Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Закаленные образцы, предназначенные для испытаний на разрыв, изгиб, удар и. сжатие, проходили отпуск в интервале температур от 200 до 700° С. В результате испытаний (рис. 68) установлено наличие максимума прочности на разрыв и на изгиб после отпуска при температуре .'iOO0 С. Отпуск при этой температуре повышает более чем вдвое характеристики прочности на разрыв и на изгиб по сравнению с пористой сталью до и после закалки без отпуска. Наличие максимума связано с процессом снятия закалочных напряжений, которые после закалки при низких температурах отпуска понижают прочность в результате хрупкого разрушения. В случае пористых сталей, закаленных в масло, наличие максимума выражено слабее в связи с более мягкой закалкой и меньшим уровнем внутренних напряжений. Оптимальное сочетание характеристик пластичности и ударной вязкости стали с 15% пор обеспечивается после закалки в воду с последующим отпуском при 600° С благодаря образованию структуры зернистого перлита отпуска [447].
Получеяиыо данные указывают на различия в распределении углерода при химико-термическом насыщении пористых и обычных сталей. Меняются зависимости физико-механических свойств от температуры отпуска, что должно учитываться при выборе режимов химико-термической и термической обработки пористых материалов. Из рис. 69 [754] видно влияние азотирования и карбонитрирования иа сопротивление износу спеченного малоуглеродистого железа, содержащего 3% меди, имеющего пористость от 11 до 10%. Испытания проведены на машине типа Амслера при 400 циклов в минуту под нагрузкой 5 кГ/см2. При испытании до 100 ч износ азотированных образцов практически не имел места.
Более детально вопросы термической и химико-термической обработки будут рассмотрены в гл. 5.
10*
ГЛАВА 4
РОЛЬ АНТИФРИКЦИОННЫХ ПРИСАДОК И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С МАТЕРИАЛОМ ОСНОВЫ
В тяжелых и предельно тяжелых условиях работы, когда пластичные и жидкие смазочные материалы вытесняются с трущихся поверхностей, особенно важно защитить поверхности трения от усиленного износа и схватывания. Для этой цели применяют твердые неорганические вещества, играющие роль сухой или твердой смазки. К их числу относят графит, нитрид бора, сульфиды, селениды, теллуриды, хлориды, фториды, йодиды металлов, а также металлы с низкой температурой плавления, окислы, иолпокпслы и различные соли (фосфаты, сульфаты, карбонаты и др.). Применение того илп иного вещества определяется материалом сопряженных поверхностей, условиями их трения, физико-механическими и химическими свойствами веществ, их термической стабильностью по отношению к окружающей среде, взаимодействием с материалами пары трения.
В настоящее время исследовано и описано более 100 веществ, применяемых в качестве смазок. Изучены их свойства при трении без жидкой смазки [103, 108, 307, 412, 486], в присутствии смазки [103, 308, 419] и активных сред [133, 293, 307, 526], в вакууме и газовых средах, в зависимости от действия температуры [94, 103, 307, 486, 542] и других условий. Они используются в виде порошков, втираемых в рабочую поверхность или наносимых в виде пленки на основе связующего на поверхности трения, вводятся в жидкую или пластичную смазку, впрессовываются в углубления на поверхностях при смазке ротапринтным методом, добавляются в состав пластмассовых композиций (как наполнитель)' и самосмазывающихся материалов на различных основах.
Среди множества вариантов повышения износостойкости пар трения за счет использования твердых смазок введение последних в состав композиционных спеченных материалов имеет определенные преимущества, а именно:
обеспечивает заданные свойства в процессе изготовления и систематическое их воспроизводство в процессе эксплуатации;
непрерывно восстанавливает срабатывающийся разделительный слой, обусловливающий стабильность и длительность работы узла трения;
дает возможность примепепия механической обработки подшипника Для придания ему заданных размеров;
упрощает обслуживание подшипникового узла и т. д.
107
Механизм сказывающего действия веществ, играющих роль смазки, от условий работы узла трения. По данным [293], при легких «еяшмах работы узлов трения, т. е. в тех случаях, когда температурный OMiKTOD не является существенным, смазочная способность веществ опре-«еше*е* в основном их структурными свойствами. Переход от легких к средним режимам трения, характеризующихся условиями граничного треямя, изменяет механизм смазочного действия, который, подчиняясь общим закономерностям граничного трения, сопровождается активацией частиц твердой смазки за счет разрушения связей внутри кристаллической решетки материала частиц. Разрушение частиц твердой смазки влияет на механизм трения, и наиболее важными факторами, определяющими механизм смазочного действия твердых смазок, в этом случае будут как структурные свойства (тип, форма и размер кристаллической решетки твердых веществ), так и их адгезионная способность.
Переход к тяжелым режимам трения ( при значительном повышении скорости и нагрузки) сопровождается интенсивной деформацией слоев порошкообразных смазок и трущегося слоя металла, а также повышением температуры. В результате этого увеличивается скорость химических реакций и диффузионных процессов в материале подшипника и вала и их взаимодействие с твердыми смазками. Образуются химически модифицированные тонкие поверхностные слои, обеспечивающие смазочное действие при тяжелых режимах. Состав слоев определяется составом материала трущихся пар и смазки, но главным компонентом являются окислы (FeO. Fe2O3, Fe3O4) [293J.
