Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
[615]
[513] [353] [787] [906] [652]
[839] [784]
[834]
{785] [841] [374] [365]
большое количество разнообразных материалов (см. табл. 187). Широкие пределы рабочих температур (от 650 до 10300C) имеют материалы, изготовленные на основе нержавеющих сталей (80%) и порошка сплава Три-балой-400 (20%), содержащего 62% кобальта, 28% молибдена, 8% хрома и 2% кремния (см.табл. 187,№2).Они имеют гетерогенную структуру, характеризующуюся наличием двух фаз с низкой и высокой твердостью, обеспечивающей небольшое значение коэффициента трения, высокие нротивозадирпые свойства и коррозионную стойкость [853].
Коэффициент трения материала, работающего в условиях износа в среде различных газов, можно значительно снизить (до 0,05 при 1200° С) с помощью заполнения пор изделия, изготовленного из порошков тугоплавких металлов (хрома, молибдена, кобальта, никеля, вольфрама) или их сплавов, материалами с температурой плавления ниже, чем рабочая температура сплава (см. табл. 187, № 12, 15), такими как свинец, цинк, стекло или плавиковый шпат [212].
327
H ладдеДАХ температур до 1000—11000C стойки против окисления _JLZHmW*m* на основе хрома, некоторые циркониевые материалы
* Snff^ffM 1810], а также материалы на основе вольфрама, никеля и
* [108].
Материалы для работы
при высоких скоростях скольжения
К повышенным скоростям скольжения относятся такие, при которых смазочные масла работают нестабильно, а именно в пределах 5—15 м/с. Свыше 15 м/с применение смазки становится неэффективным, так как смазка выбрасывается с поверхности трения силами инерции, и обычно такие скорости считаются высокими [635].
Известны реальные узлы трения, работающие при скоростях скольжения до 220 м/с. Высокооборотные узлы трения предназначаются для кратковременной работы при незначительных нагрузках. Основными требованиями, предъявляемыми к материалам, работающим в условиях высоких скоростей скольжения, являются: J
высокая стойкость против износа при трении без смазки или граничном режиме;
высокая коррозионная стойкость против действия окружающей и рабочей среды;
высокая механическая прочность, теплопроводность и жаропрочность;
определенная проницаемость или ее отсутствие в том случае, когда материал предназначается для изготовления подшипников, работающих с газовой смазкой, или торцевых уплотнений.
Детали узлов трения, работающие при высоких скоростях скольжения, изготовляются из материалов на основе графита (типа углеграфито-вых, пластографитовых композиций, пиролитического графита, силипиро-ванного графита и т. п.), однако они имеют малую механическую прочность, что побуждает в ряде случаев заменять их более прочными материалами на основе металлов.
Поскольку в условиях повышенных и высоких скоростей скольжения на поверхностях трения устанавливаются высокие температуры, приводящие к сильной местной, а затем и общей пластической деформации слоев поверхности, часто используются те же материалы, что и для работы при высоких температурах, обладающие сопротивлением пластической деформации и содержащие вещества, интенсифицирующие образование разделительных пленок. Например, при трении металлографитовых материалов на основе меди, содержащих 17,5% графита, 5% олова, 4,7% свинца, устанавливается следующая температура [860]:
Скорость 3 6 12 18 24 26
скольжения,
и/с
I, °С 110—80 180-130 290—230 360—300 420—350 450—470
*пиЛ!!аЧ€ІШЄ темпеРатУРы зависит от состава материала, его теплопро-воддости и антифрикционных свойств. Трение материалов при очень высоких СКОРОСТЯХ СОПППВПЖПЯАТ/«а ----*________Л.Л,______/__„„„„ T-Ta-
гокаТ ""^фрикционных свойств. Трение материалов при очень вы-нпи!г«пСКОрОСТЯХ С0ПР°В0ЖДается уменьшением коэффициента трения. Ha-3«»O^ МлД,И ПРИЛ скоРости скольжения 240 и 500 м/с коэффициент ISZZEJl ИИ °'22' а "Роенный износ 0,09 и 0,004 мг на 100 м «^ответственно. Для стали при скорости скольжения 12 и 30 м/с коэффн-
328
висит трения составляет 0,55 и 0,25 [93, 607]. На рис. 233 показано уменьшение коэффициента трения чистых металлов с увеличением скорости скольжения. Трение со скоростью до 150 м/с сопровождалось переносом материала (железа) контртела из стали на образцы, а при более высоких скоростях скольжения наблюдался обоюдный перенос. Изменение коэоЬфиппента трения при трении тугоплавких металлов и соединений по стали н сапфиру аналогично. Отличие заключается только в величине коэффициента трения, который значительно ниже для более твер-
Риг. 233. Зависимость коэффициента трения висмута (1), молибдена (2), алюминия (У/ E меди (4) от скорости скольжения.
Рис. 234. Зависимость коэффициента трения (1), износа (2) и состава продуктов износа поверхности трения материала композиции железо — графит — свинец от скорости скольжения при нагрузке 6 кГ/см2. Пунктиром показано содержание в поверх-воством слое а-железа (S)1 a-Fe203 (4) и Fe3O4 (5).
дых металлов и соединений, таких как Cr, TiC, SiC, для которых ц. = 0,3 — 0.1 прп V = 50 -г- 500 м/с [825]. Составы и области применения материалов, работоспособных при повышенных и высоких скоростях скольжения, приведены в табл. 4, 188, а также в гл. 6. Это главным образом материалы на основе железа или никеля, упрочненные введением легирующих присадок, с высоким содержанием антизадирных веществ. В частности, за рубежом для изготовления быстровращающихся деталей узлов трения применяют ферротитаниты (см. гл. 6) [394].
