Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Для металлургических и электротехнических целей используют материал на основе железа, содержащий кроме графита медь, никель и кобальт [459], а также на основе бронз и особенно алюминия и серебра (см. табл. 148, № 17—22). Для изготовления самосмазывающихся подшипников хорошо зарекомендовали себя металлографитовые материалы на основе оловянистой или свинцовистой бронз [854].
Физико-механические и антифрикционные свойства металлографитовых материалов в значительной степени определяются их составом и плотностью. Так, материал на основе железа (см. табл. 148, № 8) имеет твердость по Брииеллю 18—25 кГ/мм2, а его коэффициент трения в указанных условиях равен 0,36—0,38 [918]. Материал на основе меди (см. табл. 148, № 15) имеет HB = 28 -f- 30 кГ/мм2, осж = 11 -т--г- 13 кГ/мм2, ак = 0,05 + 0,07 кГм/см2 и ц. = 0,15 Ч- 0,18 [163].
Металлографитовый материал, предназначенный для работы в диапазоне температур от —200 до +5900G (см. табл. 148, № 5), имеет следующие свойства: Отт = 6,3 -г- 11,8 кГ/мм2, асж = 18 -г- 21,3 кГ/мм2, ов = = 5 ч- 12 кГ/мм2 п п, = 0,05 -т- 2 [898]. Свойства материалов разных составов приведены в табл. 149—152 [394, 526, 854, 860, 862].
Таблица 149. Свойства бронзографитовых материалов с высоким содержанием графита, выпускаемых в ФРГ
Характеристика Ogit CuC Moly-Porit Sint-H51 Sint-H52
Химический состав (основа Cu), %
олово 9,0—11,0 9,0—11,0 11,5—13,5 11,5-13,5
графит 8,0—12,0 Менее 2,0 5,0—6,5 7,0-8,5
твердая смазка — 5% MoS2 Более 18 Более 24
лругие .элементы Менее 5,0 Менее 3,0 Менее 0,5 Менее 0,5
Плотность, г/см3 5,7—6,7 6,4—6,8 6,5 6,3
Пористость, % Твердость по Брииеллю, кГ/мм2 >12 >15 — —
40 40 55 45
Предел прочности, кГ/мм2 >5 >7 >9 8,5
Удлинение. % >з >з 2 2
Таблица материалов
150. Физико-механические свойства некоторых металлографитовых
Основа
Содержание С, мае. %
Предел прочности, кГ/мм2
Прочность при сжатии, кГ/мм';
HB, кГ/мм2
сс-10-
Оловянная бронза
Свинцовистая бронза, содержащая
1U% Sa и 10% Pb Железо
6 5,2 33,0 46,0 IS
8 3,9 23,0 42,0 17
10 2,2 1в,2 40,0 16
8 2,6 16,2 39,5 20
6 9,8 40,5 38,0 13
8 6,9 22,6 33,0 20
С повышением плотности, что достигается применением двукратного прессования и спекания, горячего прессования, экструзии, жидкофазного спекания и т. п., прочность материалов системы металл—графит увеличивается. Это можно проследить на примере металлографитового мате-
277
ржала марки МГ30ЖН1К (табл. 148, № 23). Твердость данного мате-рвала мзменяется в зависимости от его плотности (рис. 208) [434], вели-цшвл которой регулируется применением различных технологических приемов. Основные физико-механические и антифрикционные свойства
материала, изготовленного с применением 199h в одно- и двукратного прессования и спека-
Jl \ ния, приведены в табл. 151.
С повышением плотности увеличивается несущая способность металлографитовых материалов. Так, материал марки МГЗОЖН1К с пористостью 16% имеет предельную несущую способность 70 кГ/мм2 при V=I м/с и трении в воде по закаленной стали 45, а материал с пористостью 11% в аналогичных условиях выдерживает нагрузку до 120 кГ/см2 (табл. 153) [434]. G повышением плотности коэффициент трения материала также увеличивается.
Материалы с низким содержанием графита рекомендуются для более нагруженных, а с высоким содержанием графита — более высокоскоростных узлов трения [305]. Чем ниже содержание графита, тем выше прочность, однако с увеличением его содержания величины износа и коэффициента трения материала уменьшаются до определенного соотношения введенных компонентов, при отклонении от которого износостойкость материала снижается (рис. 209, 210, табл. 53, 54) [763, 764].
Материалы, в которых содержание графита достигает 50—60 об.% и более, имеют низкую механическую прочность; их антифрикционные свойства, особенно несущая способность, хуже (см. табл. 56), чем у материалов с меньшим содержанием графита. Материалы, в которых содержание графита приближается к 80%, ведут себя аналогично чистому
Рис. 208. Зависимость свойств ме-таллографитового материала марки МГЗОЖН1К от пористости.
Таблица 151. Физико-механические свойства металлографитового сульфидированного материала марки МГЗОЖН1К (табл 148, № 23) в зависимости от режимов изготовления
Характеристика
Двукратное прессование и спекание
Плотность, г/см3
Пористость, %
Предел прочности, кГ/мм2
при растяжении
при сжатии
при изгибе
при срезе Твердость по Брипеллю, к Г/мм2 Ударная вязкость, кГм/см2 Электросопротивление, mkОм.см-1 Предельно допустимая нагрузка при V = 1 м/с, кГ/см*
Коэффициент трения при смазке водой Износ, мк/км
Однократное прессование и спекание
6,41 8,12
5,5—6,0 25—27 11—13
55—80 0,10 118—135
120 0,13—0,40 0—7.7
6,41 15.18
3,0—4,5 23—25
4,7-9,0
3,6—7,4 30—50 0,05-0,08
140—198
70
0,04-0,34 0—9,4
278
графиту (см. рис. 210). Такое поведепие металлографитовых материалов определяется их структурой.
Типичная структура материалов композиции металл—графит приведена на рис. 211, а (см. вклейку) и состоит из металлической основы, графита и небольшого количества пор. По мере увеличения содержания графита металлическая матрица теряет каркасность и включения металла располагаются в массе графита (б—г), что снижает прочность материала.
