ЦАМ в чушках ЦАМ9-1.5: цинк-алюминиевый сплав для литья и антифрикционных узлов
ЦАМ в чушках ЦАМ9-1.5 — это цинк-алюминиевый антифрикционный сплав, соответствующий марке ЦАМ9-1,5 по ГОСТ 21437-95, выпускаемый в виде чушек массой 5–25 кг для последующей переплавки и литья. Химический состав: цинк — основа, алюминий — 9,0–11,0 %, медь — 1,0–2,0 %, магний — 0,03–0,06 %. Сочетание алюминия и меди обеспечивает дисперсионное твердение и высокие антифрикционные свойства, а микродобавка магния подавляет межкристаллитную коррозию. Сплав относится к литейным материалам и не предназначен для обработки давлением.
Технические характеристики и структура
Структура литого сплава ЦАМ9-1.5 — эвтектика + с включениями твёрдой фазы AlCuZn, распределённой в цинковой матрице. Именно эти интерметаллиды придают материалу износостойкость и способность работать в паре со стальным валом без смазки. Кристаллизация происходит в узком интервале температур, что снижает склонность к образованию усадочной пористости при литье в кокиль и под давлением.
| Параметр | Значение | Условия | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 6,3–6,6 г/см | 20 C | ГОСТ 8.024 | ниже бронзы БрО10Ф1 |
| Температура плавления | 380–430 C | литейный интервал | термический анализ | перегрев выше 480 C недопустим |
| Предел прочности в | 200–280 МПа | литьё в кокиль | ГОСТ 1497 | зависит от скорости охлаждения |
| Твёрдость HB | 90–110 | 20 C | ГОСТ 9012 | стабильна до 100 C |
| Коэффициент трения | 0,04–0,08 | со сталью 45, без смазки | машина трения | при PV до 3 МПам/с |
Технология переплава и литья
Чушки ЦАМ9-1.5 загружают в тигельные или индукционные печи сопротивления. Рабочая температура расплава — 440–470 C; перегрев выше 480 C вызывает интенсивное насыщение газом и рост усадочной пористости. Перед разливкой обязательна дегазация хлористым аммонием или продувкой аргоном. Заливка ведётся в металлические кокили, пресс-формы литья под давлением или центробежные формы. Для получения антифрикционных вкладышей применяют центробежное литьё с последующей механической обработкой по посадочным поверхностям.
Области применения
- Подшипники скольжения и вкладыши узлов трения прокатных станов, дробилок, конвейерных приводов.
- Втулки и вкладыши шарнирных соединений экскаваторов, кранов, дорожно-строительной техники.
- Детали арматуры низкого давления: корпуса, золотники, седла в системах водоснабжения и пневматики.
- Червячные колёса и венцы редукторов при окружных скоростях до 3 м/с.
- Заготовки для литья под давлением: элементы приборов, крепёж, декоративная фурнитура с последующим гальваническим покрытием.
Нормативные документы и маркировка
- ГОСТ 21437-95 — сплавы цинковые антифрикционные, технические условия.
- ГОСТ 3640-94 — цинк, требования к исходному сырью.
- Маркировка чушек: ЦАМ9-1,5, номер партии, масса, клеймо ОТК.
- Контроль химического состава — спектральный анализ по ГОСТ 23328.
- Упаковка — пакеты на поддонах, масса места до 1000 кг.
Эксплуатационные ограничения
Сплав ЦАМ9-1.5 сохраняет размерную стабильность при рабочих температурах до 100 C. При нагреве выше 120 C развивается ползучесть и снижается твёрдость. Материал чувствителен к коррозии в кислых и щелочных средах, поэтому в химическом оборудовании применяется ограниченно. Для узлов трения с высокими скоростями скольжения (более 3 м/с) и ударными нагрузками рекомендуется переход на оловянные бронзы.
Вопросы и ответы
Чем ЦАМ9-1.5 отличается от ЦАМ10-5?
ЦАМ9-1.5 содержит 9–11 % алюминия и 1–2 % меди, тогда как ЦАМ10-5 — 9–12 % алюминия и 4–5,5 % меди. Повышенное содержание меди в ЦАМ10-5 увеличивает прочность и твёрдость, но снижает пластичность и удорожает сплав.
При какой температуре заливать расплав ЦАМ9-1.5?
Оптимальный интервал заливки — 440–470 C. Перегрев выше 480 C приводит к газонасыщению, усадочной пористости и охрупчиванию отливок.
Можно ли использовать ЦАМ9-1.5 вместо бронзы БрО10Ф1?
Да, в узлах трения с умеренными нагрузками (PV до 3 МПам/с) и температурой до 100 C. Сплав легче бронзы в 1,4 раза и дешевле, но уступает по коррозионной стойкости и допустимым скоростям скольжения.
Как хранить чушки ЦАМ9-1.5?
В сухих закрытых складах при относительной влажности до 70 %, отдельно от кислот и щелочей. При длительном хранении на открытых площадках возможно образование белого налёта гидроксида цинка.
