Металлические заготовки из медно-кадмиевой бронзы СрМ97
Металлические заготовки СрМ97 — полуфабрикаты из медно-кадмиевого сплава, легированного серебром в количестве 0,08–0,12 % (маркировка расшифровывается как «серебряная медь» с содержанием кадмия около 1 %). Материал относится к группе дисперсионно-твердеющих бронз с повышенной жаропрочностью и стабильным электросопротивлением. Заготовки поставляются в виде прутков, поковок, труб и полос, предназначенных для последующей механообработки на токарных и фрезерных станках с ЧПУ.
Ключевая особенность СрМ97 — сочетание высокой электро- и теплопроводности (не менее 85 % IACS) с сопротивлением разупрочнению при нагреве до 350–400 C. В отличие от чистой меди, сплав сохраняет твердость после длительной выдержки при рабочих температурах, что достигается за счет выделения мелкодисперсных частиц CdAg-фазы при старении. Материал не склонен к водородной болезни и хорошо сваривается контактной сваркой.
Технические характеристики заготовок СрМ97
Механические свойства заготовок зависят от состояния поставки: мягкое (отожженное), полутвердое или твердое (деформированное с последующим старением). В твердом состоянии предел прочности достигает 450–520 МПа при относительном удлинении 6–12 %, что существенно выше, чем у бескислородной меди М0б (220–280 МПа). Твердость по Бринеллю — 120–160 HB.
Электрическое сопротивление стабильно в диапазоне температур –50…+300 C, температурный коэффициент сопротивления — 0,0028–0,0032 1/C. Плотность сплава — 8,9 г/см, температура плавления — 1050–1080 C. Заготовки поставляются с допусками по ГОСТ 1535 и ГОСТ 6688, обеспечивающими припуски под чистовую обработку 1–3 мм на сторону.
| Состояние поставки | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | Твердость HB | Электропроводность, % IACS |
|---|---|---|---|---|
| Мягкое (отожженное) | 240–300 | 25–35 | 60–80 | 90–95 |
| Полутвердое | 350–420 | 10–18 | 90–120 | 85–90 |
| Твердое (состаренное) | 450–520 | 6–12 | 120–160 | 82–88 |
Применение заготовок СрМ97
Заготовки СрМ97 востребованы в электротехнике и энергетическом машиностроении, где требуется сочетание токопроводящих свойств с механической прочностью при повышенных температурах. Основные области использования:
- электроды контактной сварки — клепаные и стыковые электроды для точечных машин;
- токоведущие пружинные контакты и скользящие контакты в коммутационных аппаратах;
- коллекторные пластины и ламели электрических машин, работающих при 150–250 C;
- держатели щеток и токосъемники тяговых электродвигателей;
- детали вакуумных выключателей и дугогасительных камер;
- токопроводящие кронштейны и шины в распределительных устройствах.
В отличие от бронз с бериллием, СрМ97 не требует закалки с высоких температур и менее чувствителен к перегреву при пайке. Заготовки хорошо обрабатываются резанием: рекомендуемые режимы — скорость 200–400 м/мин твердосплавным инструментом, подача 0,1–0,3 мм/об. При шлифовании необходимо применять охлаждение эмульсией для предотвращения прижогов.
Особенности выбора и контроля качества
При заказе заготовок СрМ97 следует указывать форму сечения, размеры, состояние поставки и группу допусков. Для ответственных деталей, работающих под циклическими нагрузками, рекомендуется заказывать заготовки с ультразвуковым контролем сплошности на отсутствие расслоений и газовых раковин. Химический состав контролируется спектральным анализом на содержание кадмия (0,8–1,2 %) и серебра (0,08–0,12 %).
Хранение заготовок должно исключать контакт с влагой и агрессивными средами — при длительном складировании возможно образование оксидной пленки, удаляемой травлением в 5–10 % растворе серной кислоты перед механической обработкой. Для пайки и сварки деталей из СрМ97 применяются серебряные припои ПСр-45 и флюсы на основе буры.
Вопросы и ответы
Чем СрМ97 отличается от обычной меди М1?
СрМ97 имеет в 1,5–2 раза более высокий предел прочности в твердом состоянии и сохраняет механические свойства при нагреве до 350–400 C, тогда как медь М1 разупрочняется уже при 150–200 C. Электропроводность СрМ97 незначительно ниже — 82–95 % IACS против 100 % у чистой меди.
Какие заготовки СрМ97 доступны для заказа?
Поставляются круглые и квадратные прутки диаметром/стороной 5–100 мм, поковки массой до 50 кг, трубы с толщиной стенки 2–15 мм и ленты толщиной 0,5–5 мм. Возможен заказ заготовок с предварительной механической обработкой по чертежам заказчика.
Какой режим термической обработки применяется для упрочнения?
Упрочнение достигается холодной деформацией (обжатие 30–50 %) с последующим старением при 300–350 C в течение 2–4 часов. Это обеспечивает максимальную твердость без существенной потери электропроводности.
Пригодны ли заготовки СрМ97 для сварки с медью?
Да, сплав сваривается аргонодуговой сваркой с присадочной проволокой того же состава. Для толстостенных деталей рекомендуется предварительный подогрев до 200–300 C для снижения термических напряжений.
