Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Большие возможности создания высокоэффективных антифрикционных материалов дают методы порошковой металлургии. Они позволяют более дифференцированно управлять антифрикционными свойствами, объединяя в одном материале несущую основу необходимой прочности и пластичности с различного рода присадками, играющими роль твердых смазок, или присадками, активирующими процессы образования необходимых структур материала и вторичных структур трущихся слоев. Введение в состав материала графита, сульфидов, серы, селенидов, олова, свинца и т. п. позволяет бороться со схватыванием поверхностей, создавать материалы с высокими антифрикционными свойствами.
По даным [403], существенное повышение антифрикционных ******* железа с пористостью 15—18%, спеченного при температуре **™У? течение 2 ч в водороде, наблюдается при введении 1% гРаФят*в^ААв1В, бенно при дополнительном легировании железографита одним и* ных в табл. 42 легирующих элементов.
Влияние добавок меди в железографитовые материалы я* 1^n. со_ фрикционные свойства изучалось П. И. Бебневым [60]. Материал*^ ^ держащие в шихте от 0 до 25% меди и 3% графита порветостыр «svtb
84
спеклись при температуре 1050° С Ym™« „.____
Ди) .^Результаты определения антИфрикПиоЯв^ ера-ТУРЫ плавлв*** трении скольжения со скорость^ 2 65 м/с г 1СВ°ИСТВИа втулкя* BIW (45 Іпель в 1 мип) привеРдЄнГна2^с.^8.СпГГп^нИГ"п:Й при температуре ниже температуры плавлепия „a^t лПОДтиптика свойства материала, содержащего^ ?Ги% W^^S«
/? Ni Со Mn Си С В Mo W Sn P РФ Лд &
Рис. 47. Влияние введенного элемента на степень упрочнения (?), оцвяе—>*^НЄ пределу прочности при растяжении и твердости (помечено соответстаеаяоїечшав • кружком), и антифрикционные характеристики пористого железа яри трения во
скоростью 3 м/с в режиме самосмазывания и без смазки.
хотя наблюдается зависимость предельной нагрузки от денной меди с максимумом при 15% меди. В процессе — далось налипание меди на поверхность вала. «-«¦•m
По данным [708], введение меди в железоірафятонне водит к повышению их прочности и позволяет избегать ментита в структуре в результате диффузии угяе|юда ~тт
ТелеТе вМТствГТеР WB дП % "меда °Х2Г5? ГП?Ж иТсьтвшяе фїри?аПмедью подавляет растворение угнеродн » . ЛЦРГ
и этим предотвращает образование цементита. Попижепие растворимости меди в железе при охлаждении может вызвать ого упрочнение лл счет дисперсионного упрочнения.
Материалы с повышенным содержанием графита, легированные медью, могут быть использованы при работе при повышенных температурах, когда графит играет роль твердой смазки. Материал иа железной
О 5 10 15 20 Си.% 26 10 14 18 22 20 П,%
Рис. 48. Зависимость антифрикционных свойств пористых подшипников от содержания меди в шихте:
W- время проработки до нагрузки 22,56; 2 — время проработки до нагру.чки 1С,8: з — гридня* предельная нагрузка Р; 4 — рабочий нагрев при нагрузке 22,56; С — рабочий нагрев при нагрузке 16,8 кГ/см2.
Рис. 49. Зависимость предела усталостной прочности от пористости при базе 107 циклов для пористого железа:
1 — 3% С, 2,5% Cu; 2—1% С, 2,5% Cu; 3—1% С; 4 — 2% С; 5 — 3% С; 6-1? G (порошо* восстановленный), 7—1% G + сера.
основе, содержащий 7% меди и 4% графита, имел почти постоянный коэффициент трения (около 0,1) при скорости скольжения 0,94 м/с и нагрузках 10—45 кГ/см2 [708].
Влияние добавок 2 и 7% меди на прочность при изгибе железогра-фита показано на рис. 49. Введение 7% меди повышает прочность при
Таблица 42. Сравнительные прочностные свойства легированного пористого железа и железографита (ЖГр1) пористостью 15±2%
а"
Легирующий элемент
ч 5
СО
«I«
и
ч о X
2 ее о. в
с- s
1
2 3 4 5 0 7 8 9 10
Твердость, кГ/мм2 Ударная вязкость. кГ - м/см* Прочность при растяжении, к Г-мм* Про 4hw-tb ири <~/*а'пш« к Г мм*
Железографит Железо Железографит Железо S я 3 CQ a: P- О ? г-— 5 2 ~»
Без добавки
Фосфор
Фосфор
Марганец
Марганец
Медь
Свинец
Олово
Цинк
Сера
0,8
0,8*
0,8
0,8*
5,0
0,8
0,8
0,8
0,8
102,7 179,0 178,9 108,2 109,9 135,8 129,0 140,3 120,4 127,9
54,3 96,7 116,4 54,8 50,3 78,6 51,6 61,3 50,4 51,9
0,30 0,18 0,14 0,46 0,45 0,27 0,70 0,48 0,92 0,60
1,43 0,26 0,16 1,08 0,87 0,66 1,73 2,30 1,30 1,50
20,5 17,0 4,2 36,7 35,U 45,0 41,1 38,5 Н,1 34,1
19,6 26, У 28,9 12.4 11,5 25,5 16,1 21,0 19,0 16.0
100.U 96,0
100,0 128,0
93,5 127,6
97,0 126,0 114,2
85,0 84,7
»5,0 S4.U !$4,0 84,0 N4,0 84,0 84,0
* Легирующий элемент введен в виде ферросплава.
86
изгибе почти вдвое по сравнению с железографитом, не содержащий Уровень свойств материалов композиции железо — медь — графит я
ЗНаЧЙТеЛЬНОЙ Степени Определяется СООТНОШеИИеМ ВВОДИМЫХ В (ITtTXTV
меди п графита и режимами их изготовления, что позволяет получить материалы с весьма различными характеристиками [00, 310, 311 404 553, 708]. Однако основными эффектами при введении меди следует считать актпвацию процесса спекания пористых железа и железографита возможность управления изменениями размеров образцов материала и образованием стабильной мелкодисперсной структуры перлита [оГ>3].
