Проводниковые сплавы на основе меди (бронзы и латуни)

Из сплавов на основе меди наибольшее применение в электротехнике получили бронзы и латуни.
Бронзы —это сплавы меди с оловом, алюминием и другими металлами, специально вводимыми с целью получения определенных свойств сплава. Раньше всех начали применяться оловянистые бронзы, в которых содержание олова составляет 8—20%. Оловянистые бронзы являются дорогостоящими сплавами, так как содержат дефицитное олово. Поэтому оловянистые бронзы стараются заменять другими бронзами, содержащими алюминий, кадмий, фосфор и другие вещества (легирующие* элементы).

* Легировать (лат.) —соединять, сплавлять.

Характерной особенностью бронз является их малая объемная усадка при литье (0,6—0,8%) по сравнению с чугуном и сталями, у которых усадка достигает 1,5—2,5%. Поэтому наиболее сложные по форме детали отливают из бронзы. Другие характерные свойства бронз — повышенная твердость, упругость (по сравнению с медью), большое сопротивление истиранию и стойкость к коррозии. Благодаря этим ценным свойствам бронзы широко применяют в машиностроении для изготовления втулок, шестерен, пружин (бронзовая лента) и других деталей.
Марки бронз обозначаются буквами Бр. (бронза), за которыми следуют буквы и цифры, показывающие, какие легирующие элементы и в каком количестве содержатся в данной бронзе (табл. 2).
Таблица 2
Марки и состав некоторых бронз

Бронзы бывают литейные, из которых детали получают методом литья, и бронзы, обрабатываемые давлением (Бр. А7; Бр.-Б2 и др.).
Плотность бронз находится в пределах: 8,2—8,9 г/сж3.
В электротехнике стараются применять бронзы, проводимость которых близка к проводимости меди. Такими бронзами являются кадмиевая и кадмиево-оловянистая. Остальные бронзы нашли применение в электротехнике благодаря следующим свойствам: упругости, сопротивлению истиранию и высокой механической прочности. Из бронз изготовляют провода с повышенной механической прочностью, а также щеткодержатели, пружины и контактные детали для электрических аппаратов и приборов. Наибольшей пластичностью обладают алюминиевые бронзы. Бериллиевые бронзы отличаются очень высокой механической прочностью, сопротивлением к истиранию и к окислению на воздухе.
Кроме бронз, в электротехнике нашли широкое применение сплавы меди с цинком — латуни, в которых содержание цинка может доходить до 43%. При этом содержании цинка латуни обладают наибольшей механической прочностью. Латуни, содержащие 30—32% цинка, обладают наибольшей пластичностью, поэтому из них изготовляют изделия горячей или холодной прокаткой и волочением: листы, ленты, проволоку и др. Без нагрева из листовой латуни можно изготовлять глубокой вытяжкой и штамповкой сложные детали: кожухи, колпачки, фасонные шайбы и др.

В результате холодной обработки давлением у латуни увеличивается твердость и механическая прочность, но заметно снижается пластичность. Для восстановления пластичности латунь отжигают при температуре 500—600° С и медленно охлаждают до комнатной температуры. Латуни хорошо обрабатываются резанием. Изделия из латуни устойчивы к атмосферной коррозии, но деформированная (вытяжкой) латунь подвержена коррозии во влажной атмосфере в большей степени, чем медь.
Для повышения коррозионной стойкости латуней в них вводят легирующие элементы: алюминий, никель, олово и др.
Такие латуни называют специальными, например морская латунь (марка Л070-1) стойка к коррозии даже в морской воде. Марки латуней начинаются с буквы Л (латунь), за которой следуют буквы, указывающие на другие элементы (кроме меди), которые входят в состав латуней. Стоящие в конце марки цифры означают содержание (в процентах) меди и других компонентов (табл. 3).
Таблица 3
Марки и состав некоторых латуней

Таблица 4
Основные характеристики проводниковых бронз и латуней

Плотность латуней находится в пределах: 8,2—8,85 г/сv3. Токоведущие детали из латуни можно получать литьем или давлением. Латунные детали, полученные штамповкой или давлением при комнатной температуре, приобретают жесткость (наклеп) и склонны к растрескиванию. Для снятия внутренних напряжений и предупреждения растрескивания наклепанные латунные детали подвергают отжигу. Латунь хорошо механически обрабатывается, сваривается и паяется. В табл. 4 приведены основные характеристики бронз и латуней в сравнении с проводниковой медью..

     Контрольные вопросы: Выполнить конспект в тетрадь, для

    самостоятельных работ по материаловедению.

1. Изучить свойства установочных проводов

2. Изучить свойства шнуров

3. Изучить свойства проводникового алюминия

4. Факторы, влияющие на свойства проводников

5.. Классификация проводниковых материалов.