Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
10*
^ 120. Хшрлжраегшкл сульфидированных железографитовых материалов
Железо—медь— графят—сера
Железо—медь— графит—сера
Железо— графит-сера—фосфор
Содержание элементов, %
С Си S
1,0 — 0,8—1,0
1,5 2,5—3,0 0,4-0,8
1,3-2,0 3,0—10,0 0,4
6,0-7,0 1,5 1,3-1,8 1,0—1,8 0,7—1,0
Условия смааки
Ограниченная
0,5-0,7
Ограниченная (П-18— 20% п без смазки, бес-аористая)
Материалы железо—медь, содержащие медь свыше 10% (до 40— 70%), обладают повышенной коррозионной стойкостью, по антифрикционным свойствам не уступают бронзе и с успехом могут ее заменять. В связи с этим за рубежом выпускают материалы типа железо—броп.а, которые состоят из 70% меди, 30% железа и имеют при пористости 20% 6 = 1%, Ob = 14 кГ/мм2 или содержат 31,5% меди и 3,5% олова (остальное железо). У последних при пористости 20% б = 3,5% и о в = = 24,6 кГ/мм2 (США). В Швеции производят материал под маркой «Essern ferrobrons», который содержит 44,5% меди, 4,5% олова, 1% графита и 50% железа. Он имеет пры пористости 23% ов = 22— 37 кГ/мм2, 6 = 1% и HB = 60-105 кГ/мм2 [394].
Материалы железо — медь — графит — фосфор. Легирование железо-медь-графитовых материалов фосфором позволяет значительно повысить сопротивление материала пластической деформации при тренпи, в результате чего не происходит заволакивания поровых каналов при возможном увеличении нагрузок [935]. Подобный эффект наблюдался п в случае материалов на основе железа, содержащих 0,5% фосфора, 1,5% меди и 1,0% графита с пористостью 20% [338], из которых изготавливаются подшипники кулачковых валов двигателя ЗИЛ-120 автомашины ЗИЛ-164 и двигателя 2Д100 тепловода ТЭЗ. Они работают в течение 240 ч (15 тыс. км пробега) при нагрузках 35—40 кГ/см2 и скорости скольжения 4—5 м/с. Такие материалы при наличии смазки могут работать при нагрузке 78 кГ/см2 и скорости скольжения 4 м/с [531].
Железографитовые материалы, легированные фосфором, обладают хорошев спекаемостью, незначительной усадкой, более высокой износостойкостью при, трении без смазки. Оптимальными признаны материалы на основе железа, содержащие 1,2% графита и 0,2—0,4% фосфора [484]: <ЛОЧ&> графита и 0,9% фосфора [775]; 1% графита и 0,2-0,4% фосфора
244
Предельно допустимая
нагрузка, скорость, м/с Область применения . Литература
кГ/см»
50-250 2,0-4,0 Заменитель бронзы в тракторах при изготовлении втулок, шестерен переключателей скоростей, дпсков регулятора, крышки регулятора, шестерней механизма смазки [839] [138]
50—80 2,0—8,0 Прп температурах до 2000C направляющие втулки клапана автомобилей, а также втулки ры-чажно-тормозной передачи железнодорожных вагонов, хлопковых культиваторов и сеялок, втулки оборудования камвольно-суконного и хлопчатобумажного текстильного производства, втулки транспортеров кормораздатчиков и пр. [82, 85, 401 403, 406, 738]
150—190 0,1 Втулки лебедок грузовых автомобилей и нетель дверей грузовиков, шайба шкворней и шарнира поворотного кулака, при повышенных (до 500° С) температурах для направляющих втулок клапанов автомобилей [86, 465]
140 — — [454]
Детали токарно-винторезных станков [295, 299, 301]
[403]. Такие материалы пористостью 15—20% имеют стабильную твердость в пределах 80—100 кГ/мм2, прочность на разрыв не ниже 26 кГ/мм2 и относительное удлинение 1,5—1,2% [465].
С увеличением содержания фосфора повышается износостойкость [403]. Однако это приводит к повышенному износу вала и росту коэффициента трения. Свойства некоторых легированных материалов на основе железа приведены в табл. 13, 14, 42 и 43.
Материалы, содержащие серу, сульфиды и селениды. Сера положительно влияет на физико-механические свойства и структуру железографита и существенно улучшает эксплуатационные характеристики материалов. Составы, свойства и области применения некоторых серусодержащих материалов приведены в табл. 120.
Легирование серой значительно улучшает физико-механические, технологические и эксплуатационные свойства железо-медь-графитовых материалов (см. табл. 119) [82, 85, 401, 403, 406, 738], повышает несущую способность подшипников при увеличении скорости скольжения (см. таблЗ, 4, 120, 121) [545]. При работе в масле с обильной смазкой такие материалы имеют коэффициент трения 0,009, их модуль упругости достигает величины 13•1O3 кГ/мм2, теплопроводность при 500C равна 0,35 Вт/градX X см [312, 433, 594]- Применение материалов композиции Fe — Cu — C-S (см. табл. 120) для замены чугунных втулок позволило повысить срок их службы в десятки раз и ограничить смазку узлов трения до одного раза в сезон.
Сера оказывает большое влияние на антифрикционные свойства материалов также при введении ее в виде сульфидов различных металлов. Наиболее широко изучены свойства антифрикционных материалов на железной основе при введении в них сульфида цинка [244, 245, 248, 401-403, 410, 419, 437, 423, 545, 550, 552, 735]. В присутствии
24S
Tb fi л шва 121. Свойства сульфидированного железа и железографита в зависимости графита и типа структуры
Структуре * Состав после спека н« я (остальное Fe), % я .я с X CQ »4 Предельное давление схватывания при v = 4,5 м/с. кГ/см2 Износ при V = 0,9 м/с и p = 50 кГ/с-і2 и і Сб О, Si о. с 5 H s ts Э
