22. Антифрикционные (подшипниковые) сплавы на оловянной, свинцовой, цинковой и алюминиевой основах Вопросы для самопроверки

1. Какие требования предъявляются к антифрикционным сплавам?

2. Укажите марки (состав), структуру и применение оловянных и свинцовых баббитов.

3. Когда применяются цинковые и алюминиевые антифрикционные сплавы?

4. Укажите строение, достоинства и недостатки триметаллических (трехслойных) подшипников.

 

24. Конструкционные порошковые материалы

Порошковые материалы, изготовленные путем прессования металлических порошков в изделия необходимой формы и размеров и последующего спекания сформованных изделий в вакууме или защитной атмосфере при температуре 0,75-0,8 Т_пл. Различают пористые и компактные порошковые материалы.  Пористые называют материалы, в которых после окончательной обработки сохраняются 10 -30 % остаточной пористости. Эти сплавы используют главным образом для изготовления антифрикционных изделий (подшипников, втулок) и фильтров. Подшипники из порошковых сплавов могут работать без принудительного смазывания за счет "выпотевания" масла, находящегося в порах. Подшипники изготовляются из сплавов железа и 1-7% графита (ЖГр1, ЖГр3, ЖГр7) и бронзографита, содержащего 8-10 % Sn и 2-4 % графита (БрОГр10-2, БрОГр8-4). Коэффициент трения железографита по стали при смазке 0,07 - 0,09. Подшипники из железографита применяют при допустимой нагрузке не более 1000 - 1500 МПа и максимальной температуре 100 - 200⁰С. Коэффициент терния бронзографита по стали без смазывания 0,04 0,07 и со смазкой 0,05 - 0,007. Допустимая нагрузка 400 - 500 МПа и рабочая температура 200 - 250⁰С.  Таблица 67

Механические свойства подшипниковых материалов

 

Материалы	sB , МПа	НВ
Железографит	180-300	60-120
Бронзографит	30-50	25-50

Они могут использоваться и как фрикционные материалы, только при этом для повышения коэффициента трения в состав вводят карбид кремния, бора, тугоплавкие оксиды. Компоненты твердого смазочного материала служат графит, свинец, сульфиды и др. Коэффициент трения по чугуну (трение без смазочного материала) для материала на железной основе составляет 0,18- 0,40, а медной основе - 0,17-0,25. Фрикционные сплавы на медной основе применяют для условий жидкостного трения в паре с закаленными стальными деталями при давлении до 400 МПа и скорости скольжения до 40 м/с с максимальной температурой 300 - 350⁰С. Типичным фрикционным материалом на основе меди является сплава МК5.Для работы в условиях трения без смазочного материала применяют материалы на железной основе ФМК-11. Широко применяют порошковые материалы для фильтрующих изделий. Фильтры в виде втулок, труб, пластин из порошков никеля, железа, титана, алюминия, коррозионной стали, бронзы и других материалов с пористостью 45 - 50 % (размер пор 2 - 20 мкм) используют для очистки жидкостей и газов от твердых примесей. В электротехнике и радиотехнике применяют порошковые магниты на основе Fe-Ni-Al - сплавы. Все больше порошковая металлургия применяется для изготовления специальных сплавов: жаропрочных на никелевой основе, дисперсно-упрочненных на основе никеля, алюминия, титана и хрома. Методом порошковой металлургии получают различные материала на основе карбидов вольфрама, молибдена и циркония. Спеченные алюминиевые сплавы (САС) применяют тогда, когда путем литья трудно получить соответствующий сплав с особыми физическими свойствами, содержащий большое количество легирующих элементов, из которых делают детали приборов, работающих в паре со сталью при температуре 20 -200⁰С, требующие сочетание низкого коэффициента линейного расширения и малой теплопроводности. В оптико-механических приборах применяют высокопрочные порошковые сплавы системы Al-Zn-Mg-Cu (ПВ90, ПВ90Т1). Эти сплавы обладают высокими механическими свойствами, хорошей обрабатываемостью резанием и релаксационной стойкостью. Изделия из этих сплавов подвергают термообработке по режиму Т1 и Т2. Все более широкое применение получают компактные материалы (1-3% пористости) из порошков углеродистой и легированной стали, бронз, латуней, сплавов алюминия и титана для изготовления всевозможных шестерен, кулачков, кранов, корпусов подшипников, деталей автоматических передач.  Свойства сталей, полученных из порошков после термической обработки, во многих случаях уступают свойствам деталей, полученных обычными металлургическими методами и поэтому рекомендовать порошковую технологию для высоконагруженных стальных деталей нельзя.  Сплавы на основе цветных металлов нашли широкое применение в приборостроении электротехнической промышленности и электронной технике. Так же как и обычные сплавы, порошковые сплавы на основе цветных металлов обладают высокой теплопроводностью и электропроводимостью, коррозионной стойкостью, немагнитные, хорошо обрабатываются резанием и давлением. Порошковая металлургия позволяет увеличить коэффициент использования металла и повысить производительность труда. Применение порошковых материалов рекомендуются при изготовлении деталей простой симметрической формы, малых масс и размеров. Конструктивные формы деталей не должны содержать отверстия под углом к оси заготовки, выемок и внутренних полостей и выступов. Конструкция и форма детали должны позволять равномерно заполнять полость пресс-формы порошками, их уплотнение, распределение напряжений и температуры при прессовании и удалении изделия из пресс-формы.

60

Припо́й — металл или сплав, применяемый при пайке для соединения заготовок и имеющий температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы. Применяют сплавы на основе олова, свинца, кадмия, меди, никеля и другие.