Справочник по конструкционным материалам (998983), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Обычно используют так называемые медистые стали, содержащие малое количество углерода, либо графнтизнрованные стали, имеющие включения свободного графита. Состав некоторых сталей, рекомендуемых к использованию взамен бронз в легких условиях работы, приведен в табл. ЗА4 1241. Тоблчщй 3.44. Химический еоетаа' аитнфрнкциеиных сталей, А (мае.) А! Мя О,! 1,6 3,2 2,5 Меднстая Графнтнзнрояанная 0,03 0,03 1,0 0,3 Остальное Ре.
1В7 После горячей обработки давлением (250-300 С) прочность и пластичность цинковых сплавов повышаются. Это сказываетсл и на сопротивлении усталости. Например, для литого сплава ЦАМ9-1,5 предел выносливости при переменном изгибе вращающихся круглых образцов т ! = 50 Мпа, а для прессованного сплава — т ! = 100 — 110 Мпа ~24). Составы наиболее употребляемых за рубежом цинковых сплавов приведены в табл. 3.43 1б21. Чугуны применяют для подшипников и других трущихсл деталей в большем количестве и ассортименте, чем стали. Антифрикционные свойства чугунов определяются в значительной степени строением графитовой составляющей. Чугуны с глобоидальной формой графита и с толстыми пластинками более износостойки, чем чугун с тонкими пластинками.
В структуре антифрикционного чугуна желательно иметь минимальное количество свободного феррита (не более 15 %), а, кроме того, в нем должен отсутствовать свободный цементит !24!. Область исцользованиа антифрикционных чугунов ограничивается легкими условиями работы (см. гл. 2).
Сплавы, изготовлиемые методом порошковой металлургии. Прессованием или прокаткой порошков на железной и медной основах н последующим спеканием удается изготовить различные пористые антифрикцнонные детали !33, 69!. Такие детали перед установкой пропитывают маслом. Как правило, нх эксплуатируют в условиях недостатка смазки, хотя они устойчиво работают и при обильной смазке (трение со смазочным материалом) !69!.
В качестве добавки к железным и медным пористым изделиям используют порошки твердых смазок: графита, дисульфида молибдена, нитрида бора и др. Композицию на железной основе обычно составляют с графитом, причем от его сорта в значительной степени зависят механические и антифрикционные свойства изделия. Для определения границ использования антифрикционных сплавов необходимо знать их предел выносливости, прирабатываемость, сопротивляемость изнашиванию, совместимость и задиростойкость !8, 24, 431. 3.6.2.
Комбннщюванные неметаллические материалы Антнфрикционные материалы на основе полимеров предназначены, как правило, для работы с жидкостями, не обладающими смазочными свойствами (например, вода), и в условиях без смазки (в том числе в вакууме). Для повышения антифрикционности, механических свойств и износостойкости, а в ряде случаев и теплопроводностн в исходные полимеры вводят различные наполнители. Часто полимеры используют в качестве составной части антифрикционных материалов, заполняющей поры конструкциоиной основы (металлической, углеграфитовой, древесной).
Полимеры являются также существенной частью (связующим) большинства твердо- смазочных покрытий, нашедших применение ~лавным образом в вакууме и некоторых газовых средах, в которых использование жидких н пластичных смазок по ряду причин недопустимо. Антифрикцнеиные самосмазывавщиеси пластмассы (АСП). Применение подшипников скольжения из АСП вместо традиционных (металлических) смазываемых подшипников скольжения и подшипников качения предпочтительнее вследствие упро- щения конструкции подшипниковых узлов, снижения трудоемкости при изготовлении и эксплуатации, уменьшения размеров и массы, экономии нефтяных смазочных матерна- лов ит,д, По составу АСП можно разделить на несколько групп [63, 67!. К первой группе относятся композиции, содержащие в полимере главным образом антнфрикцнонные добавки (одну или несколько): наполнители со слоистой анизотропной структурой (графит, днсульфид молибдена и другие халькогениды металлов Ч вЂ” Ч1 групп Периодической системы элементов, нитрид бора и т.
и.), антифрнкционные поли- !88 меры (полнэтилен, фторопласт-4 и другие фторполимеры), а также жидкие нли 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 и т. д.
При работе на воздухе и в газах с нормальной влажностью в качестве наполнителя применяют графит, в осушенные газах (в том числе инертных) и в вакууме — днсульфид молибдена и другие халькогениды. В зависимости от требований к АСП, природы и дисперсности наполнителя его оптимальное количество колеблется в широких пределах.
Механические и теплофизические свойства АСП с антифрикционными добавками мало отличаются от соответствующих свойств наполненных полимеров (им присущи многие недостатки исходных полимеров: низкая теплопроводность, высокие н нестабильные значения коэффициента термического расширения„повышенное водопоглощение и др.). Вторую группу образуют композиции с комплексными наполнителями. Наряду с антнфрикционными добавками они содержат жесткий прочный наполнитель (например, кокс; стеклянные, углеродные, металлические или полимерные волокна; ткани; древес- ную крошку и шпон; металлические или минеральные порошки).
Форма частиц наполнителя может быть различный. Применяют мелкие и крупные порошки (до 1300 мкм), короткие и непрерывные волокна, а для нвмоточных изделий и листовых материалов— ленты и ткани. Введение комплексных наполнителей существенно улучшает физико-механические н триботехнические свойства АСП. В третью группу входят комбинированные материалы типа металлофторопластовой ленты 1591.
Они совмещают в себе преимущества составных частей: прочность и теплопроводность металлической (стальной) основы; высокие теплопроводность, прочность и противозадирные свойства пористого слоя из сферических частиц антифрикционного сплава; антифрикционные свойства заполняющей поры и образующей поверхностный слой смеси полимера с наполнителем.
В России выпускают комбинированные материалы для работы без смазки (с фторопластом.4) и со смазкой (фторопласт-4 заменен полиформальдегидом), В качестве основы (связующего) АСП применяют термопластичные и термореактивные полимеры 12, 21, 24, 41, 45, 61, 65, 67, 7Ц. Из термопластичных наиболее часто используют высокопрочные кристаллические цолиамиды (Пб, П12, Пбб, П610, ПА610), капрон, нейлон, сополимеры формальдегида, поликарбонат, теплостойкие полиамиды, полиакрилаты, а также полиэтилен (главным образом высокомолекулярный), фторопласт-4 и другие фторполимеры.
Из термореактивных связующих применяют почти все известные полимеры этого типа: фенолформальдегидные, эпоксидные, фурановые, эпокснкремнийорганические и др. По методу переработки в изделия АСП подразделяют на литьевые, прессовочные, экструзионные, намоточные. Изделия изготовляют из листовых и стержневых материалов механической обработкой или предварительной намоткой пропитанной ткани с последующим прессованием.
Из ленточных материалов типа металлофторопластовой ленты штамповкой производят втулки и подшипники другой формы (в том числе сферические). АСП применяют для изготовления втулок подшипников скольжения, уплотнений, поршневых колец, сепараторов шарикоподшипников, направляющих, мелкомодульных зубчатых колес и т. п. 139 Важным показателем АСП является теплопроводность, Наибольшей теплопроводностью, приближающейся к теплопроводности металлов, обладают графитопласты, в которых содержание углеродного наполнителя достигает 75-85 %.
Однако такие материалы имеют малую сопротивляемость ударным разрушениям, что ограничивает их применение в узлах трения, подверженных вибрациям и ударам. Для работы в этих условиях используют низконаполненные термопласты и материалы с волокнистыми или ткаными наполнителями (типа текстолита). Возможность использования АСП в конкретных узлах приборов и машин в значительной мере определяется такими свойствами, как водопоглощение, химическая стойкость в агрессивных средах, коэффициент термического расширения. Наиболее водо- стойкими являются АСП на основе сополимеров формальдегида, поликарбоната, фторопласта-4, фторопласта-40, эпоксидных связующих, фурановых смол.
АСП характеризуются более низкими значениями коэффициента термического расширения по сравнению с исходными полимерами. Для всех АСП характерна достаточно высокая химическая стойкость (наибольшей обладают АСП на основе фторопласта-4). Разработано большое количество АСП разнообразных составов 12, 24, 41, 45, 59, 61, 63, 65, 67, 7Ц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
