Бериллиевая бронза и изделие, выполненное из нее

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к бериллиевым бронзам. Бериллиевая бронза содержит никель, кобальт, лантан при следующем соотношении компонентов, мас.%: Be 1,5-3,0; Ni 0,1-2,5; Co 0,1-0,9; La 0,01-0,4; Cu - остальное. Техническим результатом изобретения является улучшение прочностных характеристик и теплопроводности бериллиевой бронзы, а также повышение эксплуатационных характеристик изготовленных из нее деталей опор скольжения и ответственных узлов трения. 2 н.п. ф-лы, 3 пр., 2 табл.

 

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к бериллиевым бронзам, и производству полуфабрикатов из нее, применяемых в изготовлении деталей опор скольжения и ответственных узлов трения.

Из предшествующего уровня техники известна бериллиевая бронза (сплав на основе меди) (см. заявку Китая CN 101818282 А, опубл. 01.09.2010), содержащая (масс. %):

Be 2,05-2,10

Ni 0,20-0,30

Co 0,10-0,15

Ti 0,10-0,30

Fe 0,15-0,20

Cu - остальное.

Недостатком известной бронзы является ее невысокая прочность. Из уровня техники известна (US 4594116, опубл. 10.06.1986) бериллиевая бронза (сплав на основе меди), содержащая (масс. %):

Be 0,20-1,00

Ni 1,40-2,20

или (Co 1,40-2,20)

Cu - остальное.

Известна также (заявка Китая CN 101333609 А, опубл. 31.12.2008) бериллиевая бронза (сплав на основе меди), содержащая (масс. %):

Be 0,50-2,10

Ni 0,90-1,20

или (Co 0,90-1,20)

Ti 0,01-0,05

Cu - остальное.

Недостатками вышеперечисленных и большинства других полуфабрикатов из известных и описанных выше бериллиевых бронз являются невысокие механические свойства (σ_в до 1000 МПа, σ_0,2 до 900 МПа), что при использовании их в изготовлении деталей опор скольжения и ответственных узлов трения снижает ресурс узла (агрегата) в целом.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является бериллиевая бронза марки БрБ2 (И.И. Папиров. Бериллий в сплавах. Справочник. Москва. Энергоатомиздат, 1986, стр. 143, табл. 33). Данная бериллиевая бронза(сплав на основе меди) содержит бериллий, никель при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Be 1,8-2,1

Ni 0,2-0,5

Cu - остальное.

Недостатком сплава, известного из прототипа, является более низкий уровень прочностных характеристик и теплопроводности.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание бериллиевой бронзы с улучшенными механическими и физическими свойствами.

Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение прочностных характеристик и теплопроводности, а также повышение эксплуатационных характеристик деталей опор скольжения и ответственных узлов трения, их ресурс работы.

Поставленный технический результат достигается тем, что предложена бериллиевая бронза (сплав на основе меди), содержащая бериллий, никель, кобальт, лантан при следующем соотношении компонентов (мас.%):

Be 2,81-3,0

Ni 0,1-2,5

Со 0,1-0,9

La 0,01-0,4

Cu - остальное.

Бериллиевая бронза легирована дополнительно лантаном с целью получения более мелкого зерна в литом состоянии, что позволяет повысить пластичность сплава и технологичность при обработке слитка давлением и повышает теплопроводность сплава.

Установлено, что при данном экономном легировании, а также соотношении и содержании введенных компонентов, сохраняются высокие значения прочности на уровне прототипа.

Примеры осуществления

Пример 1.

Сплав Состава 1 (см. Таблицу 1) готовили в вакуумно-индукционных печах в графитно-шамотных тиглях. Литьем в конусные чугунные изложницы отливали слитки, из которых прессованием получали прутки ⌀34 мм, вытачивали стандартные образцы для определения механических свойств при комнатной температуре. Образцы испытывали в закаленном и искусственно состаренном состоянии.

Пример 2.

То же, что в Примере 1, только для Состава 2 (Таблица 1).

Пример 3.

То же, что в Примере 1, только для Состава 3 (Таблица 1).

В Таблице 1 приведен химический состав предлагаемого сплава и сплава, известного из прототипа.

В Таблице 2 представлены сравнительные характеристики сплава, известного из прототипа, и сплава, согласно настоящему изобретению

Из Таблицы 2 следует, что предлагаемый сплав имеет более высокий уровень прочности и теплопроводности.

Прессованные полуфабрикаты, изготовленные из сплава по настоящему изобретению, прошли контроль качества. Брака по изготовленным полуфабрикатам не обнаружено.

Таким образом, применение предлагаемого сплава на основе алюминия в изделиях агрегато-, самолето- и автомобилестроения в качестве деталей опор скольжения и ответственных узлов трения позволит повысить износостойкость и улучшить антифрикционные свойства изделия, вследствие чего увеличится ресурс узла (агрегата) в целом.

1. Бериллиевая бронза, содержащая никель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кобальт и лантан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Be	2,81-3,0
Ni	0,1-2,5
Со	0,1-0,9
La	0,01-0,4
Cu	- остальное.

2. Изделие из бериллиевой бронзы, отличающееся тем, что оно выполнено из бериллиевой бронзы по п. 1.