Антифрикційні сплави та їхні властивості

Металургія не стоїть на місці, а постійно розвивається. Одним з найкращих досягнень на даний момент є антифрикційні сплави. Що вони собою представляють? Де використовуються? Які висуваються вимоги до антифрикційних сплавів?

Загальна інформація

Отже, для початку давайте визначимося з тим, навіщо ж необхідні антифрикційні сплави. Їх використовують для того, щоб підвищувати довговічність важких поверхонь механізмів і машин. Як приклад можна навести антифрикційний сплав підшипників. Завдяки використанню цього матеріалу ця складова частина працює більш тривалий час і повільніше зношується. Також завдяки хіміко-фізичним властивостям можна говорити про те, що створюються і оптимальні умови для нанесення мастила. Як результат - вона буде краще утримуватися на нанесених місцях.

Особливості

Продовжуємо розглядати антифрикційні сплави. Властивості цих розробок багато в чому залежать від вихідних матеріалів. Для отримання бажаних цілей може використовуватися олово, свинець, мідь, алюміній і багато інших. Завдяки м 'якій основі виріб буде добре прироблятися при терті. Наявність твердих металів (таких як мідь, цинк, сурьма) сприяє збільшенню рівня навантажень, які деталь може витримати. Завдяки поєднанню можна отримати елемент з низьким коефіцієнтом тертя, високою теплопровідністю і хорошою прироблюваністю. Слід зазначити, що в цій сфері існує досить багато напрацювань. Залежно від переслідуваних цілей і формують вимоги до антифрикційних сплавів.

Баббіти

Так називають антифрикційні матеріали, створені на основі свинцю або олова. Найбільше їх поширення - це заливка вкладишів підшипників ковзання. Деталі, при виготовленні яких використовувалися баббіти, показали хороші результати на великих окружних швидкостях. Також вони добре справляються зі змінними та ударними навантаженнями. Вимоги до антифрикційних сплавів різняться залежно від приналежності до однієї з трьох груп. Так, можуть бути майже повністю з олова, зі свинцю і з різним відсотком змісту цих матеріалів. Слід зазначити, що тут доводиться вибирати між ефективністю і довговічністю. Так, найкращі антифрикційні властивості у олов 'яних баббітів. Додавання свинцю позитивно позначається на терміні служби самої деталі, але негативно на якості роботи і стирання інших елементів механізмів. Також варто відзначити і те, що баббіти на основі цього матеріалу є більш дешевими. Щоб знайти баланс, свинцеві деталі використовують у легких умовах роботи.

Бронзи

Їх досить багато:

  1. Оловянно-фосфористі бронзи використовуються у випадках, коли необхідний прояв високих антифрикційних властивостей. Вони можуть запропонувати низький коефіцієнт тертя, малий знос і високу теплопровідність. Таким чином, ці деталі можна успішно використовувати, коли передбачається робота зі значним навантаженням і високої окружної швидкості.
  2. Алюмінієві бронзи відрізняються високою зносостійкістю. Але їх застосування може призвести до того, що термін служби валу скоротиться.
  3. Свинцеві бонзи пристосовані для роботи в умовах ударного навантаження.

Якщо планується використання механізму на помірних навантаженнях і малих швидкостях, то можуть використовувати латунь.

Використання алюмінію

Необхідно відзначити певну дефіцитність свинцю і олова. Тому поширеною практикою стали антифрикційні сплави на основі алюмінію. Вони мають хорошу корозійну стійкість, а також механічні, технологічні та антифрикційні властивості. Антифрикційні сплави алюмінію наносяться тонким шаром на сталеву основу. Таким чином, у технологів виходить корисний біметалічний матеріал. Слід зазначити, що результат, який вийшов, може відрізнятися за своїми хімічними властивостями. Виділяють дві групи сплавів:

  1. Сюди відносять алюміній з сурьмою, міддю та іншими елементами, що можуть утворити тверду фазу в м 'якій основі. Серед цієї групи є явний лідер. Так, найбільше поширення отримав сплав, в якому, крім алюмінію, міститься ще сурьма і магній. Отриманий матеріал добре себе зарекомендував в умовах рідинного тертя навіть на великих швидкостях і високих навантаженнях. Його назвали АСМ. Вкладиші підшипників для колінного валу, зроблені з нього, можна зустріти в двигунах автомобілів і тракторів.
  2. У цю групу відносять сплави алюмінію з міддю і оловом. Вони використовуються в умовах напівжидкого і сухого тертя. За своїми антифрикційними властивостями вони досить близькі до баббіт. Деталі, створені за допомогою цих сплавів, можна зустріти в автомобілях, різному транспорті та машинах.

Окремі досягнення

Антифрикційний чавун використовується для підтримки робота підшипникових вузлів. Зараз проводиться три типи цих деталей:

  • сірі;
  • високоміцні з кулястим графітом;
  • ковкі.

Антифрикційний чавун використовується для того, щоб виготовляти черв 'якові зубчасті колеса, що направляють для повзунів та інші деталі машин, що функціонують в умовах тертя.

Слід зазначити, що використання глобоїдальної форми графіту позитивно позначається на зносостійкості металу. Також необхідно проконтролювати, щоб у чавуні було якомога менше вільного ферриту. Рекомендується, щоб антифрикційний матеріал мав їм не більш ніж 15 відсотків від загальної маси. Показником хорошого чавуну є і те, що в ньому відсутні вільні цементити. Правда, погана прироблюваність, чутливість до нестачі мастила і знижена стійкість до ударного навантаження заважають йому отримати поширення. Крім цього, увагу необхідно приділити і металокерамічним сплавам, які можна отримати завдяки пресуванню і спіканню порошку бронзи з графітом. Як альтернативу замість цього металу може використовуватися залізо. Пропорція графіту не змінюється.

Використання заліза як основи для антифрикційних сплавів

Найбільшу важливість має використання сталі. Її застосування виправдане в дуже легких умовах роботи, коли існує невеликий тиск і мала швидкість ковзання. Необхідно нагадати (або повідомити), що сталі є твердими і володіють високою температурою плавлення. Завдяки цьому вони досить погано приробляються. Також стали відносно легко можуть схоплюватися зі сполученою поверхнею і утворювати задири. Існує кілька найбільш популярних варіантів застосування. Так, перший передбачає використання медистої сталі, яка містить невелику кількість вуглецю. Може застосовуватися матеріал і з включенням вільного графіту.

Ув 'язнення

Від якості матеріалів, з яких виготовляються різні вироби, залежить термін їх служби.

Тому кінцевий споживач зацікавлений в тому, щоб отримувати найкращу продукцію. Необхідно зазначити, що тут існує таке негативне явище, як створення деталей з обмеженим терміном служби. Виробники свідомо при створенні роблять все так, щоб механізм вийшов з ладу через певний період часу. Так, може бути розраховано, щоб деталь служила тільки два або три роки. А потім доводиться йти і купувати нову прокладку або інший елемент. На жаль, але таке негативне явище існує і з ним необхідно боротися. Причому це необхідно робити не просто в рамках однієї держави, а взагалі всієї планети. Особливо багато претензій тут до фабрики світу - Китаю, який є світовим лідером з постачання підроблених деталей, елементів, продукції і техніки у всьому світі.