Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Введение фторидов в композиционные материалы на основе пористого железа оказывает существенное влияние на их физико-механические свойства. Такие материалы
Таблица 80. Характеристика исследуемых материалов, содержащих фториды
представляют интерес для работы в условиях трения без смазки при повышенных температурах, поэтому в работе [591] были изучены их свойства в области температур 20—650° С (табл. 80).
С повышением температуры испытания твердость как чистого железа, так и материалов, содержащих фтористый кальций, снижается (рис. 104). Более высокая твердость материала на основе железа, содержащего 9% CaF2, по сравпению с чистым железом и железом с добавкой 0% CaF2 при 20 и 200° С объясняется, по-видимому, повышенным содержапием фтористого кальция, микротвердость которого (193,0— 204 кГ/мм2) в 1,5 — 1,6 раза выше, чем у ферритной основы
Состав материала, мае. % Пористость, % Средняя твердость, к Г/мм2
Fe CaPj Mo
Твердость, 8x8 мм
100 —. — 8,0—10,0
94 6 — 9,0—10,0
91 9 — 4,0—6,0
79 6 15 2,0—3,0
50—52,4 56,8 62,4 185,0
Ударная вязкость, 5x5x40 мм
50,0—52,4 56,8 56,8 185,0
100 — 8,0—10,0
94 6 —і 9,0—10,0
91 9 — 9,0—10,0
79 6 15 2,0—3,0
Сжатие, 10ХІ5 мм
100 8,0—10,0 50,0—52,4
94 6 _ 8,0—10,0 56,8
91 9 — 8,0—10,0 56,S
79 6 15 6,0—8,8 168,0
147
ИМ—129 «Г/им*). При температурах испытаний 400 и 650° С материа-ш сокевжащие фтористый кальций, имеют более низкую твердость, чем тгаЖ&лезо возможно в результате большего умягчения фтористого кГяьДО С повышением содержания фтористого кальция прочность при сжатия повышается. Дополнительное легирование таких материалов мо-
Рис. 104- Зависимость твердости от температуры испытаний: j_Fe; 2 — Ре — 6% CaP2; 3 — Fe-9% GaF2; 4 — Fe — 15% Mo — 6% GaF2.
Рис. 105. Зависимость прочности при сжатии от температуры испытаний: J —Ре —6? CaF»; 2 —Fe 9% GaF2; 3 — Fe-15% Mo — 6% GaF2.
Рис. 106. Зависимость ударной вязкости от температуры испытаний: І — Ре; 2 — Fe — 6% CaP2; 8 — Fe — 9% CaF2; 4 — Fe — 15% Mo — 6% CaF2.
Рис. 107. Зависимость ударной вязкости (1) и электропроводимости (2) материала Fe + CaF2 от содержания фторида кальция.
либденом резко повышает их твердость и прочность при сжатии и изгибе (рис. 105). Так, прочность при изгибе материала Fe — 15% Mo — 6Lo CaF2 составляет 67,3 кГ/мм2, что втрое превышает прочность материала Fe — 6% GaF2 при комнатной температуре, и 57,2 кГ/мм2 при 650° С, что в 7,4 раза превышает прочность материала Fe — 6% CaF2 в аналогичных условиях.
Испытания на ударную вязкость показали, что при введении фторида кальция в железо пластичность последнего резко снижается (рпс. 106).
148
Дополнительное легирование молибденом повышает ударную вязкость материалов, содержащих фториды. Эти данные показывают, что материалы, оодержашие фтористый кальций, особенно дополнительно легированные молибденом, при повышении температуры сохраняют довольно высокую прочность. Поэтому в работе [591] они рекомендованы для работы при 650е С.
Влияние содержания CaF2 на значения ударной вязкости и электропроводности в более широком интервале его содержаний показано на
Рве. 109. Зависимость коэффициента трения (1) и контактной температуры (2) ыатериала Fe + 20 CaF2 от удельного давления (V = 0,28 м/с).
Рве НО. Гистограмма приведенного износа вкладыша и ролика при скорости скольжения 0,28 м/с и удельном давлении 25 кГ/см2 (трение на воздухе, без смазки).
рис. 107 [562]. Значения обеих характеристик с увеличением содержания CaF2 плавно снижаются. Характерная микроструктура материала на основе железа, содержащего 20 об.% фторида кальция, приведена на рис. 108 (см. вклейку) [562].
Изучено влияние различных фторидов на антифрикционные свойства материалов на основе железа [562]. Для исследования готовились образцы типа колодочек. Исходные компоненты шихты смешивали в течение 4 ч, прессовали под давлением 5—7 т/см2 и спекали в среде осушенного водорода при температуре 1100° С в течение 2 ч.
Испытапие материалов на трение и износ проводилось в воздушной среде без смазки по схеме ролик — вкладыш при удельном давленый 25 кГ/см2 и скорости скольжепия 0,28 м/с. Контртелом служили ролики пз стали 45, закаленной на твердость HRC = 52 Ч- 54. Критерием оценки качества материала служили коэффициент трения и приведенный износ вкладыша и ролика за 4 ч работы. Длительность предварительной приработки составляла 20—30 мин.
В табл. 81 приведены характеристика состава исследованных материалов и их основные свойства, а на рис. 109 показана зависимость коэффициента трения материала Fe H- 20% CaF2 от нагрузки при тренип. Испытания показали существенное снижение коэффициента трения с увеличением нагрузки и ростом температуры. Нормальная работа материала наблюдалась при давлениях до 100 кГ/см2. Для материалов, предназначенных для работы при трении без смазки, повышенных нагрузках и температурах, такое сочетание свойств является исключительно ценным. Концентрационная зависимость коэффициентов трения и износа характеризуется гистограммой на рис. 110.
