva{0}}messingi koostis ja metallurgiline alus

Tugev{0}}messing on vase-tsingi sulam, mida tugevdavad alumiiniumi, raua ja mangaani lisandid. Hiina praktikas kõige sagedamini tsiteeritud valumargitoode on ZCuZn25Al6Fe3Mn3, mis on määratletud GB/T 1176-s valuvasesulamite jaoks: tsink umbes 25 % nimiväärtusest, alumiinium 4,5 % kuni 7 %, raud 2 % kuni 4 % ja mangaan 2 % kuni 3,5 % ning vask kuni 6 % 0,6 %. Alumiinium suurendab tugevust, kõvadust ja korrosioonikindlust; raud puhastab tera ja parandab kulumiskindlust; mangaan suurendab kõvadust ja stabiliseerib struktuuri.

Nimetust tuleks kirjeldada pigem klassi nimetuse kui keemilise valemina. See identifitseerib sulami, mille omadused on tagatud valustandardiga, mitte stöhhiomeetrilise ühendiga, ning vase ja tsingi näitajad mis tahes spetsifikatsioonis on vahemikud, mida tuleb kinnitada kuumuse keemilise analüüsiga.

Tsingi sisaldus, faasistruktuur ja perekonna piirid

Messingstruktuurid muutuvad tsingisisaldusega. Kui tsingisisaldus on alla 35 %, on ruumi{2}}temperatuuri struktuur ühekihiline-keskne-kuupiline alfa-tahke lahus, alfa-messing. Umbes 35–45 % tsingi sisaldus muutub struktuuriks alfa pluss beeta ja kõvem beetafaas suurendab tugevust ja parandab kuumtöödeldavust, vähendades samal ajal elastsust. Üle 45% tsingisisaldusest kasvab rabedate faaside osakaal kiiresti ja sulamid kaotavad praktilise tehnilise väärtuse.

Kaks parandust tasub selgelt välja tuua. Esiteks tõuseb tõmbetugevus pidevalt tsingisisaldusega üle alfa-vahemiku, kuid pikenemine sellega pidevalt ei suurene: plastilisus saavutab haripunkti umbes 30–32% tsingisisalduse juures ja seejärel langeb, mistõttu sulgub kasulik aken 45% tsingisisalduse lähedal. Teiseks kannatab nende alumiiniumist -sisaldavate messingide kuumtöötlemisel keskmisel temperatuuril{6} haprus: elastsusanum on ligikaudu 200 C ja 700 C vahel, seega tuleb kuumvormimine läbi viia temperatuuril üle umbes 700 C ja detaili ei tohi jätta haprasse riba aeglaselt deformeeruma.

Mehaanilised ja füüsikalised omadused

Kuna sulamit tarnitakse tavaliselt valatuna, on ülaltoodud väärtused garanteeritud omaduste tasemel pärast valukoja kuumtöötlust, mitte valukattena. Laagriteks töödeldavad valandid vabastatakse tavaliselt enne viimistlemist pingetest, nii et mõõtmete triivimine hoolduse ajal on piiratud.

Valatud tooted, vormid ja töötlemisviis

Sulamit toodetakse liivvalamise, tsentrifugaalvalamise ja pidevvalamise teel ning seda tarnitakse pukside, hülsside, plaatide, vardade, rõngaste ja peaaegu -võrgu-vormidena. Kui klient vajab sepistatud vorme, nagu lehed, ribad, vardad või torud, kasutatakse selle asemel vastavaid kõrge -tugeva messingi, millel on madalam tsingi- ja suurem vasesisaldus, kuna sepistatud töötlemine sõltub plastilisest alfastruktuurist, mida tugevalt legeeritud valuklassil samades mõõtmetes ei ole.

Sulamine: laengu kvaliteet ja sulamiskaitse kontrollivad alumiiniumi kadu, mis muidu nihutab tugevust ja kõvadust allapoole.

Valamine: rauarikaste faaside{0}}ühtlase hajutuse hoidmisel on tõkestamise kujundus tähtsam kui valamiskiirus.

Kuumtöötlus: mõõtmete stabiliseerimiseks rakendatakse enne lõplikku töötlemist pingevabastustsüklit.

Viimistlus: mehaaniline, puurimine, soonimine ja vajaduse korral määrdetaskute puurimine toimub pärast valu pingevabastamist.

Laagrid, puksid ja{0}}tahked määritud komponendid

Kõrgtugeva{0}}messingi kõige olulisem rakendus on liugelaagrite ja pukside maatriks. Selle maatriksiga valatud puksid kannavad suurt erikoormust, peavad vastu löökidele ning taluvad vähesel määral määrimist ja saastunud keskkonda.

Suur komponentide perekond läheb sammu võrra kaugemale ja sisestab laagripinnale tahke määrdeaine. Grafiidist, molübdeendisulfiidist või polütetrafluoroetüleenist silindrilised korgid asetatakse kindlaksmääratud mustriga radiaalsetesse aukudesse või täidetakse taskud grafiiti ja õli sisaldava pastaga. Hoolduse ajal kannab hõõrdumine õhukese määrdekile üle võlli ja laager töötab siis väga vähese välise määrdeainega või üldse mitte. Peamised eelised tavaliste õli-kilelaagrite ees on suur kandevõime, õli-vaba töö, hea mõõtmete täpsus pärast töötlemist ja stabiilne hõõrdekäitumine madalal libisemiskiirusel, kus hüdrodünaamilist määrimist ei saa üldse luua. Tüüpilised kasutajad on survevalumasinad, hüdroturbiinid, kraanad, kaevandus- ja metallurgiaseadmed, valtsimistehased, pressid ja laevateki masinad.

Märkused valiku ja kvaliteedikontrolli kohta

Klassi määramisel märkida valustandard, kõvadusvahemik ja töötlustolerants koos keemilise vahemikuga. Liiga lai kõvadusvahemik on ebaühtlase töötlemise ja puksi enneaegse kulumise tavaline põhjus, seega on hea tava määratleda nii minimaalne kui ka maksimaalne Brinelli väärtus.

Kontrollimiseks kasutatakse tavaliselt samast kuumusest võetud proovi spektromeetrilist keemilist analüüsi, valu või katsekupongi kõvaduse testimist ja ultraheli- või läbitungimiskontrolli tugevalt koormatud pukside sisemiste defektide tuvastamiseks. Ava, seina paksuse ja määrdeaine tasku mustri mõõtmete kontroll lõpetab vabastamise kontrolli.

Korduma kippuvad küsimused

K: Mida tähendab tähis ZCuZn25Al6Fe3Mn3?
See on Hiina valatud vasesulami klassi nimetus ülitugevale messingile, mis sisaldab umbes 25% tsinki ja millele on lisatud alumiiniumi, rauda ja mangaani; lõpunumbrid on nende elementide nimimassi protsendid, mitte keemiline valem.

K: Miks peab kuumtöötlemine jääma üle 700 C?
Alumiinium-sisaldavate messingide elastsus on umbes 200–700 °C ja sellesse riba moodustumine põhjustab pragude tekkimist, nii et ahjud ja sepistamisgraafikud hoiavad tooriku temperatuuri kuni kuju valmimiseni üle umbes 700 C.

K: Kas on tõsi, et tsingi tõustes suurenevad nii tugevus kui ka venivus?
Ei. Tugevus suureneb alfa-vahemikus, kuid venivus saavutab maksimaalse tsingisisalduse 30–32% ja seejärel langeb, mistõttu kasutatakse harva üle 45% tsingisisaldusega sulameid.

K: Mis on tahke{0}}määritud laager?
See on laager, mille messingmaatriksis on sisseehitatud grafiidist, molübdeendisulfiidist või polütetrafluoroetüleenist korgid või taskud, nii et otse võllile moodustub määrdekile ja laager saab töötada ilma välise õlivarustuseta.

K: Millised rakendused sobivad sellele klassile kõige paremini?
Klassikalised ülesanded on tugevalt koormatud{0}}liigelaagrid ja puksid, tiguülekanded, liugplaadid ja kulumisrõngad pressides, valtspinkides, vormimismasinates ja tekimasinates.

K: Kuidas tuleks kvaliteeti tarnimisel kontrollida?
Kontrollige kuumuse, kareduse keemilist analüüsi valandil või kupongil ning töödeldud ava ja seina paksust; kriitiliste pukside jaoks lisage sisemiste defektide kontroll, näiteks ultraheli- või läbitungimiskatse.