Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Коэффициент трения железографитовых материалов сильно зависит от пористости (рис. 33). По данным [61], с повышеппем пористости от 17 до 37% коэффициент трения и износ при смазке турбинным маслом
увеличиваются примерно вдвое. На значенеє коэффициента трения большое влияние оказывает также величина удельного давлення (рис. 34) [61]. Коэффициент трения железографита при увеличении удельного давления от 4 до 22 кГ/см2 уменьшается примерно
SA t/t*
6 9 12 15 /,м/с
Рис. 35. Зависимость коэффициента трения стали 45 в среде аргона от
скольжения и подогрева образцов:
Л — 25; 2—150; 5 — 250; 4 — 35O0C
Рис. 36. Изменение коэффициента трения при повышении температуры:
Л — медь; 2 — алюминий; з — кадмий.
64
Б
УМ
760102
Дабление воздуха, мм рт. ст.
Рис. 37. Зависимость кгоф-ф иди опт a T[It-UHH ст.іли V>
от стопеїш ралр^жг'ния ft<v< духа при давлении оа образец 10 кГ/см2 и скорости скольжения 0,337 (Jj и 0,18 м/с С2Л
три. а литой бронзы - .в два раза. Снижение коэффициента трения либо его стабильность с повышением нагрузки свидетельствует о па- 9л ботоспособности материала в данных режимах трения. Повышение коэффициента трения свидетельствует об изменении условий трения (перехода например, из жидкостного в граничный режим) или о развитии процессов схватывания.
Скорость скольжения также оказывает существенное влияние на значение коэффициента трения. Данные И. Г. Носовского [359], приведенные на рис. 35, для стали 45 показывают резкое повышение его при возрастании скорости скольжения в интервале 3—6 м/с. Еще более сложные зависимости имеет коэффициент трения от температуры. В этом случае па его значения влияет как изменение твердости материала при нагреве, так и характер образующихся при трении вторичных структур, в которых с повышением температуры ускоряются процессы окисления и коэффициент трения все в большей мере определяется свойствами образующихся окисных пленок.
Иа рис. 36 [326] показано изменение коэффициента трения для меди, алюминия и кадмия с ростом температуры, определенное методом вдавливания и перемещения со скоростью 0,03 м/мин сферического нпдентора диаметром 3 мм из стали ШХ15 по плоской поверхности образца. Характерным для коэффициента трения этих металлов является уменьшение его с повышением температуры до минимального значения с последующим интенсивным ростом. После достижения максимального значения снова наблюдается некоторое снижение при более высоких температурах.
На величину коэффициента трения большое влияние оказывают смазка и окружающая газовая среда, особенно в тех случаях, когда изменение газовой среды связано с переходом от окислительного износа к износу схватыванием. Такая особенность наглядно проявляется при испытании материалов в вакууме различной глубипы (рис. 37) [359]. С уменьшением содержания кислорода величина коэффициента трения понижается и достигает минимального значения при давлении воздуха от 20 до 5 мм рт. ст. Дальнейшее разрежение приводит к увеличению д * коэффициента трения, который до-
стигает максимальной величины при давлении воздуха мм
рт. ст.
Резкое повышение коэффициента трения при отсутствия пленок окислов при трении в вакууме наблюдалось на многих металл** (табл. 28) [266]. Удаление плеш* окислов с поверхности металл*» достигалось длительным прокаливанием металлов в вакууме-
Таблица 28. Зависимость коэффициен-
Пара трения На воздухе В вакууме после удаления пленки
Никель — вольфрам Никель — никель Медь — золото Золото — золото 0,3 0,6 0,5 0,6 0,6 4,6 4,8 4,5
0-423
45
Большое значение на величину коэффициента трения оказывает введение в смазки поверхностно-активных веществ. Последние, адсор-бируясь на поверхностях трения, пластифицируют их, повышают подвижность тонкого слоя вторичных структур и тем самым снижают коэффициент трения.
Приведенные примеры дают лишь общее представление о чувствительности коэффициента трения к различным факторам и о возможных направлениях его изменения. В связи с этим значения коэффициента трения материала не поддаются предварительному теоретическому расчету. Поэтому для каждого конкретного материала и заданных условии работы необходимо определять значение коэффициента трения экспериментальным путем.
Роль структуры в распределении напряжений в рабочем слое
До последнего времени влияние структурных составляющих антифрикционных материалов па распределение напряжений изучено недостаточно. От сформулированного еще в прошлом веке правила IJIaрпи, согласно которому антифрикционный материал должен состоять из твердых включений, залегающих в мягкой матрице, со временем пришлось отказаться. Позднее были созданы новые эффективные материалы, например свинцовистые бронзы, не отвечающие правилу Шарпи. У них, наоборот, основа материала твердая, а включения в ней мягкие.
До последнего времени структурные составляющие антифрикционных материалов рассматривались только с одной геометрической точки зрения — играют ли они роль выступов, на поверхность которых опирается поверхность вала, или роль мягкой составляющей, вырабатывающейся в процессе работы и образующей микрополости, в которых удерживается смазка. Однако различие в физико-механических свойствах (твердости, пластичности) и непосредственный контакт между различными структурными составляющими дает основание предполагать, что такие структуры должны приводить к особенностям распределения напряжений в рабочем слое антифрикционного материала.
