Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
Испытания, проведенные на порошках железа шести типов и восьми видах смазки, показывают [678], что скорость износа матрицы и усилие выталкивания уменьшаются с увеличением количества вводимой смазки. Для одной и той же смазки соотношение между усилием выталкивания и скоростью износа матрицы остается постоянным с повышением плотности прессуемого изделия. Увеличение твердости стенок матрицы снижает усилие выталкивания и износ матрицы.
Эффект смазывания стеаратами и другими смазками определяется также режимами прессования, составом смазки и системой ее подачи. Так, при малых скоростях прессования и низких температурах, что соответствует начальным стадиям уплотнения, коэффициент трения стеарата цинка равен 0,24 [806]. С повышением нагрузки и температуры коэффициент трения уменьшается до 0,07—0,09, а для стеаратов алюминия, кальция и лития он составляет 0,04—0,07. Минимальное значение коэффициента трения соответствует подаче пластификатора непосредственно между трущимися поверхностями [806, 843].
В связи с тем, что большие количества стеарата цинка (>2%) снижают плотность и прочность прессовок на основе железа, оптимальным считается введение малых количеств его (0,1—2,0% [843] или 0,25— 0,5% [930]) в состав шихты. При прессовании медного порошка применение стеаратов цинка и лития целесообразно в пределах до 0,5%), так как с дальнейшим увеличением содержания смазки давление выталкивания существенно не уменьшается [737].
Наиболее распространенной и дешевой смазкой является стеарат цинка [745], однако для прессования бронзы, нержавеющей стали и меди целесообразно использовать стеарат лития [737, 745], для никельсодержа-щих порошков — стеарат никеля, для медных порошков — смеси стеаратов лития и цинка, кальция и цинка [745]. Для порошков железа наибольшее повышение плотности брикета и снижение давления выпрессования достигаются при введении стеариновой кислоты и стирального порошка [930], а также 1—2,5% MoS2 [298]. Давление прессования при добавлении 1 — 1,5% MoS2 снижается на 20%, а давление выталкивания при введении 2,5% M0S2 — почти втрое.
Для улучшения эффекта смазывания предложена сложная смазка, представляющая собой жиро-водяную эмульсию и состоящая из 0,1 — 50% двух или более жирных кислот или их производных, высшего гидролизного спирта, жидкого парафина, воска или низкомолекулярного полн-иаобутилена и 0,01—20% вещества, образующего электрически незаряженную эмульсию [213]. Введение одновременно стеариновой кислоты или стеарата цинка и MoS2 или графита в шихту, подвергаемую кратковременной обработке (3 мип) в барабане с резиновыми или пластмассовыми шарами, дозволяет осуществить равномерное нанесение смазки на поверхность частиц, что снижает давление прессовапия, но не препятствует спеканию [373].
174
Прессование многокомпонентных систем. Введение в состав многокомпонентных композиционных материалов веществ, играющих роль твердой смазки, в ряде случаев позволяет значительно улучшить их прессование и уплотнение без дополнительного введения иных смазок. Так введение в железо 4% графита снижает давление прессования на 20%, а давление выталкивания — более чем в два раза [61].
Изучено [443, 648] влияние графита в количествах от 3 до 30 мас.%, или 10—90 об.%, а также сульфида цинка в количествах 2,5; 5,0 и 10%'
Г
Рис. 127. Зависимость плотности материалов на основе железа от давления прессования и содержания второго компонента:
а — 1 — 0: 2 — 3; -3—5; 4—10; 5 — 15; 6 — 20- 7 — 25; 5 — 30% графита; 6 — 1 — 2,5% ZnS; S — Ь\ ZnS; І — 10% ZnS; 4 — 20% Ni; 5 — 50% Ni; 6 — 80% Ni; 7—100% Ni.
как твердой смазки, и второго компонента — 20, 50 и 80% никеля, 1% О3С2 и 7% хрома в железо, полученное методом восстановления.
Установлено [647, 648], что введение второго компонента снижает пористость при одипаковом давлении. Это объясняется улучшением укладки частиц (рис. 127). При больших давлениях прессования (свыше 5 т/см2) минимальное значение пористости наблюдается для материалов, содержащих до 10 мас.% графита. G увеличением содержания графита, так же !гаи и с увеличением давления прессования свыше 5 т/см2, пористость практически не изменяется (рис. 128). Наблюдаемый эффект является следствием проявления упругих последействий, связанных с влиянием графита.
Логарифмическая зависимость плотности двухкомпонентных материалов от давления прессования в большом интервале давлений имеет линейный вид и может быть выражена уравнением
IgY = H (lg P — Ig Рт) + Ig їт,
где п, т — постоянпые для данного материала; уТ — плотность утряски, полученная экстраполяцией прямых до их пересечения (Vt = 3,46— — 3,87 г/см3 для всех исследуемых составов); Рт — давление, необходимое для получения брикета плотностью, равной плотности утряски (в зависимости от состава Рт = 3,9—8 кГ/см2). Коэффициент п является тангенсом угла наклона прямых (для линейной области данной зависимости)
и равен - , а его абсолютная величина зависит от содержания второго компонента (рис. 129).
175
1
Шш WBX даяных видно, что второй неметаллический компоп^пт как дм* и хрупкий (карбид хрома), так и антифрикционный /(графит срздфвдаї) аначятельно снижают значение п, а металлический второй коМ1 (никель) незначительно изменяет или даже повышает е^о (хром)" >но, влияние твердых смазок, имеющих разные структуры и со-^ на процесс уплотнения практически одинаково. /
