Каучуковом связующем

Имеются также стали с высокой кавитационной стойкостью2. Обычно это стали с высоким содержанием хрома (для сопротивления коррозии) и структурно неустойчивым аустени-том. Образование мартенсита при ударе водных струй, как показали опыты И. Н. Богачева, весьма положительно влияет на кавитационную стойкость. Примером кавитационной стали может служить сталь марки ЗОХ10Г10 (0,3% С; 10%Сг; 10% Мп).

здания условий для возможности такого разрушения. Если на стадии проектирования невозможно исключить возможность эрозионного разрушения, приходится решать трудную задачу защиты детали от эрозии. Наилучшую кавитационную стойкость показывают сплавы, имеющие структуру метастабильных твердых растворов, способных при деформации претерпевать мартен-ситные превращения. Считается, что при этом железомарганце-вые сплавы имеют преимущества перед железоникелевыми [5]. Перспективными могут быть и стали мартенситного класса со структурой малоуглеродистого стареющего мартенсита.

Кавитационную стойкость осадков хрома определяли на магнитострикционном вибраторе при амплитуде колебаний 60 мкм, частоте 8300 Гс. Образец помещали в торец никелевой трубки и погружали в сосуд с водой на глубину 3 мм. Температура воды была 25° С. Испытание продолжали в течение 3 ч (образцы взвешивали каждый час для определения потерь в весе). Установлено, что молочные хромовые осадки обладают лучшей сопротивляемостью кавитации, чем блестящие. У бле-

Отпуск молочного хрома при температуре 550° С с выдержкой 2 ч и последующим охлаждением на воздухе значительно снижает кавитационную стойкость.

Кавитационная стойкость стали после азотирования возрастает(рис. 40 к Так стойкость стали марки 38ХМЮА после азотирования более чем в 17 раз превышает стойкость ее в улучшенном состоянии и в 8 раз — стойкость цинкового покрытия с пассивированием этой же стали. Положительное влияние оказывает азотирование и на кавитационную стойкость аустенитной стали марок 1Х18Н9Г, ЭИ123 и др. Наличие е фазы в слое снижает сопротивление кавитации. Поэтому шлифование азотированных деталей приводит к повышению сопротивления кавитационной эрозии.

Рис. 40. Влияние режима азотирования на кавитационную стойкость стали: / — сталь марки 38ХМЮА, азотирование по режиму 525°С, 35 ч; 2 — сталь марки 38ХМЮА, шестикратное азотирование по режиму 510°С, 12 ч + 540°С, 40 ч; 3 — сталь марки 38ХМЮА, азотирование по режиму 510°С, 12 ч + 540°С, 40 ч, с последующим шлифованием на 0,05 мм; 4 — сталь марки 38ХМЮА после улучшения; 5 — сталь марки 1Х18Н9 без азотирования; 6— сталь марки 1Х18Н9Т после азотирования по режиму 600°С, 75 ч; 7 — ЭИ123 (X14HI4B2C2T) без азотирования; 8 — ЭИ123 после азотирования по режиму 650°С, 120 ч

1. Увеличение содержания до 13,5—14% хрома (при содержании 0,2% углерода и 8% марганца) приводит к повышению кавитационной стойкости. При содержании хрома более 14% в хромо-марганцевой стали увеличивается количество и размеры структурно свободного феррита. Это снижает кавитационную стойкость , стали.

4. Увеличение содержания кремния от 0,5 до 1,0% повышает кавитационную стойкость, однако при дальнейшем повышении содержания кремния свыше 1% снижаются пластические свойства стали.

5.Модифицирование хромомарганцевой стали титаном до 0,1 % улучшает прочностные свойства и кавитационную стойкость, так как при этом образуются,тугоплавкие устойчивые взвеси нитридов, измельчающие зерно стали.

Кавитационную стойкость осадков хрома определяли на магнито-стрикционном вибраторе при размахе колебаний 60 .мк, частоте 8300 гц. Образец ввертывали в торец никелевой трубки и погружали в сосуд с водой на глубину 3 мм. Температура воды была 25° С. Испытание продолжали в течение 3 ч, каждый час взвешивая образцы для определения потерь в весе. При увеличении продолжительности испытаний характеристики кавитационной стойкости стали полностью сохраняются (рис. 7). Установлено, что молочные хромовые осадки обладают лучшей сопротивляемостью кавитации, чем блестящие. У блестящих, более твердых и хрупких осадков, очаги разрушения крупнее, у молочных — мельче. Это объясняется меньшей пористостью и более низкими внутренними напря-

Отпуск молочного хрома при температуре 550° С с выдержкой 2 ч и последующим охлаждением на воздухе значительно снижает кавитационную стойкость.

Для связывания отдельных компонентов фрикционных материалов в одно целое во фрикционные материалы добавляют органические связующие вещества, к которым относятся естественные и синтетические каучуки, смолы, различного вида пеки, битуминозные вещества и т. п. По типу связующего асбофрикционные материалы делятся на материалы на каучуковом, смоляном и комбинированном связующем. Изделия на каучуковом связующем имеют относительно высокий и устойчивый коэффициент трения при нагреве до 220—250° С и отличаются невысокой твердостью. Для возможности вулканизации в эти фрикционные материалы добавляется сера. Путем изменения количества каучука и серы или путем добавления специальных мягчителей можно получить эластичные фрикционные материалы, применяемые в таких узлах, где происходит значительная деформация накладок (например, в ленточных тормозах). При температурах 250—300° С каучук начинает деструктировать, что приводит к снижению износостойкости фрикционного материала и уменьшению его механической прочности. Поэтому в ряде типов фрикционных материалов на каучуковом связующем применяют армирование накладок для увеличения их механической прочности.

износоустойчивость, но несколько меньшее значение и меньшую стабильность коэффициента трения, чем материалы на каучуковом связующем. За рубежом применяют в качестве связующего природный асфальт (гильсонит), имеющий большую твердость; при добавлении в него серы он становится более термостойким. Асфальты также сообщают фрикционным материалам водонепроницаемость и повышенные фрикционные свойства.

Комбинированными связующими являются различные виды смесей каучуков и смол. Фрикционные материалы на комбинированном связующем обладают качествами, присущими материалам на смоляном и каучуковом связующем. Соотношение между частями комбинированного связующего определяет характеристику асбофрикционного изделия — его физико-механические свойства, износостойкость, значение и стабильность коэффициента трения. Увеличение смолы ведет к увеличению твердости, хрупкости, термостойкости и износоустойчивости изделия. Увеличение количества каучука снижает твердость и увеличивает величину и стабильность коэффициента трения. Формованные фрикционные материалы на каучуковом связующем могут изготовляться как холодным, так и горячим формованием, а фрикционные материалы на смоляном и комбинированном связующем — только горячим формованием. Применение комбинированного связующего открывает широкие возможности создания теплостойких и износоустойчивых фрикционных материалов с высоким значением коэффициента трения.

Из асбофрикционных материалов для работы в масляной ванне пригодны фрикционные материалы на органическом комбинированном или смоляном связующем. Эти материалы не изменяют своих физико-механических и фрикционных свойств от длительного пребывания в масле. У фрикционных материалов на каучуковом связующем при работе в масле с течением времени значительно снижаются механическая прочность и коэффициент трения. Поэтому их нельзя рекомендовать для использования в таких условиях. Диски контртела для асбофрикционных материалов изготовляют из чугуна или из стали с твердостью поверхности трения НВ > 200.

для материала КА-1-20 на каучуковом связующем Ht = - 0 54 j • Вязкость фрикционного материала на органическом связующем выражается аналогичной зависимостью вида % = — ~ • Начальное

При трении материалов на каучуковом связующем (6КХ-1; 6КФ-14; 6КФ-31, 6КФ-32 и 7КФ-31), начиная с 250° С, наблюдается интенсивное выгорание связующего. Пластмасса К-217-57 на смоляном связующем более термостойка и выдерживает нагрев до 350° С. Материал 6КФ-14 при выгорании дает устойчивый коэффициент трения, равный 0,6. В накладках 6КФ-32 нагрев до 150° С не вызывает существенного изменения фрикционных свойств. Нагрев до 160—200° С может вызвать резкое снижение коэффициента трения, не восстанавливающегося при последующих торможениях и остывании тормозного устройства. Но может быть и так, что при остывании накладки значение коэффициента трения восстанавливается, но при последующих торможениях снижение коэффициента трения начинается при температуре 170—190° С.

Известны формованные материалы на каучуковом связующем, смоляном и комбинированном. Материалы на каучуковом связующем отличаются высоким коэффициентом трения и износостойкостью при сравнительно невысоких температурах (200—250° С). При работе в тяжелонагруженных узлах трения при более высоких температурах каучуковые асбофрикционные материалы имеют недостаточную теплостойкость и вследствие этого низкий коэффициент трения и повышенный износ.

Исследования проводили с ФАПМ типа 6КХ-1Б при трении в паре с серым чугуном. Это материал на каучуковом связующем, применяемый в тормозах, узлах сцепления автотранспортных средств и др. Результаты испытаний приведены на рис. 18. Обозначения кривых соответствуют номерам режимов трения, приведенных в табл. 2.

(на каучуковом связующем) выше, чем у материала ФК-16л (на смоляном связующем). Интенсивность изнашивания с увеличением давления возрастает. В интервале сравнительно небольших давлений (рис. 22) она возрастает пропорционально росту давления в степени меньшей единицы, а при более высоких давлениях она возрастает практически линейно от давления (рис. 25).»:ж«-'

Для асбофрикционных материалов на каучуковом связующем ц0 и "у соответственно равны (2,3—2,4) • Ю"17 Дж и (0,45—0,60) • 1Q-26 м3. Для более жестких материалов на смоляном связующем: ий = 4,7-10~17 Дж, ч== 2,5-10~26 м^.

где е/ — полная дефс/рмация в определенный момент времени; ЕО — мгновенная (упругая) часть деформации, рассчитанная по закону Гука; Я = (ею — еа)/е0; здесь еот — деформация при времени (ж ; Я, D и а — реологические коэффициенты материала; t — время от начала испытания. Для асбофрикционных пластмасс на каучуковом связующем А= 3,6-г-4,0; D= 0,10^-0,12; «= 0,45-^-0,49. Для более жестких асбофрикционных пластмасс на смоляном связующем Я= 1,01-^-н-1,5; D = 0,03-f-0,05; a = 0,5-5-0,6.