Литейные сплавы алюминий-олово

Эти алюминиевые сплавы, легированные оловом, были разработаны специально для подшипников. Для качества подшипников основными критериями являются несущая способность, усталостная прочность и сопротивление коррозии в условиях смазки в двигателях внутреннего сгорания. Подшипники из алюминиевых сплавов, легированных оловом, являются непревзойденными среди других типов подшипниковых материалов.

Фазовая диаграмма алюминий-олово

Сплавы системы алюминий-олово содержат олова около 6 %, а также небольшие количества меди и никеля для повышения прочности. Их применяют для литых подшипников. Очень хорошее скольжение в этих сплавах обеспечивает именно олово.

Американские сплавы алюминий-олово

Американские литейные сплавы алюминия с оловом 850.0, 850.1 и 852.0 могут отливаться как в песчаные, так и в кокиль. Однако сплавы 850.0 (6,3Sn-1Cu-1Ni) и 852.0 (6,3Sn-2Cu-1,2Ni-0,8Mg)обычно льют только в постоянные формы. Литье в песчаные формы применяют для больших подшипников прокатных станов, которые обычно изготавливают из сплава 851.0 (6,3Sn-2,5Si-1Cu-0,5Ni).

Подшипниковая структура

«Подшипниковые» свойства сплавов алюминий-олово сильно зависят от метода литья. Мелкодисперсное междендритное распределение олова является необходимым для оптимальных свойств подшипников. Это требует малого междендритного расстояния, а такое расстояние можно получить только при методах литья с быстрым охлаждением.

Большой интервал затвердевания

С точки зрения процесса литья система сплавов алюминий-олово является уникальной. Затвердевание сплава в литейной форме начинается при температуре около 650 ºС, а олово остается жидким где-то до температуры 225 ºС. Такой слишком большой температурных интервал затвердевания представляет трудности для литья. Чтобы избежать чрезмерной макросегрегации рекомендуются высокие скорости затвердевания отливок.

Литейный алюминиевый сплав 850.0

Формула сплава:

6,2Sn-1Cu-1Ni

Химический состав:

медь: 0,7-1,3 %;
магний: 0,10 макс.;
кремний: 0,7 % макс.;
железо: 0,7 % макс.
олово: 5,5-7,0 %;
никель: 0,7-1,3 %;
титан: 0,20 % макс.;
другие: 0,30 % макс.;
алюминий: остальное.

Влияние содержания примесей:

высокое содержание железа, марганца или магния снижает пластичность и повышает твердость;
высокое содержание кремния улучшает характеристики скольжения.

Типичные механические свойства в состоянии Т5:

прочность на растяжение: 160 МПа;
предел текучести: 75 МПа;
относительное удлинение: 10 %;
твердость: 45 НВ;
коэффициент Пуассона: 0,33;
модуль упругости: 71,0 ГПа.

Физические свойства:

плотность: 2,880 г/см³;
температура ликвидус: 650 ºС;
температура солидус: 225 ºС.

Технологические свойства:

температура плавления: от 650 до 730 ºС;
температура разливки: от 650 до 705 ºС;
температура старения: 230 ºС, выдержка – 8 часов.

Источники:

Aluminum and Aluminum Alloys, ASM International, 1996

Aluminum Alloy Castings: Properties, Processes And Applications – J. Gilbert Kaufman, Elwin L. Rooy