Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
282
Таблиця 155. Усталостная прочность антифрикционного слоя различных подшипниковых материалов
ее" Химический состав, % I
. Материал о о св § в я СО * Il
Я Cu Pb Sn Sb Al - о со К
о H Уст
Баббит 0,38 4,0 87,0' 9,0 1,13
0,07 4,0 — 87,0 9,0 — 1,38
Баббит 0,07 им на спеченном сплаве 87,0
медь—никель 0,07 4,0 — 9,0 — 1,51
Медь—свинец (спеченный) 0,38 60,0 40,0 — — — 1,89
Медь—свинец с покрытием 0.38 70,0 30,0 — — — 2,14
Литая свинцовистая бронза с покры-
тием 0,38 75,0 23,5 1,5 — — 2,34
Спеченная свинцовистая бронза с 22,0
сокрытием 0,38 74,0 4,0 — — 3,14
Сплав алюминий—олово * 0,38 1,0 20,0 79,0 2,71
прочности при растяжении и твердость подшипниковых материалов на медной основе
[623]. Существенно меняется также прочность антифрикционных сплавов на медной основе (табл. 156) [855].
Материалы с пористым слоем из Cu — Ni. Материалы I типа, у которых на стальную подложку напекается слой смеси порошков меди (60%) и никеля (40%), пропитываемый бабби- Таблица 156. п том, с оставлением на поверхности слоя баббита толщиной около 75 мкм, впервые нашли широкое применение в США. Такой трехслойный материал с 1940 г. применяется для коренных и шатунных подшипников автомобильных и авиационных двигателей и дизелей. Он может работать при нагрузках на 15—20% выше, чем у лучших высокооловянистых и свинцовых баббитов. Расчетная нагрузка для него берется 140 кГ/см2.
Материалы с пористым слоем из Cu — — Pb. В биметаллических подшипниках типа стальная подложка — напеченный слой свинцовистой бронзы возможны изменения состава бронзового слоя в широких пределах в зависимости от намечаемых условий работы. Однако, как показано в работе [794], усталостная прочность антифрикционного слоя из свинцовистой бронзы зависит от содержания свинца в ней и размера исходных частиц. Испытания проведены на плоских образцах толщиной 1,8 мм, из которых бронзовый слой составлял 0,7 мм, методом изгибных колебаний с частотой 1000 изгибов в 1 мин и амплитудой 14 мм. Наступление предела усталости определялось по появлению трещин в антифрикционном слое. Испытанию были подвергнуты материалы с переменным содержанием свинца от 30 до 40%, изготовленные из трех групп порошков (рис. 214).
При содержании свинца выше 32—33% резко снижается усталостная прочность на изгиб для образцов, изготовленных из порошков всех
Химический состав, мае. % с Я .2 ?н S Ч СЧ S .2 f-T x tu
Cu Pb Sn
60 40 6,39 32
70 30 — 7,80 37
74 22 4 10,90 50
80 10 10 16,40 70
283
Tp**
При большом содержании свинца лучшая усталостная обнаружена у образцов, изготовленных из более крупного по-Пояижение усталостной прочности материала с высоким содер-свянца выбывает необходимость дополнительного легирования оловом что повышает также их несущую способность. Рекомендующие составы для чугунных стальных валов с твердостью
более 300 ед. по Бринеллю: бронза с содержанием 30% свинца и до 1% олова; для стальных валов с меньшей твердостью —
%600
10 20
Толщина слоя 5аодита,мм
32 34 36 38Р6,%
Рис. 213. Зависимость усталостной прочности от толщины слоя баббита на подложке при нагрузке 5 кГ/мм2.
Рис. 214. Зависимость усталостной прочности (по числу циклов изгиба) от содержания свинца и размера частиц порошка примененной свинцовистой бронзы при развои фракционном составе:
J — < 0,06 мм 75%, 0,06—0,15 мм 25%; 2— < 0,06 мм 60%, 0,06—0,15 мм 40%; 3 — 0,00—0,15 мм 100%.
бронза с содержанием 40% свинца и до 2% олова. Большей несущей способностью обладает бропза, содержащая 10% свинца и 10% олова или 20% свинца и 4% олова [394].
Поверхность биметаллических материалов на основе свинцовистых бронз для улучшения антифрикционных свойств часто покрывают топким слоем свинцово-оловянистого или аналогичного сплава. Эти сплавы обладают хорошей прирабатываемостыо и благодаря высокому содержанию в них олова устойчивы против коррозии и предотвращают взаимодействие свинца нижележащего слоя и смазки. Вкладыши из такого материала в два-три раза устойчивее в работе по сравнению с вкладышами из двухслойного материала. Производство трехслойных материалов организовано на Заволжском моторном заводе, где построена автоматическая линия [462, 464]. Материал-используется для форсированных двигателей автомобилей [394].
Характер усталостного разрушения медь-свинцовых слоев в результате перегрузки показан на рис. 215 (см. вклейку) [855]. Вертикальные трещины начинаются у поверхности, на некоторой глубине изменяют направление и идут параллельно поверхности трения, что приводит к
284
выкрашиванию материала. Условия работы подшипника определяют толщину несущей подложки и антифрикционного слоя. Так, для судовых двигателей полу вкладыши изготовляются из полосового биметалла, имеющего толщину подложки до 25 мм и толщину слоя свинцовистой бронзы до 8 мм.
Материалы на подложке с пористым слоем, пропитанным полимерами.
Преимущества материалов, сочетающих в себе несущую стальную ленту, припеченную к ней пористую подложку и фторопластовое наполнение, заключаются в повышенной механической прочности, теплопроводности, высокой износостойкости, несущей способности и экономии цветных металлов и фторопласта. При работе данных материалов в случае оголения частиц бронзы происходит местный разогрев поверхности в результате более высокого коэффициента трения бронзы. Так как фторопласт обладает большим коэффициентом теплового расширения, чем бронза, при разогреве оп выступает из пор бронзового каркаса на поверхность и восстанавливает разрушенную пленку фторопласта.
