Антифрикційні сплави та їх властивості

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

Загальна інформація

Отже, для початку давайте визначимося з тим, навіщо ж необхідні антифрикційні сплави. Їх використовують для того, щоб підвищувати довговічність тертьових поверхонь механізмів і машин. В якості прикладу можна навести антифрикційний сплав підшипників. Завдяки використанню цього матеріалу ця складова частина працює більш тривалий час і повільніше зношується. Також завдяки хіміко-фізичними властивостями можна говорити про те, що створюються і оптимальні умови для нанесення мастила. Як результат – вона буде краще утримуватися на завданих 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 вийшло виріб буде добре прирабативаться при терті. Наявність твердих металів (мідь, цинк, сурма) сприяє збільшенню рівня навантажень, які деталь може витримати. Завдяки поєднанню можна отримати елемент з низьким коефіцієнтом тертя, високу теплопровідність і хорошою прирабативаемостью. Слід зазначити, що у цій сфері існує досить багато напрацювань. Залежно від переслідуваних цілей і формують вимоги до антифрикційні сплави.

Бабіти

Так називають антифрикційні матеріали, створені на основі свинцю або олова. Найбільша їх поширення – це заливання вкладишів підшипників ковзання. Деталі, при виготовленні яких використовувалися бабіти, показали хороші результати на великих окружних швидкостях. Також вони добре справляються зі змінними та ударними навантаженнями. Вимоги до антифрикційні сплави розрізняються залежно від приналежності до однієї з трьох груп. Так, можуть бути майже повністю з олова, 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 баббитов. 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 бабіти на основі цього матеріалу є більш дешевими. Щоб знайти баланс, свинцеві деталі використовують в легких умовах роботи.

Бронзи

Їх досить багато:

Олов'яно-фосфористие бронзи використовуються у випадках, коли необхідно 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 високою окружної швидкості.

Алюмінієві бронзи відрізняються високою зносостійкістю. Але їх застосування може призвести до того, що строк служби валу скоротиться.

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 володіють хорошою корозійною стійкістю, а також механічними, технологічними і антифрикційними властивостями. Антифрикційні сплави алюмінію наносяться тонким шаром на сталеве підстава. Таким чином, у технологів виходить корисний біметалічний матеріал. Слід зазначити, що отриманий результат може відрізнятися за своїм хімічним властивостям. Виділяють дві групи сплавів:

Сюди відносять алюміній з сурмою, міддю і 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 сурма і магній. Отриманий матеріал добре себе зарекомендував в умовах рідинного тертя навіть на великих швидкостях і високих навантаженнях. Його назвали АСМ. Вкладиші підшипників для колінчастого вала, зроблені з нього, можна зустріти у двигунах автомобілів і тракторів.

У цю групу відносять сплави алюмінію з міддю і оловом. Вони використовуються в умовах напіврідкого і сухого тертя. За своїм антифрикційними властивостями вони дуже близькі до баббитам. Деталі, створені з допомогою цих сплавів, можна зустріти в автомобілях, транспорті і машинах.

Окремі досягнення

Антифрикційний чавун використовується для підтримання робота підшипникових вузлів. Зараз виробляється три типи цих деталей:

сірі;

високоміцні з кулястим графітом;

ковкие.

Антифрикційний чавун використовується для того, щоб виготовляти черв'ячні зубчасті колеса, направляючі для повзунів та інші деталі машин, що функціонують в умовах тертя. Слід зазначити, що використання глобоидальной форми графіту позитивно позначається на зносостійкості металу. Також необхідно проконтролювати, щоб в чавуні було якомога менше вільного фериту. Рекомендується, щоб антифрикційний матеріал мав їм не більше ніж 15 відсотків від загальної маси. Показником хорошого чавуну є і те, що в ньому відсутні вільні цементити. Правда, погана прирабативаемость, чутливість до нестачі мастила і знижена стійкість до ударному навантаженні заважають йому отримати поширення. Крім цього, увагу необхідно приділити і металокерамічних сплавів, які можна отримати завдяки пресування і спікання порошку бронзи з графітом. В якості альтернативи 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 невелика тиск і мала швидкість ковзання. Необхідно нагадати (або повідомити), що стали є твердими і володіють високою температурою плавлення. Завдяки цьому вони досить погано підлаштовуються. Також стали відносно легко можуть схоплюватися з сполученої поверхнею і утворювати задираки. Існує кілька найбільш популярних варіантів застосування. Так, перший передбачає використання медистой сталі, яка містить невелику кількість вуглецю. Може застосовуватися матеріал і з включенням вільного графіту.

Висновок

Від якості матеріалів, з яких виготовляються різні вироби, залежить термін їх служби. Тому кінцевий споживач зацікавлений у тому, щоб отримати найкращу продукцію. Необхідно відзначити, 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 світі.