Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
250
Замена игольчатого подшипника на подшипник скольжения таких материалов в узлах тренпя текстильных машин позволила повысить срок их службы в восемь раз. Сульфидирование также должно повышать термостойкость и сопротивление материала абразивному износу, в част-
J-1-1_I_I_L
4 в 12 16 20 Р,кГ/см2
Рис. 194. Зависимость коэффициента трения (1), износа (2) и температуры поверхности тренпя (S) материала ЖГрЗЦс4 от удельной нагрузки при трении без смазки по стали У9А.
пости в материалах на основе железа, содержащего 0,8—1,5% графита, 1—5% хрома, 0,03—0,2% марганца, 0,1—0,4% кремния [653].
Сульфидирование материала композиции Fe— (1,0—1,8%) С— (0,5— 2,0%) Cu — (0,5—1,0%) Ni введением дисульфида молибдена, взятого в количестве 2—8%, позволяет в четыре-пять раз повысить износостойкость материала по сравнению с материалом композиции Fe—Mo—Cu, а также сплавов Fe—M0S2 аналогичного состава [768]. Этот материал обладает повышенной прочностью, а высокая пористость (у = 6,0 г/см3) дает возможность проводить пропитку его маслом, что улучшает антифрикционные свойства. Одновременное легирование сплава на основе железа хромом (6,0—9,0%) и дисульфидом молибдена (4,0—8,0%) повышает прочность и улучшает антифрикционные свойства материала [135]. Легирование железа молибденом (3—7%) и селеном (1 —1,25%) позволяет использовать его для работы в условиях трения без смазки при скоростях скольжения 0,8—12 м/с [286]. Введение 10—20% WSe2 и состав композиционного материала па основе железа обеспечивает его работу на воздухе без смазки при скоростях скольжения 0,05—3 м/с [300].
Предложен также материал на основе железа, легированный дисульфидом вольфрама, для работы в условиях самосмазывания, содержащий 1-8% Sn или Zn, 5-15% Cu, 10-25% WS2 [367].
Материалы железо — графит — молибден. Присутствие молибдена в аптифрикциоппых материалах иа железной основе значительно улучшает их антифрикционные свойства, особенно при работе в тяжелых и предельно тяжелых условиях работы. Увеличиваются вязкость и усталостная прочность материала. Влияние молибдена проявляется в стабилизации структуры, восприимчивости к термической обработке, понижении износа и коэффициента трения, особенно при введении его в больших количествах (~ 10—15%) (см. табл. 44—46) [416]. Так, пористое железо, содержащее 10% молибдена, имеет низкий коэффициент трения (0,075) при трении без смазки, скорости скольжения 46 м/с и температуре 540° С.
В случае малопористого железографита (3% С) при повышении содержания молибдена до 15% снижается коэффициент трения, уменьшается износ и повышается несущая способность (табл. 128). Легирск
2Sl
fif ЛШЦ* 12S. Иамененве свойств малопористого (3%) железографита при V = 12 м/ M «МИШ 4S без смазки) 1
Содержание молибдена, %
Карактерясшся о 5 10 15
Цмффшрюнт трения Жвиве, мк/км Йесуідзя способность, кГ/см2 Твердость по Бринеллю, кГ/мм2 0,35—0,40 15 8—10 170—180 0,25—0,35 15 18—20 200—220 0,20—0,33 15 20—24 250—280 0,20-0,26 5-Ю 40-50 350
молибденом приводит к улучшению механических свойств материала, особенно при повышенных температурах (табл. 129) [416, 418].
Коэффициент термического расширения железографита ЖГрЗМ15 меняется следующим образом [416, 418]:
50—200 50—400 50—500 50—600 12,60 12,85 13,10 13,45
Температура, °С
Каїффшцюнг термического расширения-10~в, град-1
Таблица 129. Механические хврвктеригтнки материала ЖГрЗМ15 (П = 14-4-16%) в диапазоне температур »-4000C
Хдряхтервств-ка 20е С 200* С 400е С
Сак* к|7мм2 95,1 89,5 106,7
<ш>г кГ/мм2 29,3 27,8 41,0
кГм/см* 0,094* 0,081 * 0,086 *
• Нетти я я оЛразпов с надрезом.
Материал композиции железо—графит 3% — молибден 15% [416] работоспособен в широких пределах нагрузок от 1 до 200 кГ/см2 при скоростях скольжения 0,1—95 м/с в условиях трения в режиме самосмазывания, при ограниченной смазке и без смазки. В частности, он работоспособен в условиях работы вьюрковых электроверетен при 200— 300 тыс. об/мин в режиме самосмазывания [641]. Его антифрикционные свойства при трении по
закаленным сталям У9А, 9X18, 4X13 и т. п., имеющим твердость HRC = =50-7-60 ед., на воздухе и вакууме характеризуются рис. 190, 191 и 195, а также следующими данными:
Пористость
Твердость по Бринеллю Коэффициент треиия
при V = 10ч-95 м/с и P = I кГ/см2 на воздухе
без сманки
при V 12 м/с и P = 50 кГ/см2 на воздухе без смазки
при V г= 0,? м/с и P = 30 г в диапазоне давления 10—10 7 мм рт. ст. без смазки при V =г 0,1 м/с и P = 30 г в вакууме Ю-7 мм рт.ст. в диапазоне температур 160-*—1600C при V « 0,785 м/с и P = 0,6 кГ/см2 на воздухе при V = 6 м/с и P = 60 кГ/см2 в режиме само-смазмваиия па воздухе Предельно допустимые нагрузки при V = 2 м/с
При V ess 8 м/с
Допустимая скорость скольжепия при P = 1-т-З кГ/см3 Допустимая рабочая температура
10-20 % 76—180 кГ/мм2
0,2—0,06
0,33
0,19—0,23
0,26—0,29 0,26
0,04
210 кГ/см3 50—80 кГ/см3 95 м/с 250—400° С
Для этого материала характерно уменьшение коэффициента трепня с увеличением скорости и нагрузки. Причем по этой характеристике п по
