Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
103
Возможно только сокращение времени насыщения в случае литых аа счет большей активности процесса в результате наличия 0«.»«.ой поверхности пор. "шишёдомя успешного применения химико-термической обработки яяя у^^щения антифрикционных свойств материалов подшипников яв-лдоіея еуяьфядарование, борирование и сульфоборирование пористой нержавеющей стали. Потребность в этом возникла в связи с необходимое»» разработки материалов для узлов трения агрегатов химической
А<г5
4?
0,2
OJ
2
0.1
W WO
OJ 1 JO 100 Скорость охлажденияJ00°C/muh
6
Рас 66. Зависимость коэффициента трения (I) и удельного износа (II) железогра-фггового материала от скорости охлаждения при скорости скольжения 6 (а) и 21 м/с (6) (обозначения те же, что на рис. 65).
промышленности, некоторых приборов, насосов и других объектов, которые должны работать в условиях коррозионного воздействия. Отдельные виды нержавеющих сталей достаточно коррозионностойки для работы в подобных условиях, однако они не обладают нужными антифрикционными свойствами.
Исследование антифрикционных свойств спеченных нержавеющих сталей без сульфидирования и сульфидированных в процессе спекания при 9500C показало большое преимущество сульфидированных с гал ей (табл. 51) [497, 573]. Испытания проводились в условиях сухого трения
Таблица 51. Антифрикционные свойства сульфидированных и несульфидированных пористых спеченных сталей
Износ, г/ч
Материал подшипника Подшипник Вал Нагрузка, к Ti 'см2 Коэффициент трения
Пористая сталь Х23Н18 без сульфидирования Сталь X23і 118 сул ьфидировя иная Сталь Х23Н18 сульфид и ропаипая 0,65 0,45 +0,25 +0,12 25 25 50 Схватывание 0,4.8 0,37
скольжения по схеме ролик — вкладыш при скорости скольжения 0,28 м/с и нагрузках 25 и 50 кГ/см2 в паре с контртелом из стали 9Х18Ш. Как видно из таблицы, в случае пористой стали Х23Н18 без сульфидпрованпя уже при давлении 25 кГ/см2 происходило схватывание поверхностей треках 50 кГ/см2^* Суль*идированная устойчиво работала при пагруз-
Еще в большей степени антифрикционные свойства нержавеющих сталей улучшались при сульфоборировании совместно со спеканием. После такой обработки нержавеющие стали обладали хорошей коррозионной
104
стойкостью (1 балл по пятибалльной шкале) [497]. Их антифрикционные свойства характеризуются в табл. 52. Испытания проводились при трении без смазки по схеме торцевого трения с коэффициентом взаимного перекрытия O715. Применялись контртела из сталей У9А, ШХ15, термически обработанных на твердость HRC = 58 ~ 62, а также наплавленные стеллиты ВЗК.
Таблица 52. Антифрикционные свойства нержавеющих сталей, подвергнутых хкмжко-термжческой обработке в процессе спекания
Марка стали Скорость трения (P = і кГ/см2), м/с Коэффициент трения Износ, мк/км Температура на поверхности образца, °С
Х23НІ8КБ (сульфоборированная) 11 0,40—0,67 2,58 130
75 0,19—0,25 6,65 400
X23H1SB (борированная) 11 0,40—0,04 68,00 120
75 0,15—0,20 3,30 300
Х23Н18МсБ (сульфоборированная) 11 0,17—0,25 3,00 85—90
22 0,17—0,23 5,00 140—145
75 0,18—0,26 20,00 450
Х23Н18МсЦ (сульфоцементированная) 11 0,13—0,21 4,00 45-65
22 0,16—0,23 20,00 95—120
75 0,23—0,38 68,00 350
22* 0,15—0,19 0,60 -
55* 0,18—0,25 2,50 ~—
* Трение по покрытию ВЗК (наплавленный стеллит) (HRC = 43 -f- 47).
Так как при больших скоростях трения генерируются высокие температуры и материал контртела отпускается, характеристики пары трения ухудшались. В этом случае лучшие результаты обеспечивает применение контртел с поверхностью наплавленной стеллитом ВЗК, который не
Рис. 67. Изменение микротвердости закаленного слоя по глубине из цементированных (1030° С, 5 ч) железных образцов с 15% пор после закалки от температуры 840° С из очищенного азота в воду (1) и масло (2).
Рис. 68. Зависимость механических характеристик цементированных железных образцов с пористостью 15% до (I) и после эакалки (U) от температуры отпуска:
а — «акалка от 840° С в воду; 2 — закалка от 840° С в масло.
105
f W 100
Время испытаниям
Рис. 69. Влияние азотирования (J) и карбопитрирования (2) на величину износа образцов при скорости вращения 400 оборотов в 1 мин и нагрузке 5 кГ.
«играется до температур 300—400° С. Сульфоборированные нержавеющее стали показали хорошую работоспособность при работе при температурах 450—600° С, небольших скоростях трения и нагрузках до 1000 кГ/см8 в продуктах сгорания дизельного топлива и других газовых
средах [581]. м
Исследовано совместное влияние химико-термической и термической
ебработкн на механические свойства образцов из железного порошка пористостью 15%, подвергнутых спеканию с одновременным науглероживанием при 1030° С в течение 5 ч [447]. Толщина на-углероженного слоя составляла Vs общей толщины образцов и равнялась 1,8 мм со следующим распределением структур с поверхности: перлит (0,25 мм), перлит + цементит (0,8 мм), перлит (0,5 мм), феррито-перлит (остальное).
Образцы после цементации проходили закалку от 840° С из среды очищенного азота в воду и масло. Распределение микротвердости после закалки показано на рис. 67. Глубина закаленного слоя с микротвердостью более 550 кГ/мм2 (прокали-ваемость) составила 0,7 мм после закалки в воду и 0,1 мм после закалки в масло. Увеличение микротвердости на глубине 0,4 мм у образцов после закалки в воду вызвано появлением на этой глубине цементита.
