Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Поршневые кольца, изготовленные из таких материалов, испытаны в работе па сильно изношенных двигателях ЗИЛ-158 в верхних канавках поршней в комплекте с кольцами из стальной ленты. Двигатели отработали 36—44 тыс. км пробега, после чего кольца оставались еще в рабочем состоянии.
При испытаниях установлено, что износостойкость у этих спеченных материалов в 2,0—2,5 раза выше, чем у чугуна, и приближается к износостойкости чугунных поршневых колец с хромовым покрытием (табл. 206).
Исследована возможность проведения спекания поршневых колец без защитной газовой среды с применением высокочастотного нагрева [357]. В качестве оптимального рекомендован нагрев токами от 5 мГц до 70 кГц. При высокочастотном нагреве образуется тонкая пленка окислов, легко Удаляющаяся при последующей механической обработке. Расход электроэнергии при таком методе спекания уменьшается в три раза по сравнению со спеканием в обычных электрических печах с защитной газовой средой.
Спекание токами высокой частоты изучено также в работе [630] на спрессованных кольцах диаметром 120—125 мм из материала на основе Железа с содержанием 1,35% графита, 2% меди и 4% сернистого цинка. Работа проводилась на высокочастотной установке мощностью 10 кВт при частоте 300—450 кГц. При этом обнаружено значительное выгорание графита и серы. Для компенсации потери углерода было предложено повысить исходное содержание графита до 1,5—1,75%. Полное
3S7
XftpftKrep*"**** ианоса чугунных я спеченных поршневых колец
* ----—— " '"" Износ на 20 000 км пробега машин, мм
ata мрим кольца
Щпуш т хромированный Оутта хромированный Свдовішш обычным спеканием с AS хрома с 6% хрома
с 4% хрома и 2% никеля ценный с помощью ТВЧ с 44 хрома с 6% хрома ^ е 4% хром* и 2% никеля
цилиндра по диаметру
O1ISO 0,058
0,071 0,070 0,045
0,066 0,040 0,073
кольца по увеличению замка
2,49 0,86
0,78 0,89 0,62
0,68 0,67 0,70
кольца по массе, г
2,92 1,45
1,40 1,73 1,36
1,55 1,00 1,06
пары кольцо — цилиндр по увеличению замка в кольне
3,04 1,03
1,00 1,11 0,76
0,88 0,79 0,93
растворение графита и меди при спекании наблюдалось при выдержке в ашдукторе в течение 38 с. Кольца, изготовленные этим методом, по прочности и упругости превосходили литые кольца из серого чугуна.
Хотя в настоящее время разработаны составы материалов для спеченных поршневых колец, сообщений об их широком применении в промышленности мало. Одним из препятствий является пока отсутствие экономичного автоматического процесса изготовления с обеспечением необходимым специализированным оборудованием. Расчеты экономической эффективности показали, что при замене метода изготовления поршневых колец литьем из чугуна на метод порошковой металлургии можно понизить их себестоимость на 32% [628].
Выбор подшипниковых материалов и экономичность их применения
Спеченные антифрикционные материалы применяются при замене традиционных литых антифрикционных материалов или шариковых и роликовых подшипников, а также в случае обеспечения надежной работы узлов трения, работающих в условиях, когда применение обычных материалов невозможно или мало эффективно. В первом случае вопрос целесообразности применения спеченных материалов решается экономическими и эксплуатационными соображениями — экономия дефицитных цветных металлов, снижение стоимости, продление срока службы, облегчение обслуживания в работе и пр. Во втором на первый план выступает уникаль-0007^J*000™ матеРиалов> возможность обеспечить работу узлов тренпя • необычных, тяжелых условиях. При этом стоимость материалов но имеет решающего значения.
Тот или иной состав материала в каждом конкретном случае выбирается с учетом множества факторов, прежде всего таких, как величина и характер прикладываемой нагрузки на подшипник; скорость скольже-UT пЛ^ТаВ рабочеи сРеДы и ее температура; наличие смазки и условия и т материал сопряженной пары (контртела, вала, цапфы, оси
иJ& и Л сос'гоя"**е его обработки; необходимый срок службы; допускаемый износ и коэффициент трения; конструктивные особенности узла тре-
щшш: масштабы применения подшипников; ожидаемая экономическая эффективность.
Кроме того, необходимо учитывать особенности различных типов материалов. Например, баббиты целесообразно применять для покрытий или пропитки более прочного порпстого каркаса, поскольку они имеют низкую механическую прочность, но очень хорошо прирабатываются и имеют хорошие антизадирные свойства. Оловянные и фосфористые бронзы используются для вкладышей, несущих значительную спокойную нагрузку при высокой скорости трения. Но они дороги и уступают по механической прочности другим бронзам.
Основными недостатками алюминиевых бронз является то, что они сильнее изнашивают вал. Свинцовистые бронзы способны выдерживать значительные знакопеременные и ударные нагрузки, так как имеют большую ударную вязкость.
Латуни по антифрикционным свойствам хуже бронз и применяются в основном для подшипников, работающих при малой скорости [635]. При анализе конструктивных особенностей заменяемых подшипников необходимо учитывать трудности, возникающие при изготовлении тонкостенных, большой длпны порпстых подшипников методами порошковой металлургии. Поэтому иногда следует изменять размеры подшипников, их фюрму, толщину стенок, пересматривать методы крепления вкладышей в узле и пр. С другой стороны, отпадает необходимость в нарезании канавок в теле подшппнпков для подвода смазки.
