Антифрикционные сплавы

Их применяют для заливки вкладышей подшипников скольжения. Основные требования, предъявляемые к антифрикционным сплавам, определяются условиями работы вкладышей подшипников. Материал вкладышей должен обладать следующими свойствами:

1) иметь достаточную пластичность для лучшей прирабатываемости к поверхности вращающегося вала и твердость, не вызывающую сильного истирания вала, но достаточную для вкладыша как для опоры вала;

2) рабочая поверхность должна быть микрокапиллярной, т.е. способной

удерживать смазочный материал;

3) иметь малый коэффициент трения с материалом вращающегося вала;

4) иметь невысокую температуру плавления.

Чтобы антифрикционные сплавы удовлетворяли этим требованиям, они должны состоять из пластичной основы с равномерно рассеянными в ней более твердыми частицами, воспринимающими давление вала и работу трения. Во время работы более мягкая пластичная основа на поверхности соприкосновения с валом изнашивается, вследствие чего на этой поверхности снижается число твердых частиц, которые оказываются выступающими на поверхности. Результатом этого является уменьшение трущейся поверхности, а следовательно, и самого трения, потому что образуется сеть каналов (микрокапилляров), в которых хорошо удерживается циркулирующий смазочный материал, одновременно охлаждающий трущиеся поверхности и уносящий продукты истирания подшипникового сплава.

В качестве антифрикционных материалов применяют баббиты, бронзы, чугуны, алюминиевые, цинковые антифрикционные сплавы, порошковые материалы, пластмассы.

Баббиты – это белые антифрикционные сплавы на оловянной, свинцовой основах, используются также кальциевые баббиты на свинцовой основе. В оловянных и свинцовых баббитах содержатся примеси меди, сурьмы и т.д.; в кальциевых – магния, натрия и др. Марки оловянных баббитов: Б88, Б83С, Б16, БН, БС6 и др.; марки кальциевых баббитов: БКА, БК2, БКШ и др.

Наиболее высококачественными считаются оловянные баббиты марок Б88 и Б83С (число за буквой Б показывает процентное содержание олова). Эти баббиты выдерживают очень большие частоты вращения вала, их используют для производства подшипников турбин крупных судовых двигателей, турбонасосов, турбокомпрессоров, электродвигателей. Такие баббиты имеют хорошую сопротивляемость ударным нагрузкам, минимальный коэффициент трения (со смазочным материалом). Свинцовые баббиты марок Б16, БН, БС6 применяют для менее нагруженных машин. Кальциевые баббиты значительно дешевле оловянных и свинцовых. Отсутствие в некоторых кальциевых баббитах олова сокращает потребность в нем. Для более тяжелой работы (в условиях высоких удельных давлений) баббиты использованы быть не могут, они быстро изнашиваются. В этих случаях применяют бронзы.

Антифрикционные бронзы содержат олово и свинец. Широкое применение получили бронзы марок Бр ОС5-25, Бр ОЦС4-4-4, Бр ОФ6,5-0,15, а также бронза марки Бр С30. Последняя отличается высоким сопротивлением износу, выдерживает большие давления и скорости, у этой бронзы основная масса представляет собой твердую составляющую с расположенными в ней мягкими включениями; поэтому подшипники из такой бронзы труднее прирабатываются к валу, но выдерживают большие нагрузки. Механические свойства безоловянных бронз: .

Антифрикционные чугуны применяют для изготовления вкладышей подшипников при вращении тяжелых валов с малой частотой вращения. Используют серые антифрикционные чугуны марок АСЧ-1, АСЧ –2, ковкие чугуны марок АКЧ-1, АКЧ-2, а также высокопрочные чугуны марок АВЧ-1, АВЧ-2. Они имеют перлитную основу и повышенное содержание графита.

Цинковые антифрикционные сплавы марок ЦАМ 10-5 и ЦАМ 9,5-1,5 кроме алюминия и меди содержат 0,03-0,06 % магния. В литом виде их применяют для производства монометаллических вкладышей, втулок, ползунов и т.д. Деформируемый сплав ЦАМ5,5-1,5 используют для получения биметаллических полос со сталью и алюминиевыми сплавами. Ввиду высоких антифрикционных свойств и достаточной прочности ( при 120°С) эти сплавы могут заменить бронзы в узлах трения, температура которых при работе не превышает 120°С.

Алюминиевые антифрикционные сплавы содержат олово, никель, медь, кремний. Подшипники из этих сплавов работают при высокой нагрузке и окружной скорости 15-20 м/с. Марки этих сплавов АО3-1, АО3-2, АО20-1, АН-2-5, АСМ. Последний заменяет бронзу марки БрС30 в подшипниках коленчатых валов тракторов. Эти подшипники также работают при высоких нагрузках и окружных скоростях.

Кроме указанных антифрикционных сплавов применяют пористые подшипниковые сплавы на бронзографитовой и железографитовой основах. В их порах хорошо удерживается смазочный материал, стоимость их ниже, чем других антифрикционных материалов.