Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
мин мин мпн мин мин
muh
мин мин мин мин мпн мпн
153
tfoewnoT недостаточным количеством свинца в порах. Образцы, пропитанные гнжянем, имели низкие антифрикционные свойства. Наиболее вы-сонже аягнфрикционные свойства обнаружены при пропитке оловом, а также индием, но при более низких значениях допустимых нагрузок. Образцы работали стабильно до предельных нагрузок, равных 200 к Г/см2, с коэффициентом трения около 0,1.
В Советском Союзе разработаны составы твердых смазок на основе легкоплавких металлов (олова, свинца, галлия) для пропитки пористых каркасов на основе оловянистой бронзы БРО-10 или других сплавов (табл. 84), предназначенных для работы в вакууме. Приведенный в таблице сплав 38% Pb — 62% Sn с пористостью 40% при трении в воздушной среде имел следующие характеристики: предельная несущая способность 100 ьТ/см2, коэффициент трения при нагрузке 20 кГ/см2 — 0,15 и 100 кГ/см2 — 0,25.
Таблица 84. Характеристика составов и антифрикционных свойств твердых
орв работе в вакууме (2• 10—6 — 2• 10—6 мм рт. ст., скорость трения I ис)
Состав пропитывающего сплава. % Пористость, % Коэффициент трения при нагрузках (кГ/см*) 11 рсдельно допустимая нагрузка. к Г/см2 о о X m а ? Я и г* а •—і
20 40 60 80 100 180 200
10-15% Cd 10" 0,42 0,38 0,34 0,36 0,40 80 45—80 [1831
10—15% Sn 30 0,28 0,24 0,23 0,23 0,33 — — 80 25—50
основа Ga 50 0,27 0,23 0,21 0,21 0.31 — — 60 62—84 [183]
HCd. 11 Sn.
2WSe2 — — — 0,18 — — — — 100 22 [185]
HCd, HSn.
в WSe2 — — — 0,11 — — — — 160 18 [185]
98 Pb, 2In — 0,16 0,20 0,4 — —« — — 50 15—25 [182]
а» Pb. Ю1п — 0,15 0,14 0,13 0,16 0,18 — — НО 15—25 [182]
80 Pb, 20Sn, — 0,14 0.13 0,14 0,25 0,40 — — 90 15—25 [182]
38 Pb, 02 Sn 30 0.12 — 0,11 — 0,10 0,18 — 150 —. [579]
40 0.10 — 0,10 — 0,08 0,10 0,18 200 — [579]
50 0,12 0,12 0,14 0,20 — 150 — [579]
Сплав па основе галлия, содержащий 10—15% Cd и 10—15% Sn, имеет температуру плавления 3° С. При температурах выше 3° С он находится в жидком состоянии и обеспечивает эффект смазки при пусках и остановках.
Свойства нитрида бора как твердой смазки
Примепение нитрида бора в качестве твердой смазки обусловлено тем, что его а-модификация имеет гексагональную кристаллическую решетку со слоистым строением, аналогичную решетке графита. Поэтому а-моди-фикацию BN иногда называют белой сажей.
Нитрид бора отличается стойкостью в агрессивных средах, вакууме и при низких температурах. В связи с этим попытки его применения были связаны прежде всего с поисками антифрикционных материалов, способных работать с минимальным износом в условиях отсутствия смазки.
154
В работе [739] изучены антифрикционные свойства материалов па основе железа, меди и бронзы, содержащих в качестве твердой смазки добавки нитрида бора. Повышение содержания нитрида бора приводило к сильному снижению пх прочности. При исследовании антифрикционных свойств материалов, обладающих оптимальной прочностью, обнаружены высокий износ и задиры вала, неустойчивый коэффициент трения. Это не позволило ре-
2 3 4 5 Удельное давление,МІЇ/м2
70 100 130
160 190 220 250 280 310 Температура среды, К
Риг. 115. Влпянпе удельного давления на износ нитрида бора (цифры на кривых соответствуют номерам образцов, отличающихся друг от друга степенью допрес-
о'-вкп) .
Риг. 115. Влпянпе температуры на коэффициент трения нитрида бора (цифры на іфивьіх соответствуют номерам образцов).
комендовать данпые композиции в качестве антифрикционных материалов. Значительно лучшие антифрикционные свойства были получены при замене нитрида бора смесью графита и дисульфида молибдена.
Исследованы антифрикционные свойства а-модификации нитрида бора в впде образцов различной плотности при работе без смазки в вакууме и газах [45]. Испытания на трение проводилось по диску из нержавеющей стали 1Х18Н9Т, подвергнутому азотированию до твердостп HRC = 62. Узел трения помещался в крпогенно-вакуумной установке. Зависимость износа образцов различной плотности от нагрузки при трении в вакууме при температуре 77 К показана на рис. 114. При нагрузках 30— 35 к Г/с м2 паступало резкое увеличение и.шоса. При меньших пагрузках поверхности трения образцов покрывались блестящей полирован пой пленкой. При достижении критической величины давления происходило разрушение пленки и наступало схватывание поверхностей трения.
Понижение температуры испытаний от 30(J до 77 К увеличивало изпос пример-
но на о\) Iq. Из рис. 115, на котором приведена температурная зависимость коэффициента трения питрида бора, видно, что коэффициент трения с повышением температуры уменьшается.
Характер газовой среды, в которой происходило трение, существенно влиял на износ и коэффициент трепия нитрида бора. Наименьший износ образцы имели при трении в воздушной среде и наибольший — в аргоне (рис. 116). Так, при скорости трения 10,5 м/с износ в среде аргона в восемь раз превосходил износ в среде воздуха.
Скорость трения,м/с
Рис. 116. Влияние скорости трения на износ нитрида бора в различных газовых средах:
