Медная втулка М1: характеристики, применение и сортамент
Медная втулка М1 — деталь вращения, изготовленная из катодной меди марки М1 (Cu 99,90 % по ГОСТ 859–2014), предназначенная для работы в узлах трения скольжения, электрических контактах и теплообменных системах. Материал М1 отличается высокой электропроводностью — 57–58 МСм/м, теплопроводностью — 390–400 Вт/(мК) и стойкостью к атмосферной коррозии. Втулки из меди М1 не упрочняются термической обработкой, а нагартовываются холодной деформацией: предел прочности нагартованного металла достигает 350–400 МПа против 200–240 МПа у отожжённого.
Технические параметры и сортамент
Втулки изготавливают точением из прутков ГОСТ 1535–2006, волочением из труб ГОСТ 617–2006 или прессованием. Внутренний диаметр — от 3 до 120 мм, наружный — от 6 до 160 мм, длина — до 300 мм. Шероховатость посадочных поверхностей — Ra 0,8–1,6 мкм. Точность исполнения — по H7/h6 для подвижных посадок, H8/h8 для неподвижных. Рабочий диапазон температур — от –196 C до +200 C в окислительной среде; в вакууме и инертных средах — до +400 C.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Марка меди | М1 | Спектральный анализ | — | ГОСТ 859–2014 |
| Электропроводность | 57–58 | Вихретоковый | МСм/м | ГОСТ 27333–87 |
| Теплопроводность | 390–400 | Стационарный | Вт/(мК) | ГОСТ 8.140–82 |
| Предел прочности (отожжённая) | 200–240 | Растяжение | МПа | ГОСТ 1497–84 |
| Предел прочности (нагартованная) | 350–400 | Растяжение | МПа | ГОСТ 1497–84 |
| Твёрдость (отожжённая) | 45–55 | Бринелль | HB | ГОСТ 9012–59 |
Области применения
- Подшипники скольжения валков прокатных станов и рольгангов металлургических линий.
- Токосъёмные втулки и контактные кольца электродвигателей, генераторов, сварочных трансформаторов.
- Гильзы кристаллизаторов и фурменных поясов в установках непрерывной разливки стали.
- Теплообменные элементы кожухотрубных аппаратов, конденсаторов, испарителей холодильных машин.
- Втулки шарниров и вкладыши в гидравлических прессах, экскаваторах, портовых кранах.
- Экранирующие и токопроводящие элементы в установках индукционного нагрева и электролиза.
Эксплуатационные ограничения
Медь М1 не предназначена для работы в средах с аммиаком и аммонийными солями — возникает коррозионное растрескивание. При контакте с алюминием и цинком в присутствии влаги образуется гальваническая пара, ускоряющая разрушение. Скорость скольжения по стали без смазки не должна превышать 0,5 м/с; при подаче минерального масла — до 3 м/с. Удельная нагрузка — не более 10 МПа при ограниченной смазке.
Вопросы и ответы
Чем медная втулка М1 отличается от втулки из бронзы БрО10Ф1?
Медь М1 обеспечивает электропроводность 57–58 МСм/м и теплопроводность 390–400 Вт/(мК), тогда как БрО10Ф1 — 7–9 МСм/м и 60–75 Вт/(мК). Бронза превосходит медь по антифрикционным свойствам и допустимым нагрузкам до 25 МПа, но уступает по токопроводимости и теплоотводу.
Какой максимальный рабочий ток выдерживает втулка из М1?
Допустимая плотность тока для втулки из М1 — 2,5–4 А/мм при естественном охлаждении. При принудительном воздушном обдуве — до 6 А/мм. Превышение вызывает нагрев выше +150 C и ускоренное окисление контактной поверхности.
Возможно ли изготовление втулки из М1 методом порошковой металлургии?
Нет. Порошковая медь даёт пористость 8–15 % и электропроводность не выше 45 МСм/м. Втулки из М1 изготавливают только деформационными методами: точением, волочением, прессованием, что обеспечивает плотность 8,94 г/см и беспористую структуру.
Какой смазочный материал применим для втулок из М1?
Рекомендуются минеральные масла И-20А, И-40А, литиевые смазки Литол-24, ЦИАТИМ-201. Не допускаются смазки с сернистыми и хлорными присадками — они вызывают сульфидирование и хлорирование меди при температуре выше +80 C.
