Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Уплотнительпые кольца с наружным диаметром 75, внутренним 65-и толщиной 8 мм работали в паре с кольцами из закаленной стали У9А с HHC — 00 -f- 02. Пористые кольца пропитывались смесью масел трансформаторного и МС20. Во время работы в пару трения подавалась струя масла (2 л/ч). Испытания проводились при скорости скольжения 11 м/с при ступенчатом изменении пагрузки от 0,3 до 3,5 кГ/см2.
Зависимость коэффициента трения и температуры кольца у поверхности трения представлена иа рис. 239, из которого видно, что материал пары трения благодаря добавке графита и сернистого цинка имел низкие значения коэффициента трения. Уменьшение пористости до 8—10% повышало износостойкость материала и обеспечивало устойчивый коэффициент трения при скоростях скольжения до 50 м/с.
34?
Шш мммпяі ЖГрЗЦс4 изготавливаются кольца торцевых уплотне-_^^!а*ми>шнх при скоростях трения до 50 м/с и небольших нагрузках Яз/ГЇЇКй Надежность работы уплотнений и расширение границ I1^h?JUJ,^мат*ериала достигается повышением его прочности и несущей за счет применения высокодисперсных исходных порошков,
__плотности, исключения крупных пор и включений твердой
Г39І, 418,557].
Эти меры и стабилизация структуры материалов при введении добав-0*5—2% олова в сульфидированный железографит или 13—20и/о мо-
либдена в железографит повысили работоспособность спеченных материалов до 95—100 м/с при нагрузке 1—3 кГ/см2 (см. рис. 191) [418]. Нужные эксплуатационные свойства материалов обеспечиваются регулированием их пористости и толщины изготавливаемого изделия. Так, материал становится непроницаемым при давлении уплотняемой среды 5 и 30 кГ/см2 при пористости 12 и 10% соответственно [244].
Проблема разработки материалов для торцевых уплотнений в оборудовании химического машиностроения весьма актуальна. Одним из направлений работ в этой области является создание материалов па основе спеченных пористых нержавеющих сталей, подвергнутых суль-фмдированпю, а также пропитанных фторопластом. В качестве уплот-нжтельного материала предложены пористая нержавеющая сталь ІХ18Н9Т и пористое хромированное железо с пропиткой фторопластом 1120). Испытания проводились в 30%-ной азотной кислоте в паре с вращающимися дисками нз нержавеющих сталей, подвергнутых термическому хромированию, чистого хрома и азотированной стали Х15Н9Ю при удельной нагрузке 5 кГ/см2 и скорости скольжения 60 м/мии (табл. 200).
Лучшие результаты по износостойкости показала пара трения порастая сталь 1Х18Н9Т, пропитанная фторопластом, и чистый хром. Из-
Таблица 200. Результаты испытаний торцевых уплотнений из нержавеющей і, пропитанной фторопластом в 30%-ной азотной кислоте
ЗР^Г/см*
Рис 239. Зависимость коэффициента трения (J) и температуры (2) кольца у поверхности трения от удельной нагрузки.
Проиит-ь*. •/.
Материал сопряженной поверхности
Продолжительность испытаний, ч
45
40
45 45
40
40
14,56
10,90
15,44 1U7
ю,ао
Ui
Износ, мкм/ч
Сталь 1Х18Н9Т термохроми-
роваїшая, полированная Сталь 1Х18Н9Т
Хром чистый Сталь ЭИ-654
мироваыная Хром чистый
» »
термохро-
35 мин
5 мин
24,0 20,0
22,0 22 ч 5 мин
FT* 2 н *—• —\
а
д BB а В о ^ X 5 X К А fti
и >» с а §2 о —
0,011—0,013 0,20 0
Схватывание при 1 кГ/см2 0,015 0,60 52,25 0 6,25
0,005 0,009 2,27 3,40 0,27 23,80
146
пот материала, пропитаииого фторопластом после 24 ч работы, составлял 0,6 мкм/ч; пзнос хрома отсутствовал. Коэффициент трения при этом был равен 0,0055.
Вьтсокпе антифрикционные свойства в уплотнениях быстровращаю-тттихся валов двигателей и агрегатов подачи топлива имеют сульфидиро-ванные нержавеющие сталп, работоспособные при скоростях скольжения 11 — 75 м/с, малых нагрузках п повышенных температурах в присутствии агрессивных сред (см. главу 6) [566, 581].
В качестве уплотнений для балансиров катков тракторов успешно се пользуются кольца из железографита ЖГр-1,5 с пористостью 20% 1141]. В уплотнптельном узле работает пара—пористый железографит по пористому железографпту. Кольца изготавливают прессованием из смеси порошков железа с 1,5% карандашного графита и спеканием при температуре ИЗО—1150° С. После спекания кольца калибруют по толщине и пропитывают в веретенном масле.
Вследствие разнообразных условий работы торцевых уплотнений предложено значительное количество типов материалов. Одним из направлений в созданпп износостойких материалов является введение в матрицу из пластичного металла (меди, никеля, кобальта, железа) порошков прочных соединений — карбидов, боридов и т. п. (табл. 201).
В работах [241, 750, 751] предложены способы изготовления торцевых уплотнений, заключающиеся в заполнении кольцевого паза на заготовке из железного порошка или литой стали стеллитом типа 93 на кобальтовой основе или твердосплавными материалами типа ВКЗ, ВК6, ВК8. Затем заготовка с наполненным пазом подвергается спеканию при 1150—1200° С для расплавления стеллита и пропитки им паза спекаемой железной заготовки пли пропитки во время спекания в нейтральной среде твердосплавного материала медно-никелевым сплавом, взятым в количестве 60 мас.% твердосплавного порошка.
