Содержание7
Пружина, которая села на первой тысяче циклов, и втулка, заказанная из «такой же бронзы», начинаются с одной ошибки в спецификации: семейство сплава не названо маркой. Бериллиевая бронза держит упругость, оловянная фосфористая закрывает умеренный пружинный контакт, литейная оловянная и алюминиевая работают во втулке. Дальше — состояния поставки, разница солидуса и рабочей температуры и маршрут резания, которого требует бериллий.
Коротко: пружинный контакт и ответственные пружины — БрБ2 после старения или БрОФ6,5-0,15, втулка скольжения — БрОЦС5-5-5 или БрАЖ9-4. Рабочая температура пружины из БрБ2 ниже старения и задаётся релаксацией. Режут бериллиевую бронзу в мягком состоянии, с СОЖ, стружку держат отдельно от латуни и обычной бронзы.
Бронза это сплав каких металлов
Бронза это сплав на основе меди. На вопрос, бронза это сплав каких металлов, ответ короткий: основа — медь, а главная добавка задаёт семейство — олово, алюминий, бериллий и другие. От добавки зависит, будет деталь пружинить, проводить ток или работать в паре трения. Бронза это сплав чего угодно только в бытовой речи: в чертеже семейство называют маркой.
Сплав меди с цинком — это латунь. Олово — признак только оловянной бронзы, а не бронзы вообще. В бериллиевой и алюминиевой бронзе олова как основы нет.
Бериллиевая бронза БрБ2: бериллий входит в состав сплава, медь образует основу. Состав БрБ2 регламентируется ГОСТ 18175-78: бериллия 1,8–2,1 %, никеля 0,2–0,5 %, остальное — медь. Бериллий делает возможным дисперсионное твердение, которого нет у обычной оловянной бронзы.
Оловянная бронза БрОФ6,5-0,15: олово 6,0–7,0 %, фосфор 0,10–0,25 %, остальное — медь. Состав деформируемых оловянных бронз задаёт ГОСТ 5017. Марку берут на пружины умеренной нагрузки.
Алюминиевая бронза БрАЖ9-4: номинально около 9 % алюминия и около 4 % железа, основа — медь, пределы — по ГОСТ 18175-78. Железо измельчает зерно и поднимает прочность. Сплав берут на нагруженные втулки: нужны износостойкость и коррозионная стойкость, а не высокий предел упругости тонкой пружины.
Путать семейства по слову «бронза» в спецификации — значит получить севшую пружину или втулку из упругого сплава, который для трения не выбирают.
Какую бронзу выбрать на контакт, пружину и втулку
Контакт, пружина и втулка берут разные бронзы. Решает свойство, которое деталь держит на чертеже.
Пружинный контакт ведёт ток и пружинит. Бериллиевая бронза БрБ2 после старения — материал высокого предела упругости, а не замена любой бронзы: её ставят на контакт и ответственный упругий элемент. Оловянная бронза БрОФ6,5-0,15 применяется в пружинном контакте при умеренной нагрузке, когда бериллий в цехе нежелателен. Предел упругости твёрдой БрОФ ниже, чем у состаренной БрБ2.
Пружину без тока выбирают так же: жёсткий цикл — БрБ2, небольшой прогиб — твёрдая БрОФ6,5-0,15.
Втулка скольжения работает на трение. Бронза БрОЦС5-5-5 применяется для втулки скольжения: свинец помогает приработке. Алюминиевая бронза БрАЖ9-4 применяется для втулки скольжения при более высокой нагрузке, свинца в марке нет. На втулку скольжения БрБ2 не назначают.
Мягкая заготовка гнётся и режется, состаренная держит упругость — состояние пишут рядом с маркой. На схеме рабочая температура стоит отдельно от плавления.
Марки и состояния поставки в одной таблице
Мягкая БрБ2 и БрБ2 после старения — разные состояния одной марки. Старение повышает предел упругости БрБ2. Мягкая строка — заготовка под гибку и резание, строка после старения — упругое состояние детали. Конечное состояние пишут явно, иначе закупка привозит не ту ленту.
Временное сопротивление, твёрдость и долю проводимости от меди в ячейки не ставили: их берут из ГОСТ на полуфабрикат под толщину и состояние.
Состав БрБ2 регламентируется ГОСТ 18175-78. Деформируемые оловянные бронзы — ГОСТ 5017, литейная БрОЦС5-5-5 — ГОСТ 613-79. Состояние ленты БрБ2 сверяют с ГОСТ 1789, прутков — с ГОСТ 15835.
| Марка | Семейство | Документ на состав | Состояние поставки | Типовая деталь | Прочность и предел упругости | Проводимость к меди | Резание |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| БрБ2 | бериллиевая | ГОСТ 18175-78 | мягкое после закалки | заготовка контакта и пружины | низкая, пластичность высокая | ниже меди | с СОЖ, до старения |
| БрБ2 | бериллиевая | ГОСТ 18175-78 | после старения | пружинный контакт, пружина | предел упругости высокий | ниже меди, выше мягкой | в твёрдом хуже |
| БрОФ6,5-0,15 | оловянная | ГОСТ 5017 | мягкая | заготовка пружины | ниже твёрдой | заметно ниже меди | вязкая стружка |
| БрОФ6,5-0,15 | оловянная | ГОСТ 5017 | твёрдая | пружинный контакт, пружина | ниже состаренной БрБ2 | заметно ниже меди | ровнее мягкой |
| БрОЦС5-5-5 | оловянная литейная | ГОСТ 613-79 | литьё | втулка скольжения | умеренная | низкая | ломкая стружка |
| БрАЖ9-4 | алюминиевая | ГОСТ 18175-78 | пруток | втулка скольжения | выше БрОЦС | низкая | вязкая стружка |
Первые две строки читают парой. Мягкая и твёрдая БрОФ6,5-0,15 упрочнены наклёпом, старения как у БрБ2 у них нет. БрОЦС5-5-5 идёт литьём на втулку: олово, цинк и свинец номинально около 5 % каждого, свинец ломает стружку. БрАЖ9-4 — пруток на нагруженную втулку, стружка вязкая.
Температура плавления и рабочая температура
Плавление — интервал солидус–ликвидус. Одна цифра «температура плавления» из карточки марки не описывает ни закалку, ни эксплуатацию. Долю от плавления как рабочую температуру не используют.
У пружины из БрБ2 потолок связан со старением и с релаксацией. Ориентир старения 300–340 °C сверяют по технологии на марку: выше него упрочнение спадает. Рабочая температура упругого элемента ниже старения: под нагрузкой металл релаксирует раньше солидуса. Закалка около 780 °C с охлаждением в воде даёт мягкое состояние под обработку.
БрОФ6,5-0,15 держит упругость наклёпом: отжиг его снимает. Втулку из БрАЖ9-4 или БрОЦС5-5-5 ограничивают разупрочнение матрицы и смазка.
| Марка | Солидус–ликвидус | Закалка | Старение | Рабочая, упругий элемент | Рабочая, втулка |
|---|---|---|---|---|---|
| БрБ2 | в справочнике не нормирована | около 780 °C, вода | 300–340 °C, ориентир | ниже старения, релаксация | марка пружины и контакта |
| БрОФ6,5-0,15 | в справочнике не нормирована | в справочнике не нормирована | в справочнике не нормирована | релаксация наклёпа | в справочнике не нормирована |
| БрАЖ9-4 | в справочнике не нормирована | в справочнике не нормирована | в справочнике не нормирована | в справочнике не нормирована | разупрочнение и смазка |
| БрОЦС5-5-5 | в справочнике не нормирована | в справочнике не нормирована | в справочнике не нормирована | в справочнике не нормирована | разупрочнение и смазка |
Закалка и старение БрБ2
Бериллиевую бронзу обрабатывают в мягком состоянии, а предел упругости получают на старении. Перепутанный порядок даёт трещину на гибке или пластичный контакт, который сядет под нагрузкой.
Закалка ориентировочно около 780 °C с охлаждением в воде переводит бериллий в твёрдый раствор. БрБ2 мягкая: лента гнётся, пруток точится, контакт формуется. Предел упругости пружины появляется на старении. Ленту принимают по ГОСТ 1789, прутки — по ГОСТ 15835. В заказе читается состояние, а не голое обозначение марки.
Старение повышает предел упругости БрБ2. Выдержка ориентировочно при 300–340 °C выделяет упрочняющую фазу. Растут предел упругости и прочность, падает пластичность, электропроводность относительно закалённого состояния растёт: бериллий уходит из раствора. Температуру, время и среду берут из технологии на марку. Интервал 300–340 °C показывает порядок и не заменяет карту термообработки. Гибку заканчивают до старения.
Конечное состояние фиксирует чертёж, момент старения относительно механики — маршрутный лист. Порядок для пружинного контакта: гибка и резание в мягком состоянии, старение после чистовых размеров, затем повторный контроль. Старение меняет размер. Микронную поправку берут только из подтверждённого источника на сечение и режим. Размер проверяют после термообработки, допуск строят от этой проверки.
Состарить пруток до точения имеет смысл, когда гибки после печи нет и цех режет уже твёрдый сплав. Для контакта с гибкой такой порядок ломает заготовку.
Обработка бериллиевой бронзы и пыль
Бериллиевая бронза БрБ2 требует мокрого резания из-за бериллия. В сплаве его 1,8–2,1 %. Риск создаёт мелкая пыль: сухая шлифовка, полировка и сварочный аэрозоль поднимают её в воздух. Точение и фрезерование идут с СОЖ, которая смачивает мелкую фракцию.
Нормы ПДК здесь не приведены: их ставят в текст только вместе с санитарным документом. Наличие отдельного допуска площадки на бериллий этой статьёй не заявляется. Марку БрБ2 заказчик называет до запуска, и цех подтверждает мокрое резание и отдельный сбор стружки.
- Принять пруток или ленту по сертификату. В документе читаются марка, состояние и стандарт на состав.
- Резать в мягком состоянии. СОЖ подают в зону реза, у станка работает местный отсос.
- Сложить стружку отдельно от латуни и обычной бронзы. Общий контейнер смешивает бериллий с чужим ломом.
- Состарить после механики, если чертёж требует упругое состояние.
- Перепроверить размеры после старения.
Точение ведут на токарной обработке в мягком состоянии. Отверстия контактной группы делают сверлением и расточкой до старения, пока сплав пластичный. Подачу и скорость берут из карты на инструмент и материал. Тупая кромка намазывает мягкую бронзу, поэтому резец держат острым, а струю СОЖ направляют в зону реза. Сварку упругого элемента из БрБ2 в маршрут не ставят: аэрозоль и нагрев портят воздух и состояние сплава. Стружку с фильтра не ссыпают в контейнер латуни или оловянной бронзы.
Что передать в заявку на деталь из бронзы
Заявка сходится, когда из неё читаются марка, состояние и функция детали. Иначе технолог останавливает запуск на уточнении.
- Марка — БрБ2, БрОФ6,5-0,15, БрОЦС5-5-5 или БрАЖ9-4.
- Документ на состав — ГОСТ 18175-78, ГОСТ 5017 или ГОСТ 613-79, в паре с маркой.
- Состояние поставки — мягкая лента, твёрдая лента, пруток или литьё.
- Конечное состояние БрБ2 после старения и то, входит ли старение в маршрут цеха.
- Допуски. У пружинного контакта и пружины размер контролируют после старения.
- Функция — пружинный контакт, пружина без тока или втулка скольжения. По ней видно, не стоит ли БрБ2 там, где нужна бронза БрОЦС5-5-5.
- Объём партии — образец, малая серия или повтор.
- Покрытие контакта, если слой нужен. Толщину закладывают в допуск до финиша.
Обработку по чертежу запускают через механическую обработку. Полный маршрут от заготовки до контроля — это изготовление деталей по чертежам. Покрытие контакта указывают в той же заявке: толщину слоя закладывают в допуск до финиша.
Работаем в Чебоксарах и по всей РФ. Срок и стоимость считают по чертежу: старение БрБ2, отдельная стружка и повторный контроль размера добавляют операции к точению втулки из БрОЦС5-5-5.