Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 11. Предел прочности при сжатии для материалов, спеченных в среде диссоциированного аммиака:
J1 2 — расчетные кривые по квадратичной и кубической зависимостям от содержания графита в шихте; 3,4 — расчетные кривые по квадратичной и кубической зависимостям от содержания общего углерода.
Таблица 10. Значения коэффициентов А, В, С, D в кубических ураяаеяяях
Свойство Защитная среда при спекании А В С D
Предел прочности при сжатии, кГ/мм2 Износ, MM Коэффициент трения Водород, диссоциированный аммиак, конвертированный природный газ, вакуум, аргон То же Водород, диссоциированный аммиак, конвертированный природный газ 143,00 95,20 155,40 0,12 0,09 0,12 0,08 0,04 0,15 0,15 0,10 0,13 0,08 —105,40 — 74,10 — 114,80 — 0,13 — 0,10 — 0,12 — 0,08 — 0,07 — 0,13 — 0,11 — 0,11 — 0,09 — 0,06 18,00 12,70 20,30 0,03 0,02 0,02 0,01 0,02 0,03 0,02 0,02 0,02 0,01 121.40 1-7,30 1UJJJO и « о,0Й 0,06 0,07 0,09 0,11 0,10 0,10 0,10 0,11
44
вТоГїП0Ц ^о"и^оГМ^яСЧЄОЖ С ЦЄЙЛ0~ ,графитом в колич«ст.
вах U,o, 1,U, -,0 и 4,0/о. Образцы имели пористость 26,2%, спекались » течение 1 ч при температуре 870—900° С. Испытания на треГиеTp0^ лились со смазкой в условиях граничного трения. Зависимость коХ фицпента трения от содержания графита в материале приведена на
7 Км/с
Рис. 12. Зависимость величины нагрузки от скорости для спеченных антифрикционных материалов на основе железа пористостью 20 ±5% при трении в режиме самосмазывания (1—3, 6—9), при капельной подаче смазки (4), при смазке под давлением (5)\
1—5 — лошістое железо; б — железо с 0,3% С и 1% Cu; 7 — железо с 0,3% С и 5% Cu; S — железографит с 2% С; 9 — железографит с 3% С [55, 140. 189, 336, 337, 518, 555, 66t, 687, 765].
2 3 4 5 Содержание гра<рита,%
Рис. 13. Зависимость величины износа П) и коэффициента трения (2) от содержания
графита.
рис. 13, из которого видно, что минимальным значениям коэффициента трения и износа соответствует содержание графита 1,0-1,5%.
Исследованиями по изучению антифрикционных свойств подшипниковых материалов на основе железа в зависимости от количества графита в условиях капельной подачи смазки при скорости скольжения 2,65 м/с установлено [61], что лучшие свойства обеспечивает железографит с 3% графита (табл. 12). Изменение физико-механических и антифрикционных свойств железа, в состав которого введены 3% графита, 1—8% сернистого цинка, а такжг* 4'? сернистого цинка и 1—12% графита, представлено на рис. 14 [248]. Из рисунка видно, что при увеличении содержания графита и сернистого цинка до 4% повышаются твердость и несущая способность материала. При дальнейшем их увеличении значения этих показателей понижаются. Величины износа и коэффициента трения при трении без смазки с ростом количества графита и сернистого цинка плавно уменьшаются.
Таблица 11. Свойства спеченных самосмазывающихся подшипниковыт
материалов на основе железа
Химический состав, % O?t кГ/ым* б. % HB, КІТ***
с Cu
0,3 0,3 0,4—1,0 0,3 0,4—1,0 1,0 1,0—5,0 1,0—5,0 5,0 5,0 7,03 14,06 21,09 17,60 28,12 3 3 2 2 30 40 70 45 SO
Примечание. Плотность материалов 5,8—6,3 г/см», пористость 18%.
45
В работах [313 — 315] показано, что добавка 5; 15 и 21% пикеля и исходному сплаву на железной основе, включающему 1,5% графита и 10% меди, имеющему 10—25% пор и спеченному при температурах 1140—11500C в среде водорода, повышает его твердость по сравнению с тем же сплавом без добавок пикеля соответственно па 10—15, 20—25 я
30—40% при одновременном понижении прочности при растяжении и ударной вязкости но мере повышения содержания никеля.
Изучено влияние легирования железогра-фита с 1%) графита, фосфором или никелем [104]. Состав материала и его физико-механические свойства приведены в табл. 13.
Испытания на износ (табл. 14) ирг,водились трением образца по стальному кольну из стали 45 со смазкой автолом. Эти данные показывают заметное повышение твердости материалов при легировании их фосфором и малое изменение физико-механических свойств при легировании никелем. Однако показатели износа пары трения резко снижаются (в два-четыре раза), и только при максимальных нагрузках (50 кГ/см2) заметно увеличивается износ контртела.
Таким образом, легирование фосфором а никелем позволяет улучшить антифрикционные свойства материалов на железной основе.
Аналогичные результаты получены (935J при легировании железографптового антифрикционного материала введением в шихту фосфора и меди (до 2% каждого), которое приводило к существенному повышению его прочности и износостойкости. Такие материалы характеризуются более тонкой структурой. Большое влияние легирующих добавок на прочностные п антифрикционные свойства обнаружено также при создании антифрикционных материалов на основе меди и бронз. Введение бора до 0,5% в порошковый материал из оловянистой бронзы повышает ее прочность и износостойкость [606]. Добавление в пористую заготовку из фосфористой меди мето-дом химико-термического насыщения бора, титана и никеля повышает
Таблица 12. Антифрикционные свойства подшипниковых материалов иа осииве железа в зависимости от содержания графита
