Материаловедение (стр. 6 )

С увеличением содержания Bi ухудшается смачивающая способность припоя, выполнение пайки осложняется, а качество пайки становится плохим.

В качестве флюсов при пайке мягкими припоями применяют следующие материалы: 1) хлористый цинк (30% раствор хлористого цинка в воде) для пайки черных и цветных металлов; 2) канифоль натуральную для пайки монтажных соединений меди и ее сплавлв; 3) пасту, состоящую из канифоли, хлористого цинка и вазелина, для пайки черных и цветных металлов и другие флюсы.

При пайке твердыми припоями наиболее широкое распространение получили следующие припои: 1) чистая электролитичекая медь марок М1 и М2, температура плавления 1083 0С, применяется для пайки сталей и твердых сплавов: 2) медноцинковые припои (ПМЦ-36, ПМЦ-54, а также латуни Л62, Л68), температура плавления 845-900 0С, применяются для пайки черных и цветных металлов; 3) серебряные припои (ПСр-72, ПСр-52, ПСр-25 и др.), температура плавления 635-870 0С, применяются для пайки черных и цветных металлов, обеспечивают получение высококачественных швов и другие припои.

В качестве флюсов при пайке твердыми припоями применяют следующие составы: 1) для сталей и медных сплавов используют буру в виде порошка, пасты или смеси буры и борной кислоты (при использовании медных припоев); 2) для пластин твердого сплава серебряными припоями применяют флюс, состоящий из 43% фтористого калия и 57% борной кислоты; 3) для пластин алюминия алюминиевыми припоями применяется флюс, состоящий из 25-35% хлористого лития, 12-18% фтористого калия, 18-15% хлористого цинка и 59% хлористого калия.

Порядок выполнения работы

Получить неразъемное соединение пайкой мягким припоем:

1.  Очистить от ржавчины, окалины и грязи контактирующие поверхности деталей;

2.  Подогнать детали так, чтобы контактирующие поверхности хорошо прилегли друг к другу, и зазор между ними был равномерный;

3.  Обезжирить подогнанные поверхности и обработать их флюсом;

4.  Приложить детали друг к другу и произвести пайку. Обратить особое внимание на хороший прогрев деталей (нагрев вести с более массивной детали). Если припой плохо ложится по причине малой жидкотекучести, надо увеличить прогрев деталей, а если припой не пристает к детали, то необходимо повторно обработать флюсом эти места поверхностей. После наложения припоя следить за тем, чтобы детали до полного остывания находились в прижатом состоянии;

5.  Визуально оценить качество полученного соединения.

Получить неразъемное соединение пайкой твердым припоем:

2.  Тщательно очистить от ржавчины, окалины и грязи поверхности, подлежащие пайке;

3.  Подготовить (подогнать) детали для сборки перед пайкой;

4.  Обезжирить подогнанные поверхности и обработать их флюсом;

5.  Провести сборку деталей при помощи приспособления, проволоки (проволока должна быть стальная или нихромовая) или каким либо другим способом, обратив особое внимание на надежность крепления при нагреве до высоких температур и на равномерность зазора по всей поверхности прилегания. Припой закрепить при сборке;

6.  Установить собранную конструкцию в печь и нагреть до полного расплавления припоя;

7.  Вынуть конструкцию из печи и охладить;

8.  Снять крепление, очистить деталь от окалины и флюса;

9.  Визуально оценить качество полученного соединения.

Вопросы для самопроверки:

1.  Что такое пайка?

2.  В каких случаях применяется пайка?

3.  Каковы общие закономерности взаимодействия жидкости и твердого тела?

4.  Перечислите основные виды припоев.

5.  Для чего применяются флюсы?

6.  Из каких этапов состоит пайка?

7.   

Лабораторная работа № 9

Изучение ассортимента металлических материалов

Цель работы: ознакомление с ассортиментом металлических материалов и их маркировкой.

Оборудование и материалы: подборка ГОСТ, марочник.

Общие сведения

Материалы классифицируют по различным признакам:

по назначению – конструкционные, строительные, швейные, обувные и т. д.;

по природе материалов —

на металлические: черные ( железо и его сплавы), цветные (все остальные металлы и сплавы на их основе);

неметаллические: резина, пластмассы, стекло, дерево и т. п.;

композиционные материалы, получаемые объединением в единое целое не менее двух разнородных материалов, сочетающие положительные свойства тех и др. материалов: на металлической матрице, на неметаллической матрице;

порошковые;

по технологическому исполнению — на деформированные (прокат, поковки, штамповки, прессованные профили и др.), литые, спекаемые, формуемые, склеиваемые, свариваемые (плавлением, взрывом, диффузионным сращиванием и т. п.);

по условиям работы — на работающие при низких температурах, жаропрочные, коррозионно-, окалино-, износо-, топливо-, маслостойкие и т. д.;

по критериям прочности — на материалы малой и средней прочности с большим запасом пластичности, высокопрочные с умеренным запасом пластичности.

Отдельные классы, в свою очередь, делятся на многочисленные группы. Например, металлические сплавы различают: по системам сплавов — алюминиевые, магниевые, титановые, медные, никелевые, молибденовые, ниобиевые, бериллиевые, вольфрамовые, на железной основе и др.; по типам упрочнения — закаливаемые, улучшаемые, стареющие, цементируемые, цианируемые, азотируемые и др.; по структурному составу — стали аустенитные и ферритные, латуни и т. д.

Для идентификации металлических материалов применяется их маркировка, то есть условное буквенно-цифровое обозначение, которое может включать в себя информацию о химическом составе, процентном содержании компонентов, особенностях технологической обработки сырья и т. п.

Условные обозначения марок материалов

Материал	Обозначение
Стали
Углеродистая обыкновенного качества (ГОСТ 380-71)	Буквами Ст и цифрами 0; 1; 2 и т. д. до 6. Увеличение номера означает повышение содержания углерода и временного сопротивления (Ст1, Ст2). Буквы Б или В перед буквами Ст обозначают группу стали (группа А* в обозначении не указывается). Степень раскисления стали обозначается буквами после цифр: кп — кипящая; пс — полуспокойная; сп — спокойная
Углеродистая качественная (ГОСТ 1050-74)	Двумя цифрами: 05, 08, 10, 15, 20 и т. д. до 60. Они показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буквы кп и пс после цифр соответствуют кипящей или полуспокойной стали
Низколегированная конструкционная (ГОСТ ), легированная конструкционная (ГОСТ 4543-71), рессорно-пружинная (ГОСТ ); коррозионно-стойкая (ГОСТ 5632-72)	Первые две цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буквы за цифрами указывают присутствие легирующих элементов, а цифры после букв обозначают содержание легирующих элементов в процентах (35Г2; 30X2). Если содержание легирующих элементов менее 1,5 %, то цифра отсутствует (50Х; 15ХР). Буква А в конце обозначений марок указывает, что сталь высококачественная (15ХА; 20ХНЗА)
Углеродистая инструментальная (ГОСТ 1435-74)	Буквой У и цифрами, показывающими среднее содержание углерода в десятых долях процента (У7; У10). Буква А после цифр обозначает, что сталь высококачественная (У8А)
Легированная инструментальная (ГОСТ 5950-73)	Первые цифры указывают среднее содержание углерода в десятых долях процента, если оно более 0,1 % (9X1; 9ХС). Цифры, стоящие после букв, обозначающих легирующий элемент, показывают его среднее содержание в процентах (XI2; 8X3)
Подшипниковая (ГОСТ 801-78)	Буквами ШХ и цифрами, показывающими содержание хрома в десятых долях процента. Буквы после цифр показывают наличие дополнительных легирующих элементов ШХ15СГ)
Конструкционная повышенной и высокой обрабатываемости резанием (ГОСТ 1414-75)	Буквой А и цифрами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента (А12)
Чугуны
Серый (ГОСТ 1412-79)	Буквами СЧ и числами, обозначающими предел прочности при растяжении в кгс/мм2 (СЧ 10)
Ковкий (ГОСТ 1215-59)	Буквами КЧ. Первое число обозначает временное сопротивление разрыву в кгс/мм2, второе - относительное удлинение в процентах (КЧ 30-6)
Жаростойкий (ГОСТ 7769-82)	Буквами ЖЧ. Последующие буквы указывают на наличие легирующих элементов, а цифры за ними - на соответствующее количество этих элементов в процентах. Последняя буква Ш указывает, что чугун с шаровидным графитом
Алюминиевые сплавы
Литейные (ГОСТ 2685-75)	Буквами АЛ, после которых указывается номер (АЛ2)
Деформируемые (ГОСТ 4784-74)	Буквами Д, АК, АН, ВД и В, после которых указывается номер сплава (Д16)
Магниевые сплавы
Литейные (ГОСТ 2856-79)	Буквами Мл, после которых указывается номер сплава (Мл5)
Деформируемые (ГОСТ )	Буквами МА, после которых указывается номер сплава
Латуни (ГОСТ , ГОСТ )	Последующие буквы указывают на присутствие легирующих элементов. Первое число обозначает содержание меди в процентах, остальные - соответствующее последовательности букв содержание легирующих элементов в процентах (ЛМцС58-2-2)
Бронзы	Буквами Бр. Последуюшие буквы указывают присутствующие легирующие элементы, а цифры - их содержание в процентах (БрО4-4)
Медно-никелевые сплавы	Буквами МН. Последующие буквы указывают присутствующие легирующие элементы. Первое число обозначает содержание никеля в процентах, остальные - соответствующее последователыгости букв содержание легирующих элементов (МНЖМц30-1-1)
Баббиты (ГОСТ 1320-74)	Буквой Б и числом, показывающим содержание олова в процентах (Б88)
Порошковые твердые сплавы (ГОСТ 3882-74)	Буквы ВК - вольфрамовые, цифра обозначает содержание кобальта в процентах (ВК6). Буква Т - титановольфрамовые; цифра обозначает содержание карбида титана. Буквы ТТ - титанотанталовольфрамовые; цифры указывают суммарное содержание карбидов титана и тантала. Буквы К после цифр обозначают присутствие кобальта, а последующие цифры - его количество (Т5КЮ; ТТ10К8)
Припои
Оловянно-свинцовые (ГОСТ )	Буквами ПОС. Последующие буквы К или Су указывают на присутствие кадмия или сурьмы. Первое число обозначает содержание олова в процентах, второе - содержание кадмия или сурьмы (ПОССу 18-2)
Серебряные (ГОСТ )	Буквами ПСр и цифрой, указывающей содержание серебра в процентах (ПСр 72)

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с планшетами и альбомами с образцами изучаемых материалов.

2. Дать классификацию по ГОСТ изучаемой металлопродукции.

3. Изучить основные принципы маркировки материалов, пользуясь марочником и ГОСТ.

Вопросы для самопроверки:

1. По каким признакам принято классифицировать металлические материалы?

2. Какая информация содержится в буквенно-цифровом обозначении марки металлопродукции?

3. Приведите классификацию изучаемых материалов.

4. Каково назначение данного материала?

Литература: [4,11-29].

Задания для самостоятельной работы к темам 3-5

1. Маркировка металлопродукции

1.  Пользуясь ГОСТ, расшифровать предложенные условные обозначения марок металлопродукции.

Перечень ГОСТ:

1.  ГОСТ . Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки.

2.  ГОСТ 1412-85. Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки.

3.  ГОСТ 7293-85. Чугун с шаровидным графитом для отливок. Марки.

4.  ГОСТ 4543-71. Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия.

5.  ГОСТ 4784-97. Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки.

6.  ГОСТ 1585-85. Чугун антифрикционный для отливок. Марки.

7.  ГОСТ 5632-72. Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки.

8.  ГОСТ . Сплавы прецизионные. Марки.

9.  ГОСТ . Золото и сплавы на его основе. Марки.

10.  ГОСТ . Серебро и сплавы на его основе. Марки.

11.  ГОСТ . Платина и платиновые сплавы. Марки.

12.  ГОСТ . Сплавы на основе благородных металлов ювелирные. Марки.

13.  ГОСТ . Сплавы медно-цинковые (латуни) литейные. Марки.

2. Определить назначение металлопродукции.

Варианты заданий

Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3	Вариант 4	Вариант 5
ВЧ35	ВЧ40	АЧС-1	СЧ10	ВЧ70
ЗлСрНЦМ ,2-2,5	ЗлСрМ 958-20	ЗлСрПдНКд	ЗлСрПдН	ЗлСрНЦ ,5
AlMg5Cr	Е-AlMgSi 6101	AlSiMgMn 6082	AlZn4,5Mg1,5Mn 7005	AlMg1SiCu 6061
Ст5Гпс	Ст6сп	Ст4кп	Ст3пс	Ст1сп
Ср 99,99	СрПд 80-20	Ср 99,9	СрПл 96-4	СрМ 87,5
06ХН28МДТ	65Х13	09Х16Н4Б	ХН65МВУ	09Х17Н7Ю
ХН55МВЮ	30Х13Н7С2	10Х23Н18	ХН32Т	12Х17
ЗлМ98	ЗлСрМ 50-10	ЗлН95	ЗлПл 98-2	ЗлПд 84-16
49К2Ф	36Н-ВИ	ЕХ5К5	Н50К10	Х15Ю5
ПлРу-8	ПлН-4,5	ПлПдРдРу-5-3,5-0,5	ПлН-25	ПлПд-20
30ХГСА	20Н2М	30Х3МФ	40ХГТР	30ХРА

Вариант 6	Вариант 7	Вариант 8	Вариант 9	Вариант 10
ВЧ45	ВЧ100	АЧВ-1	АЧК-1	СЧ35
ЗлСрМ 375-160	ЗлСрПдМ	ЗлСрМ 585-200	ЗлСрПдЦ	ЗлСрПдКд
AlCu4MgSi 2017	AlCu6Mn 2219	AlCu4SiMg 2014	AlZn5,5MgCu 7075	AlMg3,5 5154
Ст0	Ст1кп	Ст2пс	Ст3Гпс	Ст3Гсп
СрПдМ 50-30	СрПд 70-30	СрПл 88-12	СрМ75	СрМ94
12Х18Н10Т	10Х13Г18Д	08Х18Н12Б	12Х18Н12Т	12Х18Н9
20Х20Н14С2	08Х20Н14С2	ХН60ВТ	40Х9С2	15Х12ВНМФ
ЗлПдПл	ЗлПл 90-10	ЗлСр 58,3-41,7	ЗлСрМ 90-4	ЗлСр 60-40
36НХТЮ	42НА-ВИ	44НХТЮ	БТЦ-ВД	46Н
ПлИ-5	ПлПд-10	ПлПдРд-4-3,5	ПлРд-40	ПлМ-2,5
20ХГНМ	38Х2МЮА	38ХН3МФА	40ХН2МА	20ХГНР

2. Изучение дефектов металлопродукции