Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
При изготовлении композиционного материала на его физико-механические свойства оказывает влияние большое число технологических факторов, проследить которые непосредственно в ряде случаев затруднительно. Поэтому влияние технологических факторов прежде всего оценивается по изменению физико-механических свойств и структуры материала, в значительной мере сказывающихся на поведении материала в узле трения.
Технологические режимы влияют на антифрикционные свойства материала уже при изготовлении порошков. Они определяют размер и форму частиц порошка, величину их поверхности, физическую и химическую активности их при последующей переработке, чистоту состава и т. д. [178, 217, 534]. Мы рассмотрим детально только технологию изготовления материалов или изделий из исходных порошков.
68
К основным технологическим этапам nW«,t, влияние на свойства материала, можно oZc^ZZ^ Сущ*СТ**«™
Смешивание и размол порошковой шит™ °^дующие-ность распределения компонентов шихты \ncrZ° 3аВИСЯТ *»*»<™** зерен в материале, степень окислен™^lc^Zo^Z^ Р"™*Р ванием и др. К переменным параметрам о^^*™^ вания или размола, наличие и тип размольных тел, mwpwnT™ мольного устройства, характер смешивания, среда, температура продес-
Прессование заготовок из порошковой шихты. От условий ппессова нпя зависят общая плотность материала и равномерность распределения пористости по высоте и сечению брикета. В прессовании переменными параметрами являются давление, метод его приложения (статическое гидравлическое, динамическое, экструзия), схема прессования (однократное, двукратное), температура, присутствие смазки и др.
Спекание брикетов. Условия спекания влияют на рост зереп, совершенство контактов между зернами и общую прочность материала, общую пористость. Переменными параметрами в этой операции могут быть температура, время спекания, состав газовой среды, скорость охлаждения и нагрева, величина прикладываемого давления [707, 033].
Дополнительная химико-термическая или термическая обработка. Эти операции определяют конечную структуру материала, глубину диффузионного слоя, его прочность и т. д. При химико-термической и термической обработках могут изменяться температура и длительность нагрева, состав газовой среды, скорость охлаждения и пр.
Взаимосвязи перечисленных параметров и антифрикционных свойств материалов практически еще не изучены, поэтому мы приведем только отдельные данные.
Наиболее значительное влияние на плотность конечного материала оказывают режимы уплотнения при прессоваипп и спекании. Представление о степени влияния на физико-механические свойства антифрикционного материала марки ЖГрЗЦс4 различных методов уплотпения и остаточной пористости дает табл. 29.
Таблица 29. Влияние метода уплотнения на остаточную пористость
Метод уплотнения Остаточная пористость, % « S .2 X Щ О 9* Я S г V-M W О *~> •* с fr-fr- я С х$? с с - я а в Я „ .3 P * Ul SU
Спекание под давлением Двукратное прессование и спекание Однократное прессование и спекание 1 10 15 20 102 112 96 72 70 58 45 28 26 28 30 34 1,23 2,04 1.7 U 2130 2380 2480 1040
В зависимости от степени уплотнения сильнооаиз!».е|і^дефорМашя. казатели, как прочность, пластичность и УДельная Р*^?* « ??рюи. которые в свою очередь влияют на антифрикционные свойств Р4им Однако характер уплотнения действует фнтового «ом-
материалов различных составов. Например у «^Тн-еюще» «ЩИ риала (МГЗОЖН1), содержащего до 30 об. Д графита
уровень пористости и механических характеристик, несущая способность, темп износа и коэффициент трения существенно разнятся для различных методов уплотнения (табл. 30). Применение дополнительного сульфидирования позволяет снизить изпос и коэффициент трения практически вдвое.
Таблица 30. Сравнительные свойства мета л ло графитовых материалов иа железо-никелевой основе композиции Fe—Ni—30 об. % С (марки МГЗОЖНІ) в зависимости от технологии их изготовлении
Характеристика Однократное прессование и спекание Однократное прессование и спекание активных карбонильных порошков Двукратное прессование и спекание Горяча пр Сухова ти; Двукратно* прессование и спік акт (иатгряял сул {^>и л крона г?»
Пористость, % 10—12 10—12 10—12 0—8 10-12
Прочность при раз- — — 5,5—6,0 — 5.:>-г>,о
рыве, кГ/мм2 10,0—11,0
Прочность при изгибе, кГ/мм2 12,0-12,5 11,0-13,0 12,0—13.0 11,0-13,0
Прочность при сжа- — — 25—27 25-27 2•J—27
тии, к Г/мм2
Твердость, кГ/мм2 45—60 45—50 55—80 W-s(J 05—80
Ударная вязкость, 1Д 1,3 1.0 1.2 1.0
кГ • см/см2
Предельно допусти- 50 50 180 180 180
мое давление при
V = 0,9 м/с и гра-
ничном трении в воде
Темп износа при пре- 780 7000 85 92 42
дельно допустимой
нагрузке, мк/км
Коэффициент трения 0,56 0,80 0,35 0,40 0,27
при предельно допус-
тимой нагрузке
По данным [691], замена режима горячего прессования на двукратное спекание и прессование для металлографптовых материалов на основе бронз привела к получению материалов с идентичными свойствами. Однако для высоколегированных материалов на основе железа такие зависимости не установлены (табл. 31). Под действием повторного цикла прессования и спекания их свойства изменяются значительно, по поведение материалов при испытании в условиях трения без смазки обусловлено прежде всего составом материала п его способностью сопротивляться схватыванию.
