Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
материалы марок DP, DU английской фирмы «Гласир». Материал DP представляет собой армированную стальной полосой пористую бронзу, норы которой заполнены фторопластом. Материал DU является улучшенной модификацией DP за счет введения во фторопласт 20 об.% топкого порошка свинца. Его грузоподъемность выше, чем у DP в 3,0—3,5 раза. Из таких ленточных материалов методом штамповки и свертывания изготавливаются втулки, подшипники для опор с шаровой поверхностью, кольцевые опорные поверхности упорных подшипников для самолетов, автомобилей и пр. Материалы предназначены в основном для работы в условиях отсутствия смазки, однако они хорошо работают и в жидких средах, особенно в агрессивных, так как циркуляция жидкости обеспечивает лучший отвод тепла. Материалы типа DU, содержащие свинец, не рекомендуется применять в пищевой промышленности из-за токсичности свинца.
Низкие значения коэффициента трения (порядка 0,03—0,05) при невысоких скоростях скольжения и слабая зависимость коэффициента трения от температуры обеспечивают фторопласту широкое применение в узлах трения [475, 479] (рис. 224). Однако при высоких скоростях трения коэффициент трения возрастает (до 0,3) и повышается износ материала.
По данным зарубежных фирм [478], материал DU имеет следующие характеристики трения: при V = 1 м/с и P = 2840 кГ/см2 р, = 0,05
0,54 0,84 1,24 log Р1/(кГ-м/см*-с)
Рис. 224. Влияние величины PV на срок службы пористой бронзы, пропитанной фторопластом со свинцом:
1,75, т = 3000;
1 — PV
= 3,5. T = 1500; 3 — PV = 7,0, = 500; 4 — PV = 17,5, % = 150.
2 —PV X
293
_ . вв| 45о Допустимые значения PV (кГ м/см2 с) в зависимости от
Типовые случаи применения Мягкая сталь * Закаленная сталь (HB = 540 кГ/мм*)
1000 ч 10 000 ч 1000 ч
Упорные кольцевые подшипники (подпятники) Направл яющие Цилиндрические подшипники с постоянной нагрузкой с вращающейся нагрузкой с фиксированной нагрузкой и возвратно-ооступательным движением 8,80 4,24 5,65 8,80 10,60 4,25 2,10 4,25 6,70 8,15 10,60 4,60 8,80 10,60 11,70 5,30 2,50 6,70 8,50 8,50
Крон* того, чугуны, нержавеющие стали, анодированный алюминий.
~ 0,10; при V = 0,2 -г- 5,0 м/с, P = 0,7 ~ 106 кГ/см2 ц. = 0,10 + 0,20. Несущая способность их оценивается по произведению PV (табл. 159) [478].
Аналогичные свойства имеют отечественные металлопластмассовые материалы на стальной подложке с пропиткой наполненным фторопластом [478].
Материалы на основе пористых каркасов, пропитанных фторопластом. Основой материалов обычно служит каркас из спеченного порошка оловянистой бронзы, изготавливаемый методами порошковой металлургии. Изучена зависимость срока службы подшипников из пористой бронзы, пропитанных фторопластом с добавкой свинца [855]. Испытания проводились в условиях сухого трения на подшипниках с внутренним диаметром 15,6 мм в условиях непрерывной работы с постоянно приложенной нагрузкой в паре с шлифованным и полированным валом из сред-неуглеродистой стали. Оценка работоспособности производилась по значениям PV.
Из рис. 224 видно, что срок службы материала понижается от 4000 до 200 ч при увеличении PV в десять раз. Отмечается большое влияние рабочей температуры на живучесть подшипника. При обеспечении охлаждения подшипника срок службы повышается до 500 ч, при рабочей температуре 120° С — понижается вдвое и при 200° G — вчетверо. Предельная рабочая температура материала не превышает 250—300° С.
Коэффициент трения бронзового подшипника, пропитанного фторопластом со свинцом, в большинстве условий работы составляет 0,1—0,2 и снижается при больших нагрузках до значений 0,05. Антифрикционные свойства пористых металлических каркасов, заполненных фторопластом, в значительной мере зависят от структуры каркаса, характера металлических порошков, из которых он изготовлен, а также от размера и формы пор.
Изучены [71] антифрикционные свойства пористых материалов из оловянистой бронзы, изготовленных из сферических и несферических порошков, и заполненных чистым и наполненным фторопластом (фторопласт с 30% графита). Сравнивались следующие материалы:
образцы из несферических частиц меди и 10% олова, образовавших бронзу в процессе спекания, пористостью 50 %;
образцы из несферических исходных порошков, подвергнутых грануляции до размера гранул 0,2—0,4 мм, пористостью 50%;
294
образцы из сферического бронзового порошка пористостью-30%; образцы из наполненного фторопласта, состава фторопласт с 30% графита.
Испытания на трение проводились при скорости скольжения 6 м/с, давлении от 10 до 60 кГ/см2 (рис. 225). Установлено, что образцы, изготовленные из гранулированного несферического порошка, имеют наиболее высокую износостойкость. Наибольший износ у бронзы из сферического порошка без поверхностного слоя твердой смазки. Зависимость коэффициента тренпя от нагрузки показана в табл. 160.
Полученные данные указывают на возможность приготовления высококачественных антифрикционных материалов из несферических бронзовых порошков с применением процесса грануляции. Износостойкость материалов при пористости 50% и отсутствии дополнительного слоя поверхностной смазки значительно превышает износостойкость бронз из сферических порошков. Поэтому такпе материалы более перспективны для работы в узлах трения без смазки, например в подшипниках оборудования пищевой и текстпльной промышленности, KOM-ирессоро- и приборостроении, вакуумной технике, технике низких температур, химическом машиностроении и других случаях.
