Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Важнейшими представителями этого типа материалов являются материалы с пористым слоем, пропитанным фторопластом с наполнителями (свинцом и дисульфидом молибдена), предназначенные в основном для трения в отсутствие смазки, и материалы, пропитанные ацетал-сопо-лимером, предназначенные для работы с минимальной смазкой (например, смазка только при сборке) [855]. Оба материала состоят из стальной полосы, на которую напечен слой оловянистой бронзы толщиной около 0,25 мм. Для обеспечения максимальной пористости, облегчающей пропитку суспензией фторопласта, и сохранения высокой прочности применяются порошки с узким пределом фракционного состава (—200 +-+ +150 мкм, —150 -+ +100 мк и —100 ч- +75 мкм).
Прочность пористого слоя толщиной 1,0—2,4 мм, изготовленного из порошка фракции —200+- +150 мкм из оловянистой бронзы (11% Sn), после сошлпфовывания стальной подложки характеризуется следующими данными [855]:
Фторопласт с наполнителем из тонкого порошка свинца вкатывается в пористый слой в виде густой пасты. На поверхности остается очень тонкая пленка фторопласта со свинцом, имеющая высокое сопротивление износу при сухом трении.
Уровень антифрикционных свойств подшипников из металлофтор-пластовых лент характеризуются кривыми на рис. 216 и 217 [306, 394]. Сравнением кривых, ограничивающих области работоспособности антифрикционных материалов при колебательном движении (рис. 216), установлено большее преимущество металлофторопластовых материалов. Испытания при различных температурах показывают работоспособность материала почти до 300° С (рис. 217) и при температурах жидкого азота.
Все более широкое применение находит материал с дисульфидом молибдена в качестве наполнителя. Из биметаллических металлофторопластовых лепт обычно методами штамповки изготавливают втулки, кольцевые опорные поверхности упорных подшипников, подшипники для ouop с шаровой поверхностью и т. д. В СССР материалы такого типа были
п, %
Gj$, КГ/ММ2
50—53 46—49 43—46 39—42
1,81 2,31 2,68 3,24
285
рнаработаны в Институте машиноведения АН СССР, ВЫИИЛТЕКМЛЩе н ЙЙйТАВТОПРОМе и освоены в производстве на Климовском маши-востроятельиом заводе, а также на Кинешемском заводе запасных частей ш агрегатов [481].
Материал имеет следующие характеристики: основа — полоса из м»«вуг#еродистой стали, подслой для улучшения напекания — топкий
слой меди, пористый слой — из сферических частиц оловянистой бронзы (диаметром примерно 0,1 мм) толщиной 0,3—0,4 мм, объем пор 30-40%, наполнитель — фторопласт с дисульфидом молибдена. Поверхность пористого слоя после пропитки покрыта тонким слоем фторопласта.
Такого типа материалы работают без смазки в диапазоне температур от —200 до +3000C в разнообразных климатических условиях, кос-
0,15 0,10 0,05,
50 100 150 200 различных
250 t,°C материалов
в условиях
рже 216. Характеристика работоспособности сужого трения при колебательном движении:
1 — пористые металл, пропитанный фторопластом; 2 — наполненный фторопласт; з — армированная термореактивная смола; 4 — наполненная термореактивная смола; 5 — закаленная сталь оо закаленной стали.
Рис 217. Зависимость коэффициента трения от температуры при трении по образцу на металлофторопластовой ленты (заполнение пор смесью фторопласта с дисульфидом молибдена).
мическом вакууме, различных нейтральных и агрессивных средах, жидкостях н газах. Они используются в механизмах с периодическим возвратно-поступательным движением. Когда невозможно создать гидродинамический слой, их применяют, чтобы облегчить пусковой момент в высокоскоростных подшипниках с воздушной или водяной смазкой.
Материалы
матрично-наполненного типа
Материалы матрично-наполненного типа представляют собой композиционные антифрикционные материалы с гетерогенной структурой, состоящей из регулярно чередующихся участков прочного, износостойкого с относительно низкими значениями коэффициента трения химического соединения или сплава и металла или сплава, способного прочно удерживать эти включения и образовывать при трении промежуточный, 11P^" охраняющий от схватывания слой, играющий роль твердой смазкн [5-і/, 595]. Последовательное чередование вдоль направления скольженля контртела двух металлических материалов, один из которых спосоосн воспринимать основную нагрузку в зоне трения, а другой — выполнять
286
функции твердой металлической смазки, обеспечивает самосмазывание пары тренпя путем образования и непрерывного восстановления на рабочей поверхности тонкой экранирующей пленки [229].
Таким образом, структуру самосмазывагощегося материала можно представить как набор участков, выполняющих эти функции, соответствующим образом расположенных в рабочем слое или во всем объеме материала. Данный композиционный материал при правильном выборе исходных компонентов п технологических методов его изготовления может в полной мере соответствовать основным требованиям, предъявляемым к антифрикционным материалам, а именно иметь:
оптимальную прочность при сжатии и сдвиге, сочетающую высокую прочность поверхностного слоя с возможностью эффективной приработки пары тренпя;
