Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Присутствие в антифрикционном материале веществ, играющих роль твердых и жидких смазок, оказывает исключительно большое влияние на их свойства. Поэтому методы их введения должны тщательно отрабатываться. В зависимости от характера смазочных веществ они могут добавляться в виде порошков в исходную шихту или вводиться в поры материала после спекания. Применяются различные методы введения — сухое и влажное смешивание в смесительных устройствах, совместный размол смеси веществ, пропитка пор, насыщение из газовой фазы.
В зависимости от метода введения смазочные вещества могут в процессе изготовления материала взаимодействовать с его основой при спекании, частично или полностью переходя в новое состояние (твердые растворы, химические соединения), или оставаться неизменными, если они вводятся в поры уже спеченного материала.
Методы введения веществ, играющих роль смазки, должны обеспечивать присутствие их в оптимальном количестве в исходном структурном состоянии и приповерхностном слое. Наличие их в глубинных слоях изделия не всегда обязательно. Однако, например, в случае желе-аографщоных материалов графит вводится не только как смазочное вещество, но и как компонента, насыщающая углеродом металлическую основу и повышающая ее прочность. Поэтому здесь требуется равномерное распределение графита во всем объеме материала. По этой же причине при введении других веществ (дисульфида молибдена, сернистого пинка, серы и др.) в исходную шихту следует равномерно распределим, их в объеме. Последнее обеспечивает их влияние на свойства
22s
в структУРУ материала, а также равномерное распределение и в рабочем слое поверхности трения.
Введение графита обычно осуществляется смешиванием порошков металлической основы с порошком графита в различного рода смесителях (смесительных барабанах, шнековых смесителях, совместным раз-иолом в шаровых мельницах и др.) в течение 1—4 ч. В связи с меньшей удельной массой по сравнению с металлическими порошками графит склонен к ликвации, поэтому при введении его в количествах более 5_ю об.% предпочтение отдается смешиванию с увлажнителем, например с добавлением бензина, масла. Реже практикуется введение графита в поры спеченного материала. При этом применяется коллоидальный графит в виде суспензии в масле, пропитка пор которой производится при нагреве 100—120° С в течение 2—3 ч.
Предложен также иной способ получения самосмазывающихся подшипников, содержащих графит [188]. Смесь, состоящую из галогенидов одного или нескольких металлов (например, СигЬ) и графита, нагревают в защитной среде при температуре ниже точки плавления этих металлов. В результате разложения галогенидов\чистый металл осаждается на поверхности графитовых частиц. Одновременно порошок агломерируется. Затем порошок прессуют под давлением (4,5 т/см2) и спекают в водороде. 4
Введение серы можно осуществлять несколькими методами, выбираемыми в зависимости от состава материала и требуемых эксплуатационных свойств изделия. Наиболее распространено введение порошка серы в шихту с последующим прессованием и спеканием изделия по обычным режимам. Оптимальное количество серы, обеспечивающее наилучшие физико-механические и антифрикционные свойства железографита, равно 0.0—1%. При легировании железа максимальную прочность имеет материал, содержащий 0,4% серы (максимально до 0,9%), введенной в виде порошка или сернистого железа [82, 401].
Другим распространенным методом введения серы является пропитка серой спеченного изделия, которую ведут при температуре 120—130° G с последующим отжигом при 300—450° С в течение 30—60 мин [802, 803]. Метод в основном используется при сульфидировании сплавов на основе •железа. Сульфидировапие нержавеющих сталей производят пропиткой в расплаве серы прессованных заготовок с последующим сульфидирую-щим спеканием, температура которого на 200—300° ниже температуры спекания нержавеющей стали, не содержащей серы [413].
Аналогично пористые нержавеющие стали насыщают серой путем газового сульфидирования прессовок во время спекания в контейнерах с плавким затвором [587]. Порошок серы насыпается на дно контейнера. Для плотных материалов, а также содержащих тугоплавкие металлы и при необходимости получепия сульфидированного слоя на поверхности трения спеченное изделие обрабатывают в среде сероводорода при температуре 550—000° С.
Газовое сульфидировапие спеченных сталей проводят также при температуре 300—450° G [808]. Глубина слоя уменьшается с понижением температуры сульфидирования, уменьшением плотности материала и при введении меди.
Предлагается проводить пропитку серой пористых спеченных деталей на основе железа в расплавленной сере в защитной среде при температуре выше температуры плавления серы, но ниже температуры плавления FeS [347]. Считают, что при этом вся сера переходит в FeS.
226
Для того чтобы обеспечить повышенную термостойкость щ сопро-тявление абразивному износу спеченного материала на основе железа, содержащего хром (1—5%) и другие присадки (графит, кремний, марганец), его пропитывают раствором (NH4)2S и нагревают до 400—450° С в неокислительной среде для связывания серы и хрома в сульфид хрома [653].
