Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Хорошая износостойкость при трении и коррозионная стойкость достигаются пропиткой пористых спеченных материалов водным раствором сульфидов щелочноземельных или тяжелых металлов, H2S либо по-лисульфидов. Пропитанные материалы обрабатываются от 20 мпн до 2 ч прп температуре 200— 600е С. Считают, что такой метод эффективнее проппткп жидкой серой [S 18].
Все перечисленные методы сульфидпрования введением серы предусматривают ее участие в формировании структуры материала и взаимодействие с составляющими материала.
Дисульфид молибдена п другие твердые смазкп в большинстве случаев вводят непосредственно в шихту пли пропиткой пористых 3«UOTOBOiC суспензиями. Твердые смазки, такие как BN, сульфиды, окислы, фторпды металлов и др., вводят в шпхту в количествах от 0.1 до 50 об.% в зависимости от назначения материала, его основы и заданных эксплуатационных свойств. Все это определяет метод введения данных веществ и технологию изготовления материала.
Введение больших количеств твердых смазок (свыше 10 мае. %) обычно требует применения спекания под давлением, горячего прессования, двукратного прессования и спекания. Выбирая тот или иной метод необходимо учитывать результат процесса взаимодействия вещества твердой смазки с основой материала и возможное изменение фазового состава материала по отношению к исходному как в процессе изготовления, так и при эксплуатации. Поэтому в ряде случаев прибегают к втиранию порошка в поверхностные поры или неровности материала либо пропитку пор суспензиями веществ (твердых смазок) в летучей органической жидкости, например в метилэфиркетоне [622], с последующим отжигом. Так, после пропитки детали из медно-оловянного сплава суспензией с M0S2 деталь прокаливают при 150—200° С.
Введение минеральных жидких смазок. Обычно пористые антифрикционные изделия после спекания пропитываются смазкой. Операция проводи і ся погружением подшипников в смазочное масло, разогретое до 100 — 120° С на 2—4 ч.
1100
?к 7 -XT
Рис. 181. Установка для пропитывания маслом железографитовых втулок:
1 — бак для втулок; 2 — стол; 3 — вакуумный насос; 4 — электродвигатель; 5 — бак для масла; 6 — пропитываемые втулки.
227
Прй йористости материала 25—30% количество впитываемого масла доставляет до 3—3,5 мас.%. В промышленности для пропитки используют вакуумную установку с разрежением от 600—640 до Ю-2—10~3 мм рт. ст. <ряс. 181). В вакуумной камере сначала откачивается воздух из пор додшнянжков, затем изделия погружаются в масло и камера соединяется с воздухом. В этом случае процесс пропитки идет без подогрева ш быстрее. За 15—20 мин достигается более полное заполнение пор маслом. Остывание деталей после пропитки ведут как на воздухе, так и в масле, излишек которого должен стечь.
Введение металлических смазок. Металлические смазки вводятся в сочетав материала двумя методами: непосредственно в шихту при смешивании или пропиткой пористых спеченных заготовок. В шихту вводятся такие легкоплавкие металлы, как свинец, олово, их сплавы. Металлическая смазка не должна взаимодействовать с основой материала в процессе спекания. Поэтому выбор того или иного метода введения металлической смазки рассматривается применительно к конкретному составу материала.
Пропитка пористых заготовок металлическими смазками может вестись расплавлением заготовки пропитывающего металла, имеющей Форму детали и установленной над ней; окунанием в жидкий расплав полностью или частично. Ванна с металлом или образцами продувается защитным газом либо в зависимости от состава смазки и пористого каркаса процесс может вестись на воздухе или в вакууме.
Температура и время пропитки определяются величиной детали и составом пропитывающего металла. Температура пропитки оловом, индием, галлием равна 400—500, свинцом — 530—800, эвтектическим сплавом свинец — олово — 250° С. Время пропитки составляет 1—60 мин. Для улучшения процесса пропитки на воздухе пористый каркас предваритель-яо пропитывается флюсом (например, 50%) этилового спирта и 50/о канифоли).
ГЛАВА 6
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КОМПОЗИЦИОННЫХ АНТИФРИКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ СВОЙСТВА
Широкие возможности методов порошковой металлургии в создании композиционных материалов позволили разработать разнообразные антифрикционные материалы на основе меди, железа, никеля, кобальта, алюминия, карбидов и других тугоплавких соединений. Причем многие из этих металлов в чистом виде имеют низкие антифрикционные свойства. Задача создания материалов с заданными свойствами решается за счет введения в металлическую основу веществ, влияющих положительно на антифрикционные свойства, а также за счет остаточной пористости, являющейся резервуаром для смазки.
В настоящей главе рассмотрены основные типы антифрикционных композиционных материалов, классифицируемых по составу и строению. Наиболее широкое применение в различных отраслях машиностроения находят материалы на медной и железной основах. Многие из материалов созданы для работы в определенных специальных условиях.
Материалы на основе меди
Антифрикционные материалы на основе меди получили широкое распространение в связи с их высокими антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью и электропроводностью. Эти свойства обеспечили эффективное их применение в узлах трения машин и механизмов и в электротехнике в качестве скользящих токосъемных контактов. Первые сведения об их производстве относятся к 1870 г. [156, 744]. {Эти материалы можно подразделить на следующие группы: пористая бронза (оловянная); легированная пористая бронза (свинцовистая, фосфористая и т. д.); броизої рафит; материалы на стальной подложке с напрессованным и спеченным беспористым бронзовым слоем; материалы насталь-ной подложке с пористым спеченным бронзовым слоем, поры которого заполнены пластмассой; модь—графит. Наибольшее распространение получили мак-риалы па стальной подложке с напеченным бронзовым слоем, пористая бронза, пропитанная смазкой и бронзографитовые материалы. Производство изделий из этих материалов в мире достигает 1 (J7 — 10Ь ш і ук в день. Из остальных типов материалов производится до 10° ил у к изделий ь день п применяются они для более специализированною назначения [854].
