Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Длительно эти материалы могут работать в интервале температур от —55 до 120—160° С, кратковременно до 160—180° С. Максимально
25
20
15
10
0
6 10 14 16 VfM/c
Рис. 229. Допустимые значения нагрузки и скорости скольжения для условий трения без смазки материала ЖРрЗЦс4 с пористостью 1 (1) и 10% (2).
315
1*«6«ШМ Сввштггельиые характеристики материалов упорного подшипника
ттш f»i*fe Ьт смазка
Материал подшипника Продолжительность испытаний, ч Причина прекращения испытав ий
Вметая бронза марки DU (пропитана ПТФЭ с 30% Pb) Порастая бронза марки DP (пропитана ПТФЭ) Порастая бронза (пропитана маслом) Свншкншстая бронза с графитом Порастая бронза с 25% MoS8 Сталь, обработанная MoS2 ПТФЭ, ¦BDOAHeHHbIH графитом (25%) ПТФЭ. наполненный стекловолокном (25%) 1000 213 105 158 17 26 134 48 Проработала полный срок Износ 0,13 мм Износ 0,26 мм То же Износ 0,13 мм Задир образца и муфты Износ 0,13 мм То же
допустимая температура для материалов на основе фторопласта составляет 230 — 260° С [871].
Материалы для работы в вакууме и инертных газах. В ракетной, криогенной, космической и вакуумной технике имеются узлы трения, работающие при низких температурах, глубоком вакууме, в среде инертных газов, когда жидкие смазки испаряются, затвердевают. Из-за отсутствия воздуха пленки, предохраняющие от схватывания поверхности, не образуются.
Для работы в вакууме выбираются материалы, которые не сублимируются и не ухудшают механические свойства, такие как сталь, титан, вольфрам, платина и медь. При низких температурах металлы охрупчи-ваются, поэтому необходимо учитывать стабильность их свойств при понижении температуры. Например, алюминий, медь, свинец и никель (решетка ГЦК) с понижением температуры упрочняются, растет их пластичность (у алюминия — примерно в три раза) [219]. При циклических нагрузках долговечность меди при температуре жидкого гелия в 500 раз, а цинка в 10 млн. раз выше, чем при комнатной [664].
У железа, тантала, молибдена, вольфрама и ниобия (решетка ОЦК) повышается предел текучести и уменьшается пластичность, у сталей уменьшается ударная вязкость [525]. Поэтому для этих целей использу-вггся материалы на основе меди, никеля и некоторых железных сплавов. Так, для самосмазывающихся подшипников, работающих в ультравысоком вакууме, применяют сплавы «Инколой» на основе никеля с добавкой порошков WS2, MoS2, CaF2 и BN [108, 746]. Материал композиции Ni -MoS2 имеют о в = 1+12 кГ/мм2, HB=80-і-100 кГ/мм2 и предельную температуру до 260° С.
Для работы в вакууме предложен материал на основе бронзы, содержащий 3—10% MoS2Jb который с целью повышения износостойкости введено 12—30% сплавов типа Ni-P или Co-P [638]. Для работы в вакууме ори низких температурах рекомендуется материал, содержащий 60% меди, 30% фторопласта и 10% WSe2 с коэффициентом трения 0,14 прир 195° С и 0,05 ири 230° С [686].
^Исследования по созданию материалов для работы в указанных условиях ведутся в двух направлениях: разработка самосмазывающихся материалов, обладающих необходимым комплексом антифрикционных свойств; выбор сухих смазок, вводимых в зону трения.
Изучено сухое трение в вакууме различной степени и в аргоне на жеяезографите и пористой бронзе, пропитанной фторопластом с добавкой
Зів
свинца [548, 549]. Контртелом служила азотированная сталь марки 1Х18Н9Т с твердостью HRC = 75. На рис. 230 показано влияние глубины вакуума на коэффициент трения материала. С повышением степени разряжения коэффициент трения возрастает, что служит следствием схватывания трущихся поверхностей/Причем в аргоне в результате недостаточной его чистоты также, по-видимому, происходит окисление поверхностей в степенп, соответствующей неглубокому вакууму. Лучшие результаты дает пористая бронза, пропитанная фторопластом, которая в вакууме 10~3 мм рт. ст. может работать при нагрузках до 7 кГ/см2 и скоростях трения до 7 м/с."
Перспективны для работы в условиях вакуума материалы на основе железа, содержащие в качестве твердой смазки фтористый кальций. Последний при трении образует на поверхностях разделительную пленку, предотвращающую схватывание. Однако эти материалы имеют повышенный коэффициент трения (см. рис. 197) [51]. Испытаны на трение в вакууме (3-Ю-7 мм рт. ст ) материалы на основе железа с добавками фтористого кальпия, изготовленные по следующим режимам: I — закалка от 850 и отпуск прп 300° С; II — спекание, допрессовка, повторное спекание, закалка и отпуск; III — спекание; IV — спекание, допрессовка и повторное спекание. Повторное прессование и спекание уменьшало их пористость от 12-14 до 3%.
Испытания проводились в специальном узле трения, размещенном в криогенно-вакуумной камере, который работал по принципу торцевого трения образца об истирающий диск при скорости трения 0,23 м/с и сту-
TaG л и на 179. Свойства самосмазывающихся спеченных антифрикционных материалов на основе нержавеющей стали и никеля при трении в вакууме (2 • 10~~* мм рт. ст.) при скорости скольжения 1 м/с
Химический состав, %
Р,
Cu Zn Cd Ni Mo кГ/см2 мк/км
