автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Разработка и исследование порошковых материалов для подшипников скольжения кашировальных машин

о . я а ■

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

На правах рукописи

ЗУБАРЕВ ВИКТОР ЕГОРОВИЧ

УДК 021.8; 021.822; 021.89; 021.70

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ КАШИРОВАЛЬНЫХ МАШИН

Специальность 05.02.01 — А\атериаловедение в машиностроении

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 1990

Работа выполнена в Киевском ордена Трудового Красного Знамени Институте проблем материаловедения АН УССР им. И. Н. Францевича.

Научный руководитель — доктор технических наук ЗОЗУЛЯ в. д.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ГОРДИЕНКО Л. К., кандидат технических наук, доцент ВЛАСОВ В. М.

Ведущее предприятие — БРНПО «Порошковая металлургия» г. Минск.

Защита состоится июня 1990 г. в 14 час. 00 мин.

на заседании специализированного совета K0G3.44.02 в Московском ордена Трудового Красного Знамени институте химического машиностроения по адресу: 107884, ГСП, Москва, Б-66, ул. К. Маркса, дом 21/4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан мая 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук

А. Г. ПАРШИН

РЕЦАЯ КАРАлТЕРЙСГ'.К А РАьсП

Актуальность ггэоблэчы.Позгщение производительности качества мат:-гм за счет применения ноэкх материалов лаляется первостепенной задачей а техническом Пйроосяачоняи народного хозяйства кнзеП страны, особенно оборудования текстильной прэ-¡соленности по внпуску пленочных материалов, искусстзеяких кож, клеенок и др.

Формирование неткангопс магериадоз лз счет нанесения рас-олаэленнюс орга.чэтеск;пс яяеноа требует дополнительного на греза нэкатних валков каамровальных калия вместе с лгаои и аод-лнл.чи-ком до 250°С, что является глазной причиной их выхода из строя,. особенно подяйпяяюз качения. Судя по опыту эксплуатации кали-ровальных малки ф;фун " 2.оттеъ ",5РГ, ресурс работы мгето продлить путем за«ены лодлетлилоа алченна лодаапниха сколь-яения кз порозкознх материалов на основе «еди.

Создание отечестве,.лых подзйлннковюс иатеркалоз избавляет ■пату страну ог вялэтныг закупок каакровалыпк малин и запасных лодакакигсоз,позволит !лодерн;;з:!роэзтъ, наладить Еипус;; оборудования.

Шес-чиеся з казеЯ стране порядковые триботехничесгие кате-ркаяц по составу « своЯсвам на способна обеспечить наде-даость эксплуатация залкооих «аз;и хганчесяого аазиностроения. 3 связи с з?'.с4 разработка техиалогла получения, составов «атериа-доэ и подзтаникоз из них методами поролховой металлурги;: является актуальной материаловедчесной задачей, киеядей загу.ое н а р оч о х о з с т е е н н с е значение.

Настоящая работа выполнена з соответствии с постановлением СМ СССР от 20.09.1979 г. 5 Б82 " 0 дальнейшей развитии по-розяовой металлургия до 1990 г." и предусиатривает резекяе конкретной задачи з ралках государственной целевой программы ОЦ.011.07.05.

Цель исследования. Разработать износостойкие порошковые материалы для подлипнихоз скольжения валковых кашкровальных маахк, работавшее при граничной смазке с нагревом до 250°С, нагрузках до 7 Ша, и скорости скольаения до 4 м/с; подобрать для подобных условий эксплуатация в созданных подэгаников смзэочкыэ «атериаты.

Поставленная цель достигалась решением сдедущих основ-

- г -

згдя.ч :

- рвгрзботеть кокпдексную методику лабораторных исследо-рянкй Ект^рякииокных устериаг.ов, паззолдгчу» моделировать угле ска р&С'сты ус-лоз гренкя Балкоэьпс ка-з кровельных

- кглнгггь (тиау.кз - хкнкчегете асаекгн иехянизма трения

и к;-5.г-..."угс:-;:5д порегхопкх уа?ерхалов на основе меди при грзни-ч;гГ. с«'.,с пгзгсдагйс^и от сгрукгурно-фазовкх особенностей, хк»»гос?ч?- подзилпикзвых матеря&дон, видв смазки и режимов я?" гру*-'";.

- с учет?к уст&ксвлсякях закономерностей и факторов,вли-

т-^-лх ил г £?с-7с:посс:'.)1'эс7ь с «сто:.« трения скольаения казмрова-л«.«мх -ч:.-'-"»::!, сойд^ть яорэзковыо аодгалниковы? катериалы епти-ы:-л!.!:>•• "о сг>;т:.г-!:;

- г-<:ть в про^егдетьо разработанные ТУ в та на изго-тобл®!«/-; г аогтапгу" е'.с-годко аркЯних партий всдлйлников..

И...-Ч.—•.<» Ус72)!ОР.ЯОНО, ЧТО ГЛваНЫХ ВИДОМ ИЗНОС8

п'йг,о':.г:о.с.1_'х л'.дгм-^'.'лгг-ь к^лировальних доэдт явяявтея уст-алост-нс" «•.:»:;•.:.кауч«»:ы о::Г'р.»во гсродессгг механизма разрузе-и.'.к к^ктпкгог я:. • ;>>••! о стнюс слоев гранка порэзховых

кагег;-.: сь ка сс.-юье ксди. ССнйруяеио оСрс.гованке'в масле при трьтс-р.шних продуктов окйслйнкя С :г.;зк?^"зл^кулл?Я1« орга-н^'С^мч лислст, скечггсло?, водн), слссо£с?г:у*~и:с рэзгктд» гагогд'^ичся в зоне слеченких контактов ^ствлоетпия микротре-

гггпслагг.г.& подповерхностных слоях вдоль сил трения, с псслг-дусс.г* выходом ке яоьер.июоть и отсг.аиайн:*ла мв-тг.лл^Гчгских продукта износа.

Установлена взаимосвязь к езду лктанс нанос-тыл иппось и ь:<-дауи сг-рукгурнс—^язсього упрочнения материала. ГЬкьзано, что обрас :ваниг ас граккдагг сазн^гиих контактов кктеряйт&яледсв ' олова к к2дк ученьз&ет воэмоякзеть зарождения от редин, а оСразозанкг твердых растворов кккеля к олоза в мед:; аргпят-стзуег" развит;® усталс-с7?5кх разруленк;"!. Упрочнение перолказай бронзм иакровхлэтени.тг;: пороговых плифсБальных отходов стали и чугуна способствует уменьшенив кзкоса яодгипнкков.

Установлено, что наибольшей износостойкость:, лри граничной высокотемпературной смазке маслами обладают порошковые материалы на основе ме_я с добавками олова, никеля, графита ( 8 вес.% слова + 5 нккеля ч 3 гр-фкта,остальное - медь}.

Добавка к даккокт составу - основе ыкпозициокного ыате-

риала 25... 10% порозхозых али^эаальнтс стходоз сталей 01X - 15, Р6115 аовьиает грузоподъемность систем трения еях-.: •г.ения з 1,5 - 2 раза.

ПЬзкт'Лческзя ценность и результатов работы.

На основании результатов комплексных исследований разрз5огз-на конструкция составных крупно гаСаритннх опор скольтеаиа валковых казиразальнцх малин, а та.тг.е олтдаальныз состззч ' поролковцх иатериалоз для подлилннтаз и технология хх изготовления.

Зыбряны оптимальные по смазочным сзойстзпк масла для высокотемпературных узлов'тренил кал/розальных мапи, разработаны рекомендации по применен;» созданных материалов з различных условиях эксплуатации.

3 результат» отаггно-лромыаленной прозерха рекомендация на производственных полировальных долинах Лемиградского ПО "ЛСКСд" фабрики "Пролетарски труд" меязедомстпенноЯ хо-миссиеЯ «или приняты я ..лгальзозгняэ технологические инструкции и услоакя для изготовления пороякоэых подлалнихоэ, сериЯккЯ выпуск которых освоен з цехе яоролксаоД ьгеталлургяк СКТБ ИШ АН УССР.

Ежегодный фактический эконоитесккЛ эффект от зяедре кия, начиная с 1065 года, составляет 436 тысяч рублей.

На 'гСкеэсхом ПО "Еолъзгэик" зкпуцена первая партия кз-ойрозяльных мазал отечественного яроиззодстза со слечен-нкуи подсписками, смазызае^огди новым эысоютеьгпярагурмкч маслоч ЗЖ - 130.

Апробации работы. Основные результата работы доклады-вались на: семинаре СССР "Состояние и перспективы упро-

чнения деталей тракторов и сельхозмашин", Паскза, 1936; Х71 ЗсэссязноЯ науно - технической конференции по тВолковым иатериалзм, Свердловск, 13с-_. г.,; ЗсгссвзноЯ конференции по применен',® хомлозиц'лонных материалов, Минск, 1ЭЗЗ г.; Зсэ-со^оноя научно - технической конференции "Созсег/енныэ проблем гриботезснологии", Николаев, 1363 г.; Ме'зреслублигсзн-ской научно - технической конференция " Свойства пороззо-зых хоздмзициокнкх материалоз и локрытиЯ", 3олгоград, ГЗЗЭ г; Научно - технических конференциях и семинарах К1Г.1 АЧ УССР, г.Киев,1936-1589 гг., на семинаре кафедры материаловедения

к'осквз, 1Э?0 г. к УП &>здунзродном с:м!оз;гл:е по комзо-зкциокккы кеталдкческкм материалал(>ЧССР,19Э,Э г.

Публикации. Со результатам выполненных исследований опубликована 1 сечатккх рз5от.

Структура я е^ъем диссертации, работа состоит из введений, плт.5 , обцих в;;зодсв, десять: приложений, списка лктерзппк, ®клвчаг)цего ЮЗ наименования. Сбдкй объем диссертации ^ V'с та в ля 5 г 138 стрянкц мз.зинолисного текста, содержит 10 таблиц к 45 рисунков.

СОД^АКЖ РАБОТА

Во вп'Т^яии изложены основные предпосылки,определяющие ьст -ельность , цоли к зядачв, ос«озгше научные подокения и рбаультяти, с-ярсделягд/то ценность рэСогк, ее отличительные

ОСССс'ЩОСТИ.

3 Г.ер.йЛр Г-'ЛВ.'-; Д5К обзор К 6К2ККЗ оКСПЯуЗТЩИОЫШХ харпк-теристих порсикоьих триЗатеяшчесякх материалов дл£ узлов трения при рраикчноЯ с.^иг>кй, ковь-згикюс (до 250°С) темлера-

;; ы'.груакек на ск'_..;ые;?;!.~ пр;аге:-гвтельно к

классу текст;'_тьктс ьалко-шх для яроиэоадства коыбинк-

рованньтс негкаиних иаторкалоа..

Дане оценку возможности применил порозкооых: материалов дя£ изготовления содл>янкков на основе г.елезе, игди, силзы-ваемух минеральны;/:! маслами. Сделай зиьод, что применительно к сйП£д4 стольких яр-окатил; валкое кззкрасйлысас «адян по причине ш егггуека при тгхнолапггескях нагрезз;.:, а такхэ образования продуктез окислениа в иасле, болае рациональным является кзг-отевлениз подойников аз иатеркалов на иедной основе, методами пороз.-:свой металлургии, с остаточной по -р;:стость» 20 - 33 %.

Наличие лор б спеченных пад^ктниках.заподнйисгх маслом,, после лреяитк!! обеспечивает садосыазьшание в процессе пусков-остановов, :^эгда гидродинамическая смазка невозможна и когда особенно изнашиваются кезакаленкне ягйкк прокатных валков.

Проанализированы тркботехничеекке характеристики порошковых бронз различного состава прицгнительно к условием эк-сшгувтацяи калиров: ъкнх иааж, предварительно намечены химсоставы дихты длл спекания оп-.гккх партий подаизников.

Установлено, что в уехническоЗ лгггеротурэ о?еу?стпуо? описание цеханизь.з' разрушения дорозковшс материалов ка оско-. ве уеди при изнашивании з перегретой иасдо. Не уточнены ротгл\п: сиазкк, не произведет яибор смазочных насел. Зсе это затрудняет разраоотку принципов обеспечения надетаостп эксплуатации узлоз трения яаз:гровалъкых ыаз:ет, уточнение требований з соз-дазгеиш подлинникам.

Ка. основании проведенного анализа сформулирована задачи экспериментальных исследований цо резениэ намеченных вопро-соз.

Зо второй главе описаны методы и средствз проведения за:-сперкменгадьних исследований. Для розекяя поставленных задач был'принят комплексный цетод исследования, вклпчаящи»:

- воспроизЕ )дение основнггх процессов трения а износа, а также самосиазизания при снользенни на трибометрических установках;

- оценку эксплуатационных характеристик порозковых материалов з ависйхоста от их структурно - фазовых особенностей, айда смазки, сказочных материалов, резкков эксплуатации;

- исследование позерхностных слоев тренья с использованием металлографии, рентгеновского анализа, электронной микроскопии и др.

Трнбстехнические исследования проводились на пактах трения, оборудованных кндуктканими датчика«« и санописцэии, позволявшими без остановки ыазгаш автоматически записывать линейнгй изкос и силу трения. Это крайне необходимо для пористых спеченных материалов, поры которых заполняются продуктами износа, что вносит значительную погрешность при использовании метода вззезизания. Применяемая методика . особенно ценна при высокотемпературном трении, когда порн вдобавок заполняется ироду-тами окисления порошковых и смазочных материалов.

Чувствительность вертикальных перемещения дадуктиэных датчиков при износе - 0,1 - 0,01 мкм и это позволяет так^е записывать на бумагу толцину иасляннх пленок при граничной сказке, что также является отличительной особенностью применяемой нами методика на специально сконструированных малинах трения.

При гранично?! смазк.е испытания на трение и изнанизание

- б -

проводились при нагрузках до 20 ¿ЛЬ и скоростях скольяенял до б у/с, с ксхуссгвектм нзгрезои парь* трения до 400°С. "зтесиалоч ьал -кентргела бия выбрана сталь 45, тйрмооб-ря^отенизя до НКС35... 4.0. Для сиазыванка применялось пасло "Индусгрипльное" - 20", ЗИП - 130 я ряд других.

Мстяллэгргфкческяэ исследования поверхностных слоев трелк;: приводились на хгикросколе Ыда - 8, злсгп-ро: :ноу рас-тмикроскопе, рейтге.шэсной установке УРС - 50, Клче-СТ!!0!:|1К'Я ¡олУчсстаскккЯ а;;йл;;э состава поверхностных слэ-«в т|,<!«йй пйр'лгкози'С материалов научался с помочь» рентге-•иогхком) микропн*диэзтора ¡¿АР - I.

С ц>;л1л> установления холичостзсннюс изменений химсос-1'>ь''. п.зсрхпь.-.та^х слс>чз ксдиилкикпз - после длительного трении при нныпем теялъянг. градиентов по толцина поверхностных: ело:ь троима арии^нялся и^тод локального спектрального йиализа ¡¡я сгигетр^гря';« »'('Л - Источники;.! возбуждения езектрп с.'ук/.: ьысокочг.стптныЯ разряд, что давало возхок-р.ос:1! анализировать веськп и.нкяе ело-' металла' ( 5..Л мк«) с пося-йнич стриьлазенкем а-г.<?р/нос?еЯ.

ССрабсрезультатов в>«олнязагь с лркмояениен ат-паратз математической статистики для иа.тах выборок,осно-' ванного на распределении Стыдеита, с выборочной стандартной ■погсепностьо в расчетах - 0,С5, при ойьсао выборки, равной пяти и доверительной вероятности - 0,55.

При ггостроении графических зйевсиаосте?, по дзшшм экспериментов использовался метод наименьших кввдратоз, полегая, что измерения независимы друг от друга и сакбки измерения подчкня-отся нормальному закону распределения вероятностей. '

Тлеть я глава посэяцена экспериыенталькка исследова:;;;-ям физико - химических процессов, происходящих в зоне трения подлинников капироэальных «алии: пластической деформации, окислению, диффузии, структурно - фазовым, превращениям Б поверхностных слоях трен/я ->орозковкх материалов. Изучались тагсяе изменения в сказочней пленке зеледствиз езяй— модеЯстзия уинерельккх масел с хкмически актизньми комаоке1— . нтами ' материалов парь; трения и воздушной среды, с уча— том эксплуатационных особенностей узлов трения, з первуо очередь нагрева до 250°С.

Исследования проводились э условиях моделирования реальных режимов ьагруне:нил, температурных условий и вида смазки. Для определения режима счлаотяния асдчилникоз ка-ширОБальннх «а:з5С-1 бпх проведен ¡симплекс исследования с целью получения дянннх для построения диаграмм 1трис"екз -Герси, Определялись то;Ц!!ны сыа.-очных слоев, гек'П^р.ч гурэ я зон» трения, зязкость млела при раэкпх температурах, ко -эффкциенты трения, предельно - до пуст и-л; с- нагрузки, взнос--стойкость при су.взыеокня раэнгмя нзглами. Сялросгь схоль -жения постоянна - I к/с.

На рис Л представлена диаграмма ¿грибека-Герси, где по вертнхчльнэЯ оси отяегекн коэффициента трения, а по гори -зон галькой - величина, характеризующая реяли тгения - Т[Т/р< где 1р - динамическая вязкое?» масла, Т~А - угловая скорость, Р - нагрузка на я еру трения. _"тзи кривых, лежащие слеза с? миниуальных коэффициентов тления, соответствует пезетам адсорбционного, граничного, полусухого и сухого трения, спраза-гидродикамичесяо<лу ге^с/у. Из представленных результатов видно, что при капельной подяче масла ЗИП - 130 образуются негидсодкнаиическиг еяззочнне слои (см.кризуо I), а в масляной ванне ( кризая 2 ) - ретгнч трения соответствует сначала полухидкосгному, з затея зничночу - наиболее с-ф$ект износу ре-яму для проявления саазочноЯ способности минерзльннх насел.

образец ярп обычно принятых реггагх нагругеяня уавы трется селяроватыва кадет работают ар;; граничной смаз-ге ( арк Р I ... ÍQ MÏIav I ц/с, до 250°С ). Все последующие ойсаерймекты срозодгшксь крепко s гтом pesras тренкя.

Пря создамк-л поролковнх ti оддкзк еловых материалов к нэучекая процэссов трекял ксследованкя были последовательно начаты сначала со сдечеккой аорозиговой кчдц (ь-одель -кьй? матьрвас - осноза ), с цоследукри es легированием теми добазканя, которые дгхтовллксь исходя кз сфэрь5удирозакных пршщилоб надсэмэстй эксплуатации. Так, после изнализония »-¡да установлена, его вследствие пластической дефзр -илцяк псаерхкосгках слоев тргнлл лори Есчезалут» ггагеряад уарг-мястся, асрсуврочняется в отсдаквазгся в в уд в чезуйча -тих продуягоз износа, следуя осей закономерностям механизма усталостного разрузенвд яр к трети (представлено на рас.2).

Pasasrrss усталостных аоддоургнйетшк тредия п выходу » на поверхность способствует кзррозЕонко-опгслвтельк^г процессы на ввен^юге a-.sepxrtocwx в устье кпкротргцдн гг. ¿ аза к« здеР jtb то цат^р-.'-ал-а подлшшкка, ciraosa г. кислорода воздуха, фодугггши взаимодействия язлкятск ' о£Еслк,рас-' тверзьгыг в к^рбоновнг кислотах, скснкислотах, нгоргакичее -ею: гкслота.}, образухдшзд s иасдах ори трении, что не ел ос 5стзует торусеекка распространенна шгрогредян, усугубляя разру7,енйа поргстых поверхностных- слсез тречвд лод-ютнш». " •

Исходя кз совр-чгеннш: представленгЯ с« цахнккзцо уста- -лостного разруленид ц-еталлов, козно представать следугдугз . фязтеескув судя: сть процесса разруденак поверхностных слоев гр^.ад слечгнг-згх yayepuaaoç С са.р«с.З ):

- под дейстзнзм вертгзалшлй кагрузда на доддклнзх Р

о тангенциально надраздекксЗ сглзг тpeass ? пора кегду еле -ченк£ыа uopozsaua ышхдгзаэтеа, зьгггггг аггел: 2 образует тех-стуру плоскостей скольЕеннн, рзелолокеккых под углом s поверхности трендд;

- в ещу сгогаонааряЕенвого состолнен поверхностных ело аз трекая на гракк^з перехода от рестггнзазфсх s cssraa-T3,ms напряхзязкм на ' лаайдзнЕНх гракгцах sepes, спеченных scHrasTOB, з вегепназ: пор н т.д. после каждого оборота сод зоздейстзхед: 5птаоЕндентора - лзрехоаг.оегг зала а'тдзнг-

Рис-2 Хорроэвснно-усталостнке трещины з яозерхкс-стпкх слоях гпеннл дэрслкозоЯ спеченной йщя -лл-.rj гроз лен. увеличение 3S00 Î - калравлениа нагрузк;Гке поеткпнйк 2 -надргзлеглгг схгь" гаеш'л •- :

LEXvrwCn

- -Я* -Л

Рас-Э Ьгеячесзея с =vû пртгся гэзнг sos^.vzíi -грес;гн з пзгерхноеткса слое гро а

20ДДЕ2Л2КЗ

каег и начинает действовать источник дислокаций { 5 ). Генерируемые дислокации .перемещаясь по плоскости, накапливаются и преодолевают препятствия у границ зерен (^о) спеченных контактов (■_!, П ) и выходят каруну,образуя плоскости сю»ль.женил, трещины, сколк и т.д;

- развитию микротрецин, сколов, сдвигов способствуют -бразуюциеся в масле поверхностно-активные продукты окисления, ускоряя отслаивание частиц износа в виде отдельных микрочешуек.

В четвертой главе описаны технологические исследования по соэданко лоролксвых матерке ¿об на оснозе меди, с учетом установленных ранее закономерностей механизма кзназизанпя порлегкх подшипников. Гыли сс&ордгулированы следующие принципы создания материалов:

- износостойкость порошковых материалов на основе меди необходимо повышать за счет упрочнения спеченных контактов

( -места зарождения трещин ), зер^н ( устранение интеркристат-личзского разрушения), а также ыакродкеяеренч^ упрочнением более прочными стальными (чугунной) порошками, ввод'/мимк в шихту материала. . . ■

- входящие в состав для упрочнения меди легируж^не элементы долиш также способствовать нейтрализации воздействия вторичных коррозионно-агрессизнкх продуктов окисления масел.

Данные принципы можно осуществить, повидтао.чу, если легировать пороикозую медь оловом, никелем которые способствует омнлениз коррозионно-агрессивных органических (неорганических) кислот масла. Олово, к толу г.е, упрочняет, спеченные контакты за счет образования интермэталлидкых прослоек,

а также в совокупности с никелем упрочняет, зерна меди зз счет образования твердых растворов.

Исходя из вышеизложенного, в качестве составляицих шихту пороаковых материалов,, кроме меди, (оскоза) входило

также олозо ( 5 '___II% весовых), никель ( 3 Кроме

этого, по мере отработки оптимального состава вьпеукажжкор оловяно-никелезой бронзы, как самостоятельного педзипнико -вого материала, нами в дальнейтгм было намечено создание более слок-гах композ!щионных материалов, основой которых служила бы разработанная бронза, а в качестве уг^очнл-ог,их изно-

- 1Г -

состойких добавзк будут использован«' дешевка пероаки- отходы стали Р&М5, стали ШХ - 15 ( из илифовальных шламов при изготовлении рехухцего инструмента и ларикоподяилникоз), а та-тле отсев мелкой фракции чугунных дробеструйных порошков.

Для придания поролковгш материалам бо; зе высоких ант и -задирных свойств в их состав вводили тягасе пс_ошок графита.

3 таблицах 5 I и Г» 2 приведены с ставы спеченных мате - > риалов и их основные зкегпуатационние характеристик.! в зависимости от технологических параметров спекания - темперагуры я времени. Судя по результатам таблицы № I оптимальными свойствами обладает порошковая бронза состава:^ вес. олова + 5% никеля г- графита после спекания при температуре 8оО°С и выдержки в печи 2,5 часа. При меньаей выдержке по-ро-пки-вклэчения олова и никеля нз успевают рас "воряться ~ меди. Спекание при более низюгх температурах приводит к снижения прочностных характеристик, и износостойкости4. Право -мочность разработанных технологических процессов подтверждена з работе результатами металлографических исследован..Л структурно-£азозих особенностей в зависимости от основных параметров спекания и химического состава разрабатываемых материалов.

Сопоставляя значения эксплуатационных характеристик порошковой спеченной бронзы (табл. !'■ Г) и композиционных ма -терязлоз ( табл.Г5 23, мог-ло заметить, что наполнение брон -зы поролкями чугуноз и сталеЯ улучшает прочностные и трибо-тетаичесяие характеристики. Зоспринимая и равномерно распределяя в матр.ще нагрузку, порогхл-наяо-лнигели та1пге блокируют развитие пластически деформаций, икаротрег. и в поверх -ностных слоях трения подлинника, что способствует уменьшению износа, повышению предельно-допустимых нагрузок ..а узел трения- Наличие в композиционном --атериале бронзовой тепло -проводной антязадири.зЯ матрицц обеспечивает быстрый теплсот-вод ил зоны фрикционного контакта,- форииров! :ия на юрерхно-

А Подробнее технологические инструкции и технические условия изготовления 'лодлипнкноэ каикровалы-гах машин методами по-ро-аковой металлургии внедрены в СгГГБ 1Ш '/Ч УССР,г.Киев,где ■ з'Течение 1563-2Э гг. изготавливаются для ЗПО "ЧСКСИ" прош-яяеккие-.'портии , .зталей.

Таблице У- I

' КЗЙОС Г.ЙЗ©5>Ю>.~ lStüllMB-ÄtJWClKK»

/»латив I : »«"»> тгдывигдвпсииов

г Ч^'ёр Тим ВРЕШ НЙ ■ fa '¿*"J;4 тек® РШЮЧ ш>у*№я

Í „шихты '^КкгКй^-5^?^^ Л-*

%ш

-5, «=о

, вшь-з,

1 ГРДФйТ-í. __fL ЩЬ-ÛCT.

0/И50 -é. ей

ГРАФИТ-3.. КЕДЬ-ОСТ. «i

"олово -il" i* , ЖЕЛЬ-8.' „ 'ГРАФИТ-5.

-ОСТ. es

Y'llí/C VtHfi IIMV-fcAISwP-HíbP-Hma

' ----- * ........... ..... У-1ЫЯ

"В»

e —- '« ¿3 'ta г "ï

Î5 с 40 CMf 4

M .в сн .Iii? >

0" «' isr —4

V 65 eu С.Ш 4

и. JS9

Р Ш 'Ш 4

» 2> и « НИ Ui i

U' У и «s .IM .4

25 IW S

-SJ. M С to) u» t J

О «7 . и. 4J. c.« IM ЫЛ.. J

2J «а 'Ш> i

35 ы а C.M. u): S

U ' № tr is .ы» . -E .6

г?' Ш tM «

15 V. <Я № 0 У

U & ¿3. i, CA Sí» s

« ья 'iüá í '5

S? г> с; г/ (Si Ci« t

и О о Сч. .Ий .î

£» С а' eu LCj ~7

V. И м. с JJi 7 «

У ■а " а. tu MJ SJ3. _ J

г) я ы "îï" 7 ■ »

а а tai 7

& 1 « № ;E0 1 T

.Vi M

ta

IM

st га ЗД г* г» t» pt

ut

«я.

кг

«з

»I

»I '

а

ЕЙ »»'

as. га

Таблица S 2

ГХ

сестдв шихтм,

ШЕ№-дошш£ • КШЙ ВАГРУКЕШЭ

; s®. шфф.. ккм/ч ííjus.

■ р ¡ífis V.K/t Т.'С

У-Ш/ç V-Щ vi«/: Г>«5Иа P»5Mito'

; T'SffC T-tSQt- J.ßo'c Mîû'C V'h'fi

í 25% IÜXÍ?* 1 ! 6Р0(Ш ! ({ШР.ЗД

78. 54 0,014 Q.Q56 14 6

mm 89 58 0.0Í ШАПШЕ)

0,053 .1?

"ft - '

? »БРОНЗА /б : 52 ШАПШЕ) (

0.012 О.С52 12

5

6

M) 220 206

Таблица £ 3 _

1 BntMí» s

p/SÄJrs Дчт(Д иют.мгижшзмп гмда явчхэ ^

^ыатеркш K-ffoTmti two*. пдгрдшгрш киа йзпжаилш IHK

Г "ГМЙВЧРДЗ СШЗКА ллггч'пм ' Ш5ЙГ"

■ ыклса п-28 _ > ° >-0/6 °'UL СУХО- Iii 2-5 i 0,12 2Í

еХИПОЗД* ВОЗДУХЕ

4 SSKEBfr ТРЕНИЕ 0М ,

1 i ВАКУУМЕ ' ц ; у-н : tû

щыоа) ТРШЕ Б К0РСК5Й 3-4 0,09' {о

' го% Р5г.'5' гмякчндя аш 0 ! л п,

ерввмз; KAÜM« ч »

WttKM ' t.n: A« Т ";>,

кЫсш; СЕЖИН- i 2"5:

10_

4

J

5 5

2-5 0,03

" i-> ..w

2-4 И1

2~Д1 W 2-4 0,!Í

6

Д

?

5

л

O.ft i

12 2-4 0042 2~5 T 0.W

riWMTIi IMU.ariv

- АО -

стях наполнителей антизадирньк пленок. Этта я объясняются практически одинаковое значения коэффициентов трения у порс-лкозьгс бронз и композиционных материалов, предназначенных для подлинников.

3 пятой глазе описаны практические рекомендации по применению порошковых триботехническях и жидг'ж смазочных материалов для узлов трения кааиров льных кант, подробно измени их триботехниче"хие и смазочные свойстза з различных условиях эксплуатации.

При выборе сказочных насел в качестве основного критерия отбора служила такая характеристика как теылерат"тщая работоспособность. Гкло испытано одиннадцать видов различных масел, пластичных смазок, синтетических жидкостей и их комбинация. 3 качестве эталона служило жетор-чое масло "Молс"ч - 760", применяемое западногерманской фирмой

л для смазкваяия узлов трения каяировальных ма-икн. Качество масел оценивалось такими критериями как прира-батызаемость, износостойкость пары трения,. величины г эффи-циентов трения и температур з контакте при разных нагрузках на пару трения и температурах искусственного нагреза. Пару трения составляли поропковые бронзы оптимального состава: ОХ олова о% никеля + 30 графита + медь и зал-роли" из ст.45, ИКС 35...40..

Гит о установлено, что сказочная способность у таких отечественных тшсохотзилературных синтетических масел как "роксонсл - 125, П?1> - 240, ЗНК1 НП 12/17 и особенно ЗИП-130 значнтель Ьа.пе, чги у импортного эталонного наела "Ыслсин-760.

Предло-енноо на?...! для смазывания масло ЗИП - 1о0 (высокотемпературное индустриальное, с присадками) пролло премия -ленные испытания в кэзирозалышх газиках с порой! ;быми под-г.'клни.чами на ленинградском производственном объединении "'ДСКСИ4, фабрике "Пролетарски труд" я начало там приценяться с 1931 года.

С целью распространения практически;': рекомендаций по использования разработанных порошковых композиционных ¿гате -риалов были паспортизованы триботехнические свойстза в условиях граничного трения, всухую, вакууке, з речной (днепров -ской), морской ( акватория г.Одессы) воде. Из табл. $ 3 видно, что созд. лая оловяно - никелевая бронза лучие все~о ра-

ботает в условиях граничной смазки при средних (3...8 УПа) нагрузках, скоростях (2...5 ы/с} скольжения, с темпом изна -шивания, обеспечивающим ресурс работы 15...25 тысяч часов. При кратковременной ( до 1000 ч.) работе такие подяипниг.; могут работать в морской и речной воде. Не исключается кратковременная работа всухую и в вакууме (до 100 часов) при минимальных нагрузках не более 5 МПа.

Добавление в пихту к данной бронзе стальных порошков-отходов марки Р6М5 позволяет увеличить предельно-допуст;о.ше нагрузки при граничной трении с маслом. Во всех остальных случаях триботехиическиз характеристики композиционных наполненных материалов несколько снижается. 3 морской воде данные материала из-за .низкой коррозионной стойкости недолговечны, поэтому графы результатов в таблице нет.

Удовлетворит 'льиые свойства и малая себестоимость наго -товления разработанных компознционнкх материалов позволяет рекомендовать их для изготовления подлинников и детате" валковых маикн химического машиностроения, например: стрелок прокатных валков капировальных ыааин, подзипников электроу -гольных вальцэз, каландров и др, '

ОСНОЗНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ЗЫЗОДЫ

1. На примере узлов трения кадирозальнкх малин теоретически обобщена и практически решена комплексная катеркаловед-ческая проблема обеспечения работоспособности поропкоз.ых подшипников скольжения валковых малин химического малняостроэния-каландров, электроугольных вальцев,- оборудования по переработке пластмасс.

2.-Изучены основные физико-химические процессы взаимо -действия материалов пары трения, смазки и окружаащей среды в условиях трения подлинников канировалькнх малин. Установлены главные факторы работоспособности системы трения скольжения, с учетом которыг зработаны принципы создания и выбора подшипниковых, сма^, -лнх материалов.

3. Установлено, что применительно к условиям-эксплуатации" каширозальных машин основным видом трения язляется гра -ничная смазка,а износа - усталостное разрушение поверхностей подшипниковых материалов.Лучаши подшипниковыми материалами

в условиях усталостного износа являются порошковые материалы на основе меди с добавками олова,никеля,графита.

4. Экспериментально доказано, что упрочнение спеченных контактов кнтэрметаллидами олова .образующимися гтри ззаимо -действии с недьв в процессе спекания, а зерен меди твердили растворами с ова и никеля блокирует образование и распространение тредии в поверхностных слотх трения; наличие олова и меди в составе яороаковыл материалов способствует уменыае -ним образующихся в масле низкомолекулярнкх органических,неорганических кислот, оксикислот, воды, ускоршщг-,: процессы усталостного износа.

5. Проведены экспериментальные исследования по выбору лучлих отечественных масел для сказки узлов трения котировальных мазия.Установлено,что температурную рьоотоспособ1.^сть нагреваемых до 200-250°С подшипников обеспечнвалт смазочные часяз отечественного производства марок П35-240 и ВИП-130.

6. Стттаальным по химическому составу является спечен- . ик?. материал на основе меди, содержащий *(весовых) олова,

никеля и 35 графита. Последний как твердая смазка способствует разномерному смэгивашг :г.:хты, улучшает онтизадирные свойства подлинника.

7. Разработаны поролковие композиционные материалы .,а основе меди, матрицей у которых является никель-олозянистая Срснэа (согл.вызову ?ô), а упрочндо^ими наполнителями -до-

цзрслловьгс пл;ф ?вальн;к отходов подлянхховой,кнстру-монтальнсЯ --ГАвеЛ (¿л!5, Pô:5Ч. Подлинники яз данных уагери"'-л:з способна вздеряиззть повызенше нагрузки;лучзими -рибо-гехничзск;«» характеристиками обладает олозяно-нинелевые бронги с добазка:;л 25/* (вес.) пэрозка стали РЗД5.

Э. Согласно разработанном техническим инструкциям и технически:/ условиям на созданный нами порозкозке материалы ьалатен серийный зкпуск подлинников калирозальнкх маакн для ЛЛО I "Пролетарский труд", применение которых дает ежегодный экономический эффект 436 тыс.рублей.

Основные положения диссертация опубликованы в работах

1.Ковальский Д..3.,Зозуля З.Д.,Зубарев В.Е. Анализ струк-турконапрязенного состояния поверхностных слоев трения спеченных пористых материалоз//Проблемы трения и изнашивания.

К..Техника.-537.-1939.-0.64-68.

2. Исследование триботехничесхих свойств спеченных материалов, полученных с использованием чугунных порошковых отхо-' дов. Зозуля З.Д..Ярощук Т.Д..Еилобран Б.3.,3убарез З.Е.//Порошке г зя металлургия.-Д5 2,-1990.-с.86-91.

3. ЯрО!цук Т.Д.,Зозуля З.Д.,~/барев S.S. Антифрикционные материалы из порошковых отходов стали и ыеди//Проблэ.\ш трения и изнашивания. К., Техника. -14 0. -19О. -с. 9-1-98.

4. Газотермкческие. покрытия кз пороиков-отходоз шлифовальных производств.//Состояние и перспективы упрочнения деталей тракторов и сельхозмашин-Тез .докл.Зсесозозн.семинара.-З.ЦКХ,"., 1986.-е.124-126.

5. A.C. I00I582 Установка для получения металлического порожка//А"дру!цак O.A.., Зубарев 3.Е,//Открытия,изобретения

6. A.C. I4I5763 Антифрикционная сказка//Аронович A.Q., Карюк Г.Г..Зубарев З.Е.//Открытия,изобретения.-1937.

7. A.C.14X5765 Антифрикционная смазка для абразивной обработки/Дегель С.Г.,Губарев В.Е.,Карва Г.Г.//Открытия,изобре-тения.-1988.