Цинк в чушках ЦАМ9-1.5: антифрикционный сплав для литья подшипниковых втулок
ЦАМ9-1.5 — цинковый антифрикционный сплав, содержащий 9 % алюминия, 1.5 % меди и 0.05 % магния. Выпускается в виде чушек по ГОСТ 21437-95 и предназначен для производства монолитных и биметаллических подшипников скольжения, втулок, вкладышей и уплотнительных элементов, работающих при умеренных нагрузках и температурах до 100 C. Сплав относится к группе ЦАМ (цинк-алюминий-медь) и занимает промежуточное положение между ЦАМ10-5 и ЦАМ4-1 по твёрдости и антифрикционным свойствам.
Химический состав и структура
Структура сплава ЦАМ9-1.5 в литом состоянии состоит из первичных дендритов -фазы (твёрдый раствор алюминия в цинке) и эвтектики + . Медь вводится для повышения твёрдости и сопротивления ползучести, магний — для связывания примесей свинца, олова и кадмия, вызывающих межкристаллитную коррозию. Содержание железа ограничено 0.1 %, кремния — 0.05 %.
- Алюминий (Al) — 8.5–10.0 %
- Медь (Cu) — 1.2–1.8 %
- Магний (Mg) — 0.03–0.06 %
- Цинк (Zn) — основа
- Примеси (Pb, Sn, Cd, Fe) — в пределах ГОСТ 21437-95
Физико-механические свойства
| Параметр | Значение | Условия | Метод | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 6.3 г/см | 20 C | ГОСТ 8.024 | литое состояние |
| Предел прочности в | 240–280 МПа | 20 C | ГОСТ 1497 | литьё в кокиль |
| Твёрдость HB | 90–110 | 20 C | ГОСТ 9012 | без термообработки |
| Температура плавления | 380–400 C | — | ДТА | интервал кристаллизации |
| Коэффициент трения | 0.04–0.08 | со смазкой | ГОСТ 23.215 | по стали 45 |
Области применения
Сплав ЦАМ9-1.5 применяется преимущественно в узлах трения, где требуется сочетание достаточной несущей способности и низкой стоимости по сравнению с бронзовыми вкладышами. Основные потребители — производители подъёмно-транспортного оборудования, сельхозтехники, насосных агрегатов и металлообрабатывающих станков.
- Подшипники скольжения шпиндельных узлов металлорежущих станков
- Втулки ковшовых и ленточных конвейеров горно-обогатительного оборудования
- Вкладыши насосов перекачки технических жидкостей и нефтепродуктов
- Уплотнительные кольца и направляющие втулки гидроцилиндров
- Детали узлов трения сельскохозяйственной техники (редукторы, ступицы)
Технологические особенности литья
Температура заливки при литье в кокиль составляет 440–480 C, при литье под давлением — 420–450 C. Сплав склонен к образованию усадочной пористости, поэтому требуется применение прибылей и технологических уклонов. Обрабатываемость резанием — удовлетворительная, обеспечивает чистоту поверхности Ra 1.6–3.2 мкм. Не рекомендуется эксплуатация при температуре выше 100 C из-за снижения прочностных характеристик и риска деформации под нагрузкой.
Вопросы и ответы
Чем ЦАМ9-1.5 отличается от ЦАМ10-5?
ЦАМ9-1.5 содержит меньше меди (1.5 % против 5 %), что снижает твёрдость и предел прочности, но улучшает пластичность и обрабатываемость. ЦАМ10-5 применяется при более высоких нагрузках.
При какой температуре эксплуатируются подшипники из ЦАМ9-1.5?
Рекомендуемый диапазон — от –40 C до +100 C. При превышении 100 C наблюдается интенсивная ползучесть и снижение твёрдости.
Возможна ли замена бронзы БрО5Ц5С5 на ЦАМ9-1.5?
Да, в узлах с умеренными нагрузками (до 10 МПа) и окружными скоростями до 3 м/с. Замена снижает стоимость вкладыша в 2–3 раза при сохранении работоспособности.
Как хранить чушки ЦАМ9-1.5?
В сухих отапливаемых складах при влажности не выше 70 %. Контакт с влагой и кислотами вызывает поверхностную коррозию, не влияющую на химический состав после переплава.
