Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Жидкостное трение имеет место при обильной подаче смазки в зону трения, граничное трение возникает при ограниченной подаче смазки (фитильной, капельной, разбрызгиванием и т. п.), при работе пористых подшипнпков в режиме самосмазывания (при наличии смазки в порах), а также прп увеличении нагрузок и скоростей скольжения, в режимах пуска и остановки.
В практике часто жидкостное трение переходит в граничное, что является следствием резкого уменьшения количества смазки в зоне трения, и сопровождается увеличением износа и коэффициента трения. В результате повышается температура на поверхности трения, что приводит к потере смазочной способности масла и нередко заканчивается схватыванием. Для предотвращения этого масло подается в зону тренпя под давлением, чтобы обеспечить жидкостный режим трения.
Характерной особенностью спеченных антифрикционных материалов служит наличие пористости как резервуара для сохранения и подачи смазки на поверхность трения. В зависимости от условий работы материалы могут применяться в широком диапазоне нагрузок и скоростей. С применением методов порошковой металлургии разработано и изготавливается большое количество материалов, предназначенных для работы при жидкостном трении, при ограниченной смазке и в режиме самосмазывания.
Материалы для работы в режиме жидкостного трения. Для работы
в режиме жидкостного трения применяются композиционные материалы иа основе железа и меди. Их основное назначение — замена литых подшипниковых сплавов, изготавливаемых из цветных и черных металлов, а также подшипников качения с целью снижения расхода цветных и черных металлов и повышения ресурса работы подшипниковых узлов. Свойства и области применения таких спеченных материалов на основе железа и меди рассмотрены в главах 1 и 6.
Сцеченные материалы на основе железа (железо, железо—медь (до 20 Л), железо-графит (до 7%), железо—медь (до 5%)— графит (до 2,о/о)) и меди типа бронз (содержат до 10% олова и до 4% графита) обеспечивают работоспособность узлов трения различных машин и механизмов при работе в присутствии смазки в легких и средних режимах трения (см. табл. 1). Параметры работы и основные марки таких материалов машиностроительного назначения приведены в табл. 163 [415].
Несмотря на наличие пористости и более низкие механические свойства, антифрикционные свойства спеченных материалов вышэ, чем литых ісм. табл. 2, 3). Срок службы материалов зависит от конкретных условии работы и конструктивных особенностей подшипникового узла и. как
300
Таблиц* 163. Параметры работы спеченных антифрикционных материалов
Марка сплава
Ж пористое
ЖК ((KS-1,5)
БрО (8—10) Гр(2—4)
ЖГр (1-1.5) ЖГрЗ
ЖГр (1-1.5) Д (2-3) ЖГр (1—1,5) К (0.8-1) ЖГр (1,0-1,5) ДЗК0,4 ЖГрЗК (0,8-1) ЖГрЗИс4
Р, кГ/см» V1 М/С t, •C Время, ч
20—25 1-2 100 1000—2000
20-30 1-2 100 3000—4000
30-40 1-2 60—80 2000—3000 (в условиях наличия
20-35 150 коррозионных сред)
2—3 2000
30-100 2-5 100 2000—5000
50-100 4 200 2000—3000
40—60 4 100—150 3000
50—100 4-8 200 до 5000
40—80 5 200 3000—5000
80—180 10 200 3000—5000
До 3 70 200 До 100*
До Ю До 20 100 До 100*
• P условиях граничного или сухого трения.
правило, в полтора—три раза превышает срок службы подшипников, изготовленных из литых сплавов, а в ряде случаев в три—восемь раз превышает срок службы подшипников качения [283, 394].
Иногда этп материалы можно использовать и для работы в тяжелых условиях трения, однако при этом срок их службы меньше, но все же превосходит срок службы литых сплавов.
Причиной более длительной работы спеченных материалов по сравнению с литыми является улучшение условий смазывания поверхностей за счет масла, находящегося в порах материала. Принято считать, что оптимальная пористость равна 15—25% [55]. В табл. 164 [55] приведе-
T а С л и и а 164. Результаты сравнительных испытаний различных спеченных материалов при V=H) м/с и смазке веретенным маслом
Материал
Железо пористое Железографит Ж Грі ,5 Железографит ЖГр1,75 Железографит ЖГр2Д7 Баббит Б-83 Баббит БH
Испытание в течение 2 ч при P = 25 кГ/см2
Повышение температуры,
°С
24,5 26,6 25,0 32,3 26,8 28,7
0,018 0,026 0,026 0,016 0,057 0,042
Испытание в течение 10 ч при P = 50 кГ/см2
Повышение температуры, °С
40,7 36.2 33,8 39,8 33,1 35,7
Износ после 12 работы, мкм
втулки
0,013 0,014 0,016 0,010 0,033 0,024
9,41 0,34 0,37 0,30 9,00 11,00
кольца
0,6 0,4 0,4 0,0 2,5 0
вы результаты сравнительных испытаний различных спеченных материалов в тяжелых режимах трения, свидетельствующие о более низком из-иосе и коэффициенте трения по сравнению с баббитом и бронзой. В одинаковых условиях смазки (80 капель в 1 мин) при скорости скольжения 2,2 м/с несущая способность материалов на основе железа выше, 44JM оловянистой бронзы, но ниже, чем у баббита:
301
PV, кГ м/см2 с 84
Марка материала Железографит ЖГр2 (изготовлен из восстапов-
-оиного порошка железа) я
Же^е^фиГжГрІ (изготовлен из электролн- 84
тического порошка железа)
Же1е!»графит ЖГрЗ (изготовлен из электролн- 109
тического порошка железа) зд
