Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Восстановлен 2,49 6,35 2,55 6,37 2,41 6,35 2,о;
Из шведского В состоянии по- 2,45 5,92 2,40 5,89 2,24 5,92 2223 3,70
губчатого же- ставки 5,76
леза Восстановлен 2,41 6,16 2,39 6,13 2,20 6,17 2,13
Электролитический В В состоянии по- 2.65 6,17 2,72 6,25 2,53 6.15 2,51 6.0*
ставки и 19
Из восстанов- Восстановлен 2,41 6,42 2,49 6,46 2,31 6,34 2,19
В состоянии по- 2,18 5,72 2,11 5,75 2,07 5,69 18U —-
ленной про- ставки 1.87 5.33
катной ока- Восстановлен 2,26 5.78 2,15 5.77 2,08 5,73
липы
48
рош^Т-Г^ ««и
размера ,астиц порошка от 10-40^o ^-Ъ^^ГиГш.
Таблица 16. Свойства железа пористостью 9Ко/ „„„_____
различных фракций ристостыо 25/0, изготовленного из порошна
Характеристика
Размер частиц, мкм
150—S00
Предел прочности при растяжении, кГ/мм2 Предел прочности, кГ/мм2
при изгибе
при сжатии Предел текучести при сжатии, кГ/мм2 Удлинение при растяжении, % Осадка при сжатии, % Ударная вязкость, кГ-см/см2 Твердость по Бринеллю, кГ/мм2
8-11
15—25 50—70 До 12 0-1 50 12—40 40—60
4—10
8—16 40—60
0 40 8—12 30—45
До 4
До 8 30-45
0
30 До 8 До 35
Таблица 17. Влияние плотности брикетов и величины частиц порошка свойства пористого железа
Однако изменение прочности, связанное с увеличением свойств исходного порошка, его формы и величины частиц, в значительной степени определяется исходной пористостью брикета [605]. Экспериментально показано, что прочность на разрыв пористого железа, плотность которого изменяется от 5 до 7,4 г/см3 (пористость от 36,5 до 6%), а величина частиц — от 500 до 58 мкм, может составлять 0,5—29,6 кГ/мм2, т. е. изменяться примерно в 60 раз (табл. 17).
Установлено [605], что при низкой пористости изделий (5— 10%) величина частиц перестает быть определяющей для большинства механических характеристик, кроме ударной вязкости. Для изделий с пористостью свыше 10% большое влияние на предел их прочности оказывает форма частиц. Так, прочность изделий, изготовленных из порошка губчатого железа, практически не зависит от размеров частиц порошка, а для изделий, изготовленных из распыленного порошка, уменьшается с. увеличением размера зерна. (Для материала, полученного из оловянной бронзы, наблюдается противоположная зависим^ьп^0^: объясняется тем, что при спекании на поверхности частиц выделение олова, которое уменьшает прочность
пямп R ляпном случае на прочность спеченных частиц в брикете ока цами. Ь данном 0^*6 * яния межчастпчных контактов н их co-J зывают влияние условия образования межчачич
иц исходных поРошко»й[1°?т^ость и увеличивает время приработки, «орошка ухудшает пРиРабаты„впаяе"°„ит к разрушению металла иа шяцрв-Низкая прочность контактов приводит к разруш
Плотность. г/см3 Пористость. % Прочность на кГ
/ еличина частиц ~>0(>— JOi) мкм
5,3—5,2 6,3—7,1 7,4—7,2 32,5—39,5 20,0—22,5 6,0—8,5 0.5 4,3 20Л
величина частиц 53 мкл
5,1—5,0 6,0—5,8 7,4—7,1 35,0—36,5 23,7—26,3 6.0—9,7 10,0 13,7 29,3
T
11
49
ности трения, выкрашиванию частиц, что увеличивает износ и время приработки [765].
Абсолютная чистота поверхности спеченного материала также определяется зернистостью исходного порошка. Она тем выше, чем тоньше/ исходный порошок [736]. Поэтому для обеспечения более высоких свойств материала, особенно в условиях ограниченной смазки, при увеличенных нагрузках рекомендуют использовать топкие порошки [508, 874]. Например, при изготовлении сплава на основе меди, свинца и углерода величина частиц меди не должна превышать 35 мкм [874].
По данным [508], для обеспечения работы подшипника пористостью 20% в условиях наличия масляного клина при подаче машинного масла в зазор и нагрузках 29,5; 51,5 и 74 кГ/см2 величина частиц порошка, из которого изготовлен этот подшипник, должна соответственно составлять 0,257; 0,175 и 0,128 мм. В режиме самосмазывания наиболее длительпо работают подшипники, изготовленные из материала с крупными частицами (0,105—0,315 мм) и имеющие крупные поры [336]. Однако из-за более низких значений прочности они способны обеспечить только легкие режимы работы (низкие нагрузки и скорости скольжения), т. е. те режимы, при которых соблюдается установившийся тепловой режим подшипника (температура не выше 70° С).
В предельных условиях работы, когда температура поверхности трения достигает 100° С, коэффициент трения пористого железа изменяется в зависимости от величины частиц железа следующим образом [777]:
Величина частиц железа, мкм 60 60—120 120 150
Коэффициент трения 0,56 0,56 0,60 0,67
Износ железографита с пористостью 20—25%, содержащего 3—6% графита, зависит от величины частиц графита:
Величина частиц графита, мкм 60 90 120
Относительный износ, % 60 50 90
В некоторых случаях установить четкую корреляцию антифрикционных свойств материалов с их гранулометрическим составом не представляется возможным в силу более значительного влняппя других факторов. Особенно это имеет место в многофазных композициях.
В работе [245] изучено влияние гранулометрического состава на прочностные и антифрикционные свойства образцов с пористостью 10%. полученных методом двукратного прессования п спекаппя материала на основе железа, содержащего 4% сернистого цинка и 3% графита. Исследовались образцы, изготовленные из железного порошка трех фракции: 0,16—0,1; 0,056 и 0,04 мм. Установлено, что увеличение дисперсности исходных порошков в четыре раза обеспечивает рост прочностных характеристик сульфидированпого железографита 10%-пой пористости почтя на 30% (рис. 16). Полученные результаты согласуются с зависимостью прочности железа и малоуглеродистых сталей от размеров зерен, величина которых изменялась в пределах 0,01 — 1,00 мм [128]. Повышение прочности материала с уменьшением размеров частиц порошков связано, по-видимому, с уменьшением размера нор и ослаблением их действия как концентраторов напряжения. При этом увеличивается также площадь металлического контакта па единицу сечения материала.
