Антифрикционными свойствами

Коэффициент трения пластмасс зависит от композиций. Так, пластмассы с асбестовым наполнителем (КФ-3, КФ-6, ФК-24А, ФК-16Л и др.) являются фрикционными материалами, а пластмассы с наполнителем из хлопчатобумажной ткани или древесного шпона и ряд ненаполненных смол — хорошими антифрикционными материалами, применяемыми для изготовления подшипников трения — скольжения.

Бронзы являются важнейшими антифрикционными материалами.

За рубежом начали выпускать для работы при легких режимах цепи, не требующие смазывания, трущиеся поверхности которых покрыты самосмазывающимися антифрикционными материалами.

Для работы в агрессивных средах применяют высоколегированные хромоникелевые стали (14Х17Н2, 20ХВН4Г9, 12Х18Н10 и др.) в паре с мягкими антифрикционными материалами (углеграфиты, наполненные полимерные материалы и др.), а также низколегированные коррозионно-стойкие чугуны и твердые сплавы (ВКЗ, ВК6, ВК8 и др.). В целях повышения твердости и улучшения коррозионной стойкости все металлические материалы подвергаются термообработке, нержавеющие стали - азотированию и хромированию.

Баббиты. Для заливки вкладышей подшипников применяются легкоплавкие антифрикционные сплавы (баббиты) на оловянной или свинцовой основе. Они имеют по сравнению с другими антифрикционными материалами самый малый коэффициент трения (/ = 0,004 -г- 0,009) и, обладая хорошей прирабатываемостью, являются основным подшипниковым материалом, допускающим работу с высокими скоростями и давлениями. Высокая стоимость баббитов, в несколько раз превышающая стоимость бронз, ограничивает область их применения.

Бронзы оловянистые, сурьмянистые, свинцовистые являются прекрасными антифрикционными материалами. Сплавы меди с небольшим количеством (в сумме не более 0,5—1,5%) хрома, циркония, кадмия, никеля, кобальта, бериллия и др. представляют собой группу сплавов с особыми физич. св-вами: высокой тепло- и электро-

Фторопластовые уплотнения. В последнее время появилось несколько сообщений [23], в которых описаны узлы трения с использованием в качестве антифрикционного материала чистого фторопласта-4 (без наполнителей). Эксплуатация этих узлов трения показала бесспорное преимущество фторопласта-4 перед другими, ранее применявшимися антифрикционными материалами (прографиченный асбест и другие); увеличился срок службы узлов трения и улучшились их эксплуатационные качества.

Сопоставление чугуна с другими антифрикционными материалами указывает на' значительно более низкую стоимость его по сравнению с антифрикционными сплавами цветных металлов (рис. 10). Что же касается поведения в эксплуатации, то повышение температуры вызывает у чугуна сравнительно меньшее изменение таких характеристик, как сила трения (рис. 11) и коэффициент трения (рис. 12), чем у бронзы или баббита. Изменение же скорости вращения вызывает у чугуна иные качественные изменения, чем у бронзы и баббита.

Облицовка (заготовок антифрикционными материалами при литье В 22 D 19/08; В 65 D (затворов 39/18; 5/56-5/60; эластичной трубчатой 35/14-35/20) тары; изделий при механической обработке давлением В 21 D 49/00; В 29 С (изделий 63/00-63/48; труб 49/24-49/26, 63/00) пластическими материалами; кузовов ж.-д. транспортных средств В 61 D 17/18; печей F 27; поверхностей для получения декоративного эффекта В 44 С 5/04, 3/12; форм, сердечников или оправок при формовании керамических изделий В 28 В 7/36); Облучение (изделий на основе каучука при вулканизации В 29 С 35/08-35/10; использование для обработки воздуха, топлива или горючих смесей в ДВС F 02 М 27/00, 27/06; в химических или физических процессах В 01 J 19/08); Обнаружение (объектов под водой В 63 С 7/26, 11/48-11/50; ошибок в цифровых ЭВМ G 06 F И /00-11 /34; утечек в трубопроводах F 17 D 5/02-5/06); Обогрев (водителей, устройства для этой цели на мотоциклах, велосипедах и т. п. В 62 J 33/00; грохотов и сит В 07 В 1/46, 1/56-1/62; карбюраторы с обогревающими устройствами F 02 М 15/02; mpv6 F 16 L 53/00); Ободья колес [В 60 В <5/00-5/04, 21/00-21/12; крепление (к колесам 23/00-23/12; спиц к ободу колеса 1/04, 1/14, 21/06); составные 25/00-25/22); В 21 {изготовление (D 53/30; ковкой или штамповкой К 1/38); пробивка отверстий в них D 28/30); термообработка С 21 D 9/34; шлифование В 24 В 5/44]; Обоймы (патронные F 42 В 39/06; подшипников F 16 С 33/58); Обработка {изделий (перед сортировкой В 07 С 5/02; металлов В 24 С 21 D); слоистых изделий В 32 В 31/14; стереотипов В 41 D 5/00-5/06; строительных материалов В 28 D); Обратимые гидромашины F 03 В 3/10; Обратные клапаны [F 16 <К (15/00-15/20; для накачивания шин 15/20; с сервомеханизмами 15/18); в наконечниках смазочных шприцев N 5/02)]

При скольжении под давлением чаще применяют материалы возможно повышенной твердости в паре с антифрикционными материалами (в подшипниках и направляющих) или в паре с фрикционными материалами, имеющими повышенное трение (в фрикционных муфтах и тормозах).

Из всех пар трения подшипники скольжения вызвали в свое время наибольшую трудность в обеспечении их длительной нормальной работы в силу высоких удельных нагрузок при сравнительно больших скоростях скольжения. В целях улучшения работы подшипников скольжения были разработаны сплавы, получившие название антифрикционных, т. е. обладающие низким коэффициентом трения (разумеется, при работе в паре со стальным валом). В дальнейшем антифрикционными материалами стали называть любой подшипниковый материал, как металлический, так и неметаллический, твердость которого меньше твердости сопряженной детали.

Титановые сплавы обладают очень низкими антифрикционными свойствами и не пригодны для изготовления трущихся деталей. Для повышения износостойкости титановые сплавы следует подвергать химико-термической обработке — цементации или лучше азотированию. Азотирование проводят при 850—950°С в течение 15—25 ч в диссоциированном аммиаке или сухом, очищенном от кислорода азоте. В результате азотирования получается тонкий (около 0.1 мм) слой, насыщенный азотом с HV 1000—1200.

В связи с высокими скоростями скольжения и неблагоприятными условиями смазки материалы червячной пары должны обладать антифрикционными свойствами, износостойкостью и пониженной склонностью к заеданию.

Ч у г у н обладает хорошими антифрикционными свойствами благодаря включениям свободного графита, но прирабатывается хуже, чем бронзы. Его применяют в тихоходных и умеренно нагруженных подшипниках,

Наряду с высокой механической прочностью без снижения коррозионной стойкости, сплав Бр.АЖ9-4 обладает высокими антифрикционными свойствами. При введении в этот сплав 4—6 '/о Ni сохраняются основные свойства алюминиевых бронз, а также приобретается стойкость к газовой коррозии до температур ~500°С.

Ковкий чугун маркируют буквами КЧ и цифрами. Первые две цифры указывают временное сопротивление при растяжении (кгс/мм2) вторые — относительное удлинение (%). Из отливок ковкого чугуна изготовляют детали, работающие при ударных и вибрационных нагрузках. Так, ферритные ковкие чугуны КЧ 37—12 и КЧ 35-10 используют для изготовления деталей, эксплуатируемых при высоких динамических и статических нагрузках (картеры редукторов, ступицы, крюки, скобы и т. д.), а КЧ 30-6 и КЧ 33-8 — для менее ответственных деталей (головки, хомутики, гайки, глушители, фланцы, муфты и т. д.). Твердость ферритного чугуна НВ163 (1630 МПа). Перлитные ковкие чугуны КЧ 50-4, КЧ 56-4, КЧ 60-3 и КЧ 63-2 обладают высокой прочностью, умеренной пластичностью и хорошими антифрикционными свойствами. Твердость перлитного чугуна НВ 241—269 (2410—2690 МПа). Из перлитного ковкого чугуна изготовляют вилки карданных валов, звенья и ролики цепей конвейера, втулки, муфты, тормозные колодки и т. д. Ковкий чугун применяют главным образом для изготовления тонкостенных деталей в отличие от высокопрочного магниевого чугуна, который используют для деталей большого сечения. Некоторое применение нашел антифрикционный феррпто-перлитный чугун АКЧ-1 и АКЧ-2.

4 % Zn и до 2,5% РЬ, их изготовляют в виде прутков, лент и проволоки в нагартованном (твердом) и отожженном (мягком) состояниях. Эти бронзы предназначаются для пружин и пружинящих деталей, применяемых в различных отраслях промышленности. Структура деформированных оловянных бронз а-твер-дый раствор (рис. 171,6). Литейные бронзы, содержащие большое количество цинка, фосфора и нередко свинца, имеют двухфазную структуру «-твердый раствор и твердые, хрупкие включения б-фазы, входящие обычно в структуру эвтектоида. Приведенные в табл. 27 бронзы обладают невысокой жидкотекуче-стью, малой линейной усадкой, высокой коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. Применяют литейные бронзы для изготовления различной арматуры, я также в тех случаях, когда требуются повышенные электро- и теплопроводность в сочетании с хорошей сопротивляемостью коррозии в агрессивных средах.

Бронзы, особенно двухфазные, обладают высокими антифрикционными свойствами. Это объясняется тем, что при затвердевании в них образуется резко выраженная дендритная структура (рис. 171, а), причем в осях дендритов содержится олова меньше, чем в межос-ных пространствах, являющихся

баббиты имеют низкую прочность (ств =-= - 60-^120 МПа, НВ 13-^-35(130—350 МПа), невысокую температуру плавления (220— 320 °С), повышенную размягчаемость НВ 10—25 (100—250 МПа) при 100 °С, отлично прирабатываются и обладают хорошими антифрикционными свойствами. С другой стороны, они имеют низкое сопротивление усталости, что ухудшает работоспособность подшипника. Оловянные баббиты используют в подшипниках турбин крупных судовых деталей, турбонасосов, турбокомпрессоров, электрических и других тяжелонагруженных машин.

Баббиты БК обладают хорошими антифрикционными свойствами, они менее хрупки и более износостойки, чем баббит БС.

Оловянные бронзы обладают хорошими литейными и антифрикционными свойствами, высокой антикоррозионной стойкостью в атмосферных условиях и в воде, хорошо обрабатываются резанием, свариваются и паяются. Предназначаются для изготовления антифрикционных деталей и литых деталей, работающих на трение.

Свинцовые бронзы являются сплавами Си—РЬ, содержащими 27—63% РЬ; обладают весьма высокими антифрикционными свойствами; применяются для деталей, работающих в условиях трения — скольжения.