справочник (550668), страница 36
Текст из файла (страница 36)
В тяжелонагруженных трущихся деталях (дорожные машины, тяжелое станочное оборудование, скользящие соединения теплопередаточного оборудования и др.) применяют высокопрочиые алюминиевые бронзы 143]. В качестве антифрикционных используют так называемые кремнистые и марганцовистые латуни [63] и находят применение алюминиево-железные латуни.
Сплавы иа основе алюминия. Эти сплавы обладают достаточным сопротивлением усталости, коррозиснной стойкостью в маслах, имеют сравнительно высокую задиросгойкосп и хорошие антифрикционные свойства Перечисленные свойства определили тенденцию к замене ими ыпнфрикционных сплавов на свинцовой н оловянной основе, а также свинцовистой бронзы. Тай~ила 3.4й Химический состав алюмииневых аитяфрикциеииых сияааев (ГОСТ 14 П3-76), % (мае.) Остальное А1. Алюминиевые сплавы используют для производства монометаллических деталей (втулок, подшипников, шарниров и др.) н биметаллических подшипников. Последние нзготовлаот штамповкой нз биметаллической полосы ияи ленты со слоем алюминиевого сплава, соединенного со сталью в процессе совместного пластического деформирования при прокатке. Для получения бимегаллов большой толщины применяют сварку взрывом.
Для мономстаялических подшипников употреблаот сравнительно твердые сплавы, а слой биметаллических вкладышей изготовляют из менее твердого пластичного металла. 185 Алюминиевые сплавы подразделяют преимущественно по микроструктурному признаку [24], что отражает антифршщионные свойства сплавов, так квк общепризнанной является роль магких структурных составляющих в уменьшении износа н увеличении сопротивлаемосги задиру трущейся пары. К группе 1 относатса сплавы, имеющие включенив твердых структурных соспшлиоших (РеА!з, А!з)ч1, СпА!з, Мйз81, А!8Ь, 8! и др.) а пластичной основе металла. В сплавах группы П наряду с твердыми составляюшимя имеются мягкие включения.
Составы применяемых антифрикционных сплавов на алюминиевой основе представлены в табл. 3.40 [24, 40, 43]. Наиболее употреблаемые сплавы вошли в международный стандарт ИСО [4383-9Ц (табл. 3.41). Табаича 3.41. Химический сесгаа силаева иа ееиеае алюминии (ИСО 4383-91), % (мас.) Остальяое А1. Общее содержаяне 81, Ре и Ма ие более! % (мас.).
С появлением тяжелоншруженных двигателей в автомобилестроении, тракторостроенни, транспортном машиностроении и других появнлвсь острая необходимость в материалах подшипников, обладающих повышенной задиростойкостью. В связи с этим в России, Японии, Англии и Америке разрабатывают алюминиеао-оловянные сплавы, содержащие до 30 и даже 40 % Вп, и отрабатывают технологию изготовления сплавов, содержащих свинец.
Такие сплавы обладают [43] способностью хорошо сопротивляться задиру при ультратонкнх смазочных слоях, однако зтв особенность досппветса наиболее полно при > 14 % РЬ. В Россни ршработан метод получениа ааюминиево-свинцовых (до 30 % РЬ) сплавов из !Ранул [40]. Гранулы отливают во вращающийся стакан с круглымн отверстиями при частоте вращения 1500 мин . Струя разбивается на капли, которые через о1- 3 4 о верстна попадают в воду и кристаллизуются со скоростью 1О -1О С/с. Дальнейшее прессование ~ранул осуществлвют различными способами. В последние годы в России получил распространение алюминиевый сплав АО10С2, содержащий, %: 1О Зп, 2 РЬ, 0,3 Еп, 1,5 Си, 1,5 81, обладающий повышенной (до 40 %) усталостной прочностью и задиростойкостью по сравнению со сплавом АО20-1 [44].
Для более тяжелых условий эксплуатации разработаны сплавы с высоким содержанием кремния. Однако для них из-за низких противозаднрных свойств на рабочую поверхность подшипников приходится наносить приработочный слой из мягких металлов. Сплавы иа основе цинка Обладая низкой температурой плавлениа (около 400 С), этн сплавы в большей степени, чем бронзы и алюмнниевые сплавы, разюпчаются при нагреве, благодаря чему легче прирабатываются. По этой причине подшипники из цинковых сплавов меньше изнашивают сопряженные поверхности цапфы при попадании абразивов.
186 Цинковые сплавы являются весьма технологнчнымн прн изготовлении как монометаллнческнх, так н биметаллических трущихся деталей. Соединение цинкового сплава со сшлью легко достигается литьем н совместной прокаткой [24), лнбо с помощью слоя жидкого цинка, наносимого способом горячего цннковання. Подшипники н другие детали нз цинковых сплавов используют в питом н обработанном давлением (прокатка, прессованне) состояниях. Составы стандартных сплавов (ГОСТ 21437-91) н нх свойства приведены в табл.
3.42 [62). Таблиеа 3.42. Хвмпчссквй светав в мсханвчсскне свейстеа станлартных цвнкевыз сплеван ' В числнтслс — литых, а в знаменателе — обрабатываемых язвлением. После горячей обработкн давлением (250 — 300 С) прочность н пластичность цннковых сплавов повышщотсл. Это сказывается н на сопротнвленнн усталости. Например, для литого сплава ЦАМ9-1,5 предел выносливости прн переменном нзгнбе врацающихся круглых образцов т, 50 МПа, а для прессованного сплава- т, = 100-110 МПа [24]. Составы наиболее употребляемых за рубежом цинковых сплавов приведены а табл. 3.43 [62).
Таблица 3.43. Хвмвческвй светав зерубвкных цнвкевых свлавев, % (мас.) Остальное Ев. Сплавы на железней есиеве. В качестве антнфрнкцнонных материалов сталн используют в очень легкнх условиях работы — при небольшнх давлениях н невысоких скороспх скольжения. Будучи твердыми н имея высокую температуру плавлении, стали плохо прнрабатываются, сравнительйо легко схватываются с сопряженной поверхносп.ю цапфы н образуют задиры. Обычно используют так называемые меднстые стали, содержащие малое количество углерода, либо графитнзнрованные сталн, имеющие включения свободного !рафата. Состав некоторых сталей, рекомендуемых к использованию взамен бронз в легких условиях работы, прнведен в табл.
3.44 [24). Таблияа 3. 44. Хпмнчссквй светав антнфрвкпвенных сталей, % (мас.) 8! Сс А! Мв 3,2 0,1 1,6 Меднстся Графите знро ванная 1,0 0,03 0,03 0,3 Остальное ре. 187 Чугуны применяют для подшипников и других трущихса деталей в большем количестве и ассортименте, чем стали. Антнфрнкционные свойства чугунов определяются в значительной степени строением графнтовой составлшощей.
Чугуны с глобоидальиой формой ~рафата и с толстыми пластинками более износостойкн, чем чугун с тонкимк пластинками. В структуре антифрикционного чугуна желательно иметь минимальное количество свободного феррнта (не более 15 56), а, кроме того, в нем должен отсутспювать свободный цементит [24]. Область использования антифрикционных чугунов ограничивается легкими условиями работы (см. гл. 2). Сплавы, изготовляемые методом порошковой металлургии. Прессованнем алн прокаткой порошков на железной н медной основах и последующим спеканнем улветсз изготовить различные пористые антифрикционные детали [33, 69]. Такие детали перед установкой пропитывают маслом.
Как правило, их эксплуатируют в условиях недостатка смазки, хотя они устойчиво работают и при обильной смыке (зрение со смазочным материалом) [69]. В качестве добавки к железным и медным пористым изделиям используют порошки твердых смазок: графита, дисульфида молибдена, ннтрида бора и лр. Композицию на железной основе обычно составляют с графитом, причем от его сорта а значительной степени зависят механические н аитифрикциоиные свойства изделия.
Для определеши гршпщ использования антнфрикционных сплавов необходимо знать их предел выносливости, прирабатываемость, сопротивляемость изнашиванию, совместимость и задиростойкость [8, 24, 43]. 3.6.2. Комбинированные неметаллические материалы Антифрикционныс материалы на основе полимеров предназначены, как правило, для работы с жидкостями, не обладающими смазочными свойствами (например, вода), к в условиях без смазки (в том числе в вакууме). Для повышения антифрикционности, механических свойств н юносостойкости, а в раде случаев и теплопроводности в исходные полимеры вводят различные наполннтели. Часто полимеры используют в качестве составной части аитифрикционных материалов, заполняющей поры конструкционной основы (металлической, утлеграфитовой, древесной).
Полимеры являются также существенной частью (связующим) большинства твердо- смазочных покрытий, нашедших применение главным образом в вакууме и некоторых газовых средах, в которых использование жидких и пластичных смазок по ряду причин недопустимо. Аитифрикцнвниые самосмазывающиеса плаепиассы (АСП). Применение подшипников скольжения ю АСП вместо традиционных (металлических) смазываемых подшипников скольжения и подшипников качения предпочтительнее вследствие упрощения конструкции подшипннковых узлов, снижения трудоемкости прн изготовлении и эксплуатации, уменьшения размеров и массы, экономии нефтяных смазочных материалов и т. д.
По составу АСП можно разделить на несколько групп [63, 67]. К первой группе относятся композиции, содержащие в полимере главным образом антифрикционные добавки (одну или несколько): наполнители со слоистой анизотропной структурой (графит, дисульфид молибдена и другие халькогениды металлов Ч-У1 групп Периодической системы элементов, ингрид бора и т.
п.), антифрикцноиные поли- 188 меры (полиэтилен, фторопласт-4 н другие фторполимеры), а также жидкие или пластичные смазочные материалы (типа маслянитов). Выбор типа и количества наполнителя проводят с учетом назначения АСП и условий его работы: температуры, нагрузки, скорости скольжения, внешней среды н т. д. При работе на воздухе и в газах с нормальной влажиосп ю в качестве нвполнителя примеювот графит, в осушенные газах (в том числе инертных) и в вакууме- дисульфнд молибдена н другие халькогениды.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
