Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Материалы на основе алюминия и других легких металлов
Интерес к антифрикционным сплавам на основе алюминия, изготовленным методом порошковой металлургии, возрастает в связи с их существенными преимуществами, такими как малая удельная масса, невысокая стоимость и большая коррозионная стойкость [790, 850, 889]. Изготовление подшипников па основе алюминия за рубежом началось с 1966 г. [889], по в силу технологических трудностей их производство еще не достигло высокого уровня. Так, в США в 1976 г. произведено 250 т изделий из порошка алюминия. Два основных изготовителя обслуживают 18(J потребителей [726]. Согласно [726, 790, 850, 889], разработанные Материалы на оспове алюминия обладают высокими антифрикционными свойствами, поэтому их рассматривают как перспективные заменители оловянных бронз при работе со смазкой и в условиях трения без смазки.
Пористый алюминий имеет высокий коэффициент теплопроводности, благодари чему рабочая температура на поверхности трения при прочих равных условиях может быть ниже, а долговечность п допускаемые значения PV (рис. 204) при этом выше [130, 854]. Подшипниковые материалы на оспове алюминия обычно легированы различными добавками п
265
»¦*" — Химический составТ~% '
CQ Mg Si Sn Cr Pb
I 2 3.0-4,0 0,5—08 0,2 2,5—2,8 — 1,75-2,25
3 025 1.0 0,6 — — —
4 5 4,4 05—0,6 0,5 0,3—2,0 0,8 5,0—50,0 1,0—4,0 — -—
6 05—10,0 — — — — 3,45
7 0.5—10,0 0,2—2,0 5,0—25,0 — 0,2—5,0 1,00-25,UO
8* — — — — — —
9** 10 10,0 0,3—5,0 0,3—3,0 4,0—5.0
11 ^4,4 2,5 0,9 — 0,2 —
12 2,0—10,0 — — 2,0—8,0 — 1,00
13 10,0 — — 10,0 — —
До 10,0 До 2 — До 10,0 — __,_
¦ Сплав АЖГрб-3. ~ Сплав ЛМГ1СКЗ.
содержат 10—60% пор. Изготавливают их из смесей порошков или порошков лигатур различными методами в зависимости от состава материала, необходимой конечной пористости и назначения.
Для работы в условиях смазки пористые подшипники пропитывают маслом (121, 510, 790, 893]. Для работы в условиях трения без смазки материалы подвергают экструзии, уплотнению калиброванием, электроразрядному спеканию и другим методаїм, позволяющим достичь плотности 95% и выше [191, 510, 893].
С целью улучшения спекания алюминия его легируют в основном добавками тонкодисперсных порошков меди, кремния и свинца, с величиной частпц менее 30—60 мкм [789], а также введением 0,01—3,0% фторидов калия, лития, кальция и натрия. Эти добавки способствуют повышению плотности а прочности сплавов [355].
Добавка 5% меди позволяет полу-
0,1 UO W 1Q0 1000 10000
Время, ч
с™Ах3аГХГикГГн°ГГцоТве ЧМЬ споенные изделия с крупными '*" - порами, которые заполняют смазкой.
При пористости 18—20% такие материалы имеют Gb = 14 кГ/мм2, осЖ =
алюминия (J) а бронзы (2) от величины PV при работе без дополни-тедьвкій смазки.
266
ч' »4
алюминия
Fe
Ni
<0,15
6.00 4,00— 5.00
1.0—6,0
0,5—5,0
4,0—5,0
Другие добавки
0,3 Al2O3 Включения сплава Триба лоіі состава 52 Со, 28 Mo, 17 Cr, 3 Si
0,3—2,0 Sb, пропитка
пор Pb
0,5—5,0 MoS2,
0,5—5,0 С
0,5—5,0 MoS2
4,0 С
3,0 С
0,5—5,0 SiC
0,4 Mn, 5,6 Zn и порошок сплава Трибалой 35 Mo, 10 Si 1—4 Zn, до 1 Mg, Mn,
Si
10—50 С 5—20 PbO
Область применения
Пористые подшипники
Подшипники для сельхозмашин, конторских аппаратов
То же Подшипники для повышенных нагрузок Накладки пантографов
Скользящие уплотнения Подшипники
Поршни двигателей внутреннего сгорания Износостойкие детали двигателей и компрессоров
Подшипники, работающие со смазкой Работа в условиях самосмазывания Работа со смазкой
Литература
(8891 17261
(712, 790, 894]
18941 [511]
(6541
[655, 6561 [119] [119] [8231
[698]
[519] [512] [5101
= 17 ьТ/мм2 [790], при пористости 3—5% — вв = 13—15 кГ/мм2, б
= 4% [895].
Введение 0,1—5% кремния и 4% олова повышает износостойкость алюминиевых подшипниковых сплавов, а введение 0,1—5,0% магния улучшает антифрикционные свойства [200]. Составы и возможные области использования некоторых сплавов на основе алюминия приведены в табл.145.
Материалы на основе алюминия, содержащие медь или магний, а также оба элемента, рекомопдуются для изготовления подшипников, работающих прп низких удельных давлениях в узлах трения, где профилактический ремонт не желателен, например в приборах, сельскохозяйственных машинах, конторских аппаратах [781, 894]. По данным [394], алюминиевый пористый сплав с 2% меди имеет более высокую проницаемость и удельную прочность но сравнению с пористыми материалами на основе железа или бронзы BpOlO в условиях испытаний при скорости вращения 1000—3400 об/мин, давлениях от 0,5 до 60 кГ п PV — в 34 -і- 3700 кГ • м/см2 • мин.
Добавление 6% олова в спеченный алюминиевый сплав повышает его износостойкость по сравнению с бронзой в 50 раз [8J-J. Предельно Допустимые нагрузки и скорости скольжения в условиях затрудненной
267
_ сплавов ва основе алюминия такие же, как и у бронзографи-м, іщшїтатг^ от 0 до 4% графита и 9—10% олова, их PV =;
mt ЯвГвж^ к/см* • с.
Комплексное легирование спеченного алюминия позволяет значи-«•яьяо расширить параметры и условия его работы (см. табл. 145, № 5). Високую жаропрочность, износостойкость и теплопроводность имеют уштериалы на основе алюминия, содержащие 5—10% одного или нескольких металлов из группы железо, никель, хром и 0,5—5% кремния (J^ 10) [823]. Присутствие окиси алюминия повышает износостойкость материала и позволяет использовать его в приборостроении [439]. Наличие окнсной пленки на частицах алюминия предотвращает заволакивание пор под нагрузкой, а мягкая основа обеспечивает хорошую прираба-тываемостъ материала [781].
