автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Закономерности формирования структуры и свойств оловянных баббитов в зависимости от способов литья

На правах рукописи

ГЛУЩЕНКО Александр Николаевич

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ОЛОВЯННЫХ БАББИТОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБОВ ЛИТЬЯ

Специальность 05.16.04 - Литейное производство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2006

Работа выполнена на кафедре „Технологии металлов" Уральского государственного лесотехнического университета

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор, Потехин Б. А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор, Мысик Р.К.

кандидат технических наук, Лащенко Д. Д.

Ведущая организация: ОАО „Уральский турбинный завод", г. Екатеринбург

Защита состоится 17 февраля 2006 г. в 14 ч 00 мин, ауд. I (зал учёного совета) на заседании Специализированного Учёного Совета Д 212.285.05 в ГОУ ВПО „Уральский государственный технический университет - УПИ" по адресу: 620002, г. Екатеринбург, К2, ул. Мира 19, УГТУ-УПИ, тел. (343)3743631, (343)3743884.

Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью, просим направлять по выше указанному адресу на имя учёного секретаря совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО .Уральский государственный технический университет - УПИ".

Автореферат разослан 16 января 2006 г.

Учёный секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор 6 ■ ^ Карелов C.B.

С/ГУМтсссг

лшць /6

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одним из лучших баббитов, применяемых при изготовлении подшипников скольжения методами литья, наплавки и металлизации в отечественном машиностроении, является баббит марки Б83. Этот сплав кроме малого коэффициента трения обладает такими ценными свойствами, как лёгкая прирабатываемость, хорошая теплопроводность, высокая ударная вязкость, совместимость с маслом (нефтяным и синтетическим).

Но этот сплав имеет как минимум два недостатка: склонность к ликвациям при литье и низкую пластичность, что снижает ресурс работы соответствующих изделий.

Низкая пластичность оловянных баббитов не позволяет изготавливать из них подшипники скольжения высокотехнологичными методами (штамповка, прокатка), которые на сегодняшний день применяются, например, для более пластичных, но менее качественных свинцовых баббитов. Преждевременный выход из строя узлов трения по вышеуказанным причинам, например, на железнодорожном транспорте, в энергетическом оборудовании и др., особенно ущербен.

В связи с этим улучшение свойств оловянных баббитов сегодня -весьма актуальная задача, при этом просто строгое соблюдение известных технологий литья не достаточно, так как это не меняет качественно уровень механических, служебных и технологических свойств.

Не смотря на то, что баббиты известны более 100 лет, вышеотмеченные недостатки, по существу, являются примером консервативности данной области материаловедения и литейных технологий. За последние десятилетия в направлении их совершенствования, по существу, ничего принципиально нового не сделано.

Вопросам совершенствования структуры баббита Б83 на базе новых технологических решений и посвящена настоящая работа.

Цель работы. Разработка технологического регламента для получения слоя баббита в биметаллических подшипниках скольжения с повышенными механическими и служебными свойствами.

Задачи исследования. Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:

1. Обосновать и предложить новые требования к морфологии, дисперсности и однородности распределения интерметаллидов, обеспечивающие повышенный уровень механических, технологических и служебных свойств исследуемого баббита;

2. Разработать технологический регламент получения баббитового слоя с повышенными механическими и служебными свойствами, а также

сконструировать машину и оснастку, позволяющие реализовывать эту технологию в производстве.

3. На базе исследований способов подготовки поверхностей корпусов подшипников перед заливкой их баббитом разработать технологию, обеспечивающую повышенную адгезионную прочность в соединениях корпус (чугун, сталь) - отливка (баббит);

Научная новизна.

Методами литья в оловянных баббитах марки Б83 получены ингерметаллиды SnSb глобулярной формы (вместо остроугольной), за счёт интенсивного перемешивания кристаллизующегося расплава и пластической деформации фронта кристаллизации.

Глобулярная форма интерметаллидов SnSb обеспечила хорошую деформируемость данного баббита в холодном состоянии, что позволило рассматривать этот баббит не только как литейный, но и как деформируемый сплав.

Установлены закономерности влияния подготовки поверхностей корпусов подшипников скольжения, перед заливкой их баббитом, обеспечивающие повышенную адгезионную прочность соединения корпус (сталь, чугун) - отливка (баббит).

Практическая значимость результатов работы.

Для реализации способов литья баббитов с механическим перемешиванием расплава в процессе кристаллизации разработана, изготовлена и апробирована специальная литейная машина, позволяющая осуществлять ряд способов заливки подшипников: гравитационный, сифонный, центробежный и два способа с перемешиванием расплава в процессе кристаллизации, что позволяет применять эти способы литья в зависимости от требований, предъявляемых к качеству подшипника скольжения.

Способ заливки подшипников с механическим перемешиванием расплава в процессе кристаллизации применён при изготовлении серии подшипников скольжения для ООО „Подшипниковый завод № 6" (г. Екатеринбург). Эксплуатация этих подшипников в течении более 2х лет показала их хорошую работоспособность.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях разного уровня. Среди них:

- Международный научно-технический семинар „Виброакустическое проектирование и вибрационная диагностика машин, оборудования и сооружений". Екатеринбург: УГЛТУ, 2002;

- НТК студентов и аспирантов. Екатеринбург: УГЛТУ, 2003;

- НТК в рамках III международной специализированной выставки „Сварка. Нефтегаз" - Модернизация оборудования и технологий как

условие обеспечения конкурентоспособности и безопасности производства. ДИВС, Екатеринбург, 2003;

- XVII Уральская школа металловедов-термистов „Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов". Киров: ВятГТУ, 2004;

- НТК студентов и аспирантов. Екатеринбург: УГЛТУ, 2004;

- НТК в рамках IV международной специализированной выставки „Сварка. Нефтегаз" - Современные проблемы сварочного производства. Екатеринбург, 2004;

- VI Уральская школа - семинар металловедов - молодых учёных. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004;

- Всероссийская НТК студентов и аспирантов Екатеринбург: УГЛТУ, 2005;

- III Российская научно-техническая конференция. Физические свойства металлов и сплавов. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из шести глав, общих выводов по работе, списка литературы из 101 наименований, приложения и изложена на 158 страницах, включая 73 рисунка и 12 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приведён литературный анализ, посвященный технологии и оборудованию для получения подшипников скольжения.

На сегодняшний день известно лишь влияние размеров имеющихся в баббите Б83 интерметаллидов SnSb и CujSn на его свойства. Дисперсная структура сплава всегда предпочтительна. Мелкозернистая структура имеет более высокие антифрикционные и механические свойства. Размеры интерметаллидов зависят от скорости охлаждения расплава после его заливки.

Интерметаллиды типа SnSb и Cu3Sn имеют остроугольную и игольчатую формы, что не является благоприятным в отношении механических свойств (прочность, усталостная прочность, пластичность и др.). Это обстоятельство не позволяет использовать эти баббиты как деформируемые. В связи с этим, сплавы Б83, Б88 применяются только в литом состоянии что, несмотря на хорошие антифрикционные свойства, ограничивает их применение, например, в автостроении, так как остроугольные кристаллы интерметаллидов являются, по существу, концентраторами напряжений и причиной зарождения трещин в баббитовом слое подшипника. Поэтому, в автомобилестроении применяются более пластичные, но менее качественные свинцовые баббиты, такие как Б16.

Как следует из обзора литературы, нет промышленных техноло! ий, позволяющих получать эти интерметаллиды округлой, сферической формы. Решение данной проблемы (устранение концентраторов напряжения) могло бы существенно повысить весь комплекс служебных свойств баббитов, на что и нацелена данная работа.

Во второй главе описаны материалы и методы исследования. Для этого был использован стандартный оловянистый баббит марки Б83, состава: олово, 10,0...12,0% сурьма, 5,5...6,5% медь и примеси - не более 0,46% (ГОСТ 1320-98).

Образцы для исследования структуры и свойств баббита, полученного разными способами литья, изготавливали из соответствующих отливок. В исследовании использовали металлографический анализ, методы измерения твёрдости. Размеры и форму интерметаллидных включений в баббите анализировали при помощи анализатора изображения 51АМБ РЬо{о1аЬ. Для оценки свойств интерметаллидов были получены интерметаллидные соединения БпБЬ и Си3Бп. Плотность интерметаллидов определяли методом гидростатического взвешивания.

Для исследования влияния разных способов подготовки стальной и чугунной поверхностей перед заливкой баббитом на адгезионную прочность соединения сталь (чугун) - баббит изготавливали соответствующие биметаллические образцы и испытывали по схеме представленной на рисунке 1. В разных сочетаниях использовали следующие варианты подготовки стальной и чугунной поверхностей: точение, нарезание резьбы, дробеструйная обработка, лужение, вакуумный отжиг, плазменное напыление порошками ПР-Бр. ОЮФ1 и ПР-Б83 и их комбинации.

Рис. 1. Схема испытания образцов на сдвиг: 1- втулка (сталь или чугун), 2 - отливка (баббит), 3 - матрица, 4 - пчансон.

Испытание адгезионной прочности образцов производили на прессе Р-20 со скоростью нагружения 9 мм/мин (см. рис. 1). При помощи встроенного графопостроителя осуществлялась запись диаграммы: нагрузка Р - деформация сдвига 8.

Сравнительные испытания трибологических свойств баббитов, запитых по разным ■ технологиям, проводили на специальной установке трения по схеме ^иск-пальчиковые образцы в условиях граничной смазки. Материал диска (контртела) - сталь ШХ-15, твердость = 45НЯс. Испытание проводили при трех скоростях скольжения (V): 3,3; 6,5 и 12,5 м/с. Удельное давление (р) в зоне трения на каждой скорости скольжения ступенчато повышали от 1 до 11 МПа с шагом 1 МПа.

Испытания на деформируемость баббита осуществляли методами прокатки и одноосного сжатия. Прокатку производили на лабораторном прокатном стенде с диаметром валка 80 мм и скоростью подачи рабочего стола 35 мм/мин. Прокатка осуществлялась постепенно в несколько проходов, с уменьшением толщины за один проход на 0,125 мм и суммарной степенью деформации до 60%.

В третьей главе описаны особенности формирования структуры и морфологии интерметаллидов в зависимости от способов литья.'

Для сравнительного анализа были исследованы наиболее часто применяемые на производстве способы заливки подшипников скольжения (гравитационный, сифонный и центробежный), а также способы литья с механическим перемешиванием кристаллизующегося расплава.

Структура баббитовых отливок, залитых гравитационным и сифонным способами, практически не различается. Наблюдается равномерное распределение интерметаллидов ЭпБЬ (Р-фаза) и Си38п (е-фаза). По форме и размерам кристаллов такая структура является обычной - кубическая форма кристаллов впБЬ и игольчатая форма кристаллов Си38п (рис. 2).

Широко распространённым на производстве способом заливки подшипников скольжения баббитом, в силу своей технологичности, является центробежный способ. Однако, анализ структуры баббита полученного таким способом показал, что имеет место структурная и, как следствие, химическая неоднородность отливки по её толщине (рис. 3).

В данном случае произошло расслоение сплава на две зоны, каждая из которых, по своему химическому составу не соответствует стандартному составу баббита. Это обусловлено интенсивно протекающей ликвацией по удельному весу интерметаллидов относительно основы а-твёрдого раствора.

Такая структура является неблагоприятной с точки зрения технологических и служебных свойств баббита.

Принцип литья с перемешиванием кристаллизующегося расплава заключается в интенсивном механическом перемешивании залитого

б)

Рис. 2. Микроструктура баббита Б83 залитого сифонным способом: л) структура на всей толщине оиншки (увеличение *25х0,5), б) фрагменты структуры (увеличение >254,7)

Рис. 3. Микроструктура баббита Б83 залитого центробежным способом, а) структура на всей толщине омивки (увеличение *25><0,5); б) фрш менты структуры (увеличение х25><1,7).

металла в жидком и твёрдожидком состояниях специальным устройством.

В первом случае (рис. 4, 5), перемешивание залитого расплава 4 осуществляется вращающимся оребрённым стержнем 2, расположенным в центре неподвижного корпуса подшипника 1. Интенсивностью перемешивания можно управлять, изменяя количество и длину рёбер 3 и

а б

Рис. 5. Схема перемешивания кристаллизующегося расплава вращающимся оребрённым стержнем: а) залитый баббит находится в жидком, а затем в твёрдожидком состоянии; в) баббит закристаллизовался (твёрдое состояние): 1 - корпус-изложница; 2 - стержень; 3 - рёбра;

4 - отливка.

В данном случае жидкий металл поступает через питатели в полость между стержнем и корпусом и вращающийся стержень своими рёбрами обеспечивает его интенсивное перемешивание, которое сохраняется

вплоть до конца кристаллизации. Таким образом, рёбра интенсивно перемешивают расплав, а металл отливки становится подобен горячедеформированному.

Учитывая достоинства и недостатки сифонного и центробежного способов заливки и предложенного нами способа с перемешиванием расплава с использованием вращающегося оребрённого стержня, была разработана схема и изготовлена оснастка, обеспечивающие центробежную заливку с перемешиванием кристаллизующегося расплава подпружиненным ребром 1 (рис. 6 и 7).

('тонка

Пр\ № или

щмнт — VI шипи

Расплав

Корт-'с

4,

3

Рис. 6. Процесс перемешивания расптава баббита упругим ребром во вращающемся корпусе

а б в

Рис. 7. Центробежный способ литья с перемешиванием кристаллизующегося расплава упругим (подпружиненным) ребром, а) жидкое состояние баббита, б) твёрдожидкое состояние баббита в) закристаллизовавшееся (твёрдое) состояние: 1 - подпружиненное ребро; 2 - расплав; 3 - корпус-изложница; 4 - пружина.

Баббит в данном способе заливается во вращающийся со скоростью 2,5...3,0 м/с и разогретый до 240...260°С корпус 3, оттесняется под

-итчтвиеч not «1-1 \ ли "а ею >чутреннюю новерхнооь, фопмчруя

in тлшл 2 ь ьи те вту >кя Первонача тьно ребро переметптвлст метат т в л г .«л , ол.лти (р ^ п \ '.о мере ,1,;и'Ч!ии р«сгпа>- и,

( оо íье ¡í венно повышения ero вязкости (рис 76) давление мела пл n,¡ ребро постепенно увеличивается и оно птавно вы талкивлется бронгом кристал шшши in pací/ шва и затем деформирует её внутреннюю ттоьермтосто (поверхностная юр«чая деформация) (рис 7в) Гакнм oGpaíUM. нл все\ этапах охлаждения и кристаллизации баббита происходи i cío активное перемешивание в жидком и твёрдожи тком состояниях i' пластическая горячая деформация внутренней поверхности от тивки в твердом состоянии При этом пружина 4 с подходящими параметрами и улрутчми характеристиками выбирается ь зависичочи oí ь/ькоеп! металла.

Стручт^ рч' блббитовых отчима поточечных способами литья с п^гемсЛ'И1,а!,ием кристаллиту юшет ося расплава вращающимп сребренным стержнем и упругим (подпружиненным) ребром идеН|Н!НЫ Па рнсучке X i ривелеиа структура баббтпл по ту ценного этими способами

if'] £>Д

Па рисунке 9 для сравнения представлены три варианта структур óiñóisia Б8"> талитого рашыми сгоссблчш: сифонным (рис 9 а) с перемешиванием расплава в процессе кристаллизации (рис 9 5). приведены также структуры внутренней и внешней области баббитовой от тивки. полученной центробежным способом (рис 9 в, г).

в

Рис 9. С 'p\KTvp¿ баббита 1>83 и.) г, '„мчи то р иными способам!» л v,i н \ л ы ..гчте 61 О ь ¡ - епфчьнчм С еккеоом i пейемели'.ваштем pat 1 ai-i н i и ч i ри~ч * ныч (штренняч )' терхнос ¡ ¡, от тивки; ¡ - neirpotx / с (нар\жчая поверхность отливкЩ

Отдельно была проанализирована форма интерметаллидов 8п.$Ь, полученных четырьмя разными способами заливки. На рисунке 10 показаны наиболее характерные- морфология, структура и десперстность этих интерметаллидов.

№ п.п.

Зоны баббитовой отливки - втулки

внутренняя область

средняя ооласть

наружная область

Сифонный способ заливки

Центробежный способ заливки

Сифонный способ заливки с перемешиванием кристаллизующегося расплава вращающимся оребрённым стержнем

Центробежный способ заливки с перемешиванием эисталлизующегося расплава упругим ребром

Рис. 10. Характерная форма интерметаллидов ЯпБЬ в баббите марки Б83, залитом разными способами. Увеличение х250*0,6.

Сравнение геометрических параметров кристаллов 3 - фазы БпБЬ в баббите Б83 выполнено при помощи анализатора изображений микроструктуры твёрдых тел - системы 81АМ5 700.

Оценивали среднюю площадь частицы Б, её периметр Р, стандартный (круглый) фактор формы Иб (отношение периметра круга, который по своей площади эквивалентен площади сечения кристалла к периметру этого сечения), фактор компактности Ис (отношение площади сечения кристалла к площади круга с диаметром равным средней проекции этого сечения), фактор изрезанности (отношение периметра круга с диаметром, равным средней проекции сечения кристалла, к периметру этого сечения). Диапазон значений факторов формы - от 0 до 1. Все факторы формы для круга равны единице. Чем больше сечение кристалла отличается от круга, тем меньше значение фактора формы.

Параметры интерметаллидов БпБЬ в баббите Б83, залитом разными способами представлены в таблице 1.

Таблица 1

Параметры интерметаллидов 8пБЬ в баббите Б83, залитого различными способами

Способы заливки Зона отливки Средние габаритные размеры кристалла Ах/ или 0, мкм Средняя площадь кристалла 8, мкм2 Средний периметр кристалла Р, мкм Стандартный (круглый) фактор, Рэ Фактор компактности, Рс Фактор изрезанно-сти, Рг

1 245*265 62231 1223 0,49 0,73 0,58

Сифонный способ 2 280x290 67387 1370 0.43 0,68 0,65

3 210x200 44964 1091 0,39 0,63 0,47

Центробежный способ 1 250x255 64527 1168 0,53 0,64 0,66

2 237x137 35420 950 0.59 0,70 0,69

3 188x125 29340 795 0,59 0,71 0,75

Сифонный с перемешиванием кристаллизующегося расплава оребрён-ным стержнем 1 74x81 5890 335 0,72 0,75 0,77

2 85x118 11150 386 0,74 0,72 0,74

3 103x123 12400 430 0,68 0,69 0,69

Центробежный с перемешиванием кристаллизующегося расплава упругим ребром 1 0 63 3443 210 0,90 0,86 0,84

2 0 106 8800 355 0,87 0,90 0,86

3 0 100 7477 325 0,86 0,86 0,82

Примечание: Зона 1 - внутренняя поверхность баббитовой отливки, зона 2 - средняя

зона отливки, зона 3 - наружная поверхность отливки.

Форма и размеры интерметаллидов 5п8Ь в баббите Б83, залитого сифонным и центробежным способами практически не отличаются друг от друга и имеют остроугольную форму, в то время как эти же кристаллы при литье с механическим перемешиванием имеют размеры в 2,5. .4 раза меньше и в 2 раза более округлою форму Наиболее округлою форм) имеют интермегаллиды при использовании технологии перемешивания жидкого расплава подпружиненным ребром (см. табл. 1).

Эффект „глобулизации" интерметаллидов БпЭЬ в баббите Б83 обусловлен гем, что такое движение расплава обеспечивает стремление системы к равновесию, минимуму свободной энергии (уменьшению птошали поверхности) интерметаллидов В результате кристалл приобретает наиболее энергетически выгодную, для сложившихся условии кристаллизации форму сферы

Глобулярная форма интерметаллидных включений исходя из общих потожений металловедения всегда благоприятна в отношении механических, технологических и служебных свойств

Экспериментально установлено, что заливка сифонным и гравитационным способами позволяют получать баббиты с интерметаллидными включениями остроугольной формы, что не благоприятно сказывается на свойствах изделий из этих бабпитов Показано, что центробежные способы заливки баббита не целесообразны, так как происходит расслоение сплава на две зоны (см рис. 3 и 9 в. г), каждая из которых, по химическому составу, не соответствует стандартному составу баббита Это обусловлено интенсивно протекающей ликвацией по удельному весу интерметаллидов относительно матрицы

В четвёртой главе на базе техно югических исследований и оценок влияния различных факторов (способы литья, ликвация, гпп оснастки и др ) на дисперсность интерметаллидов Бг^Ь их морфологию в баббитах типа Б83 сконструирована, изготов 1ена и опробована в работе многофункциональная литейная машина, позволяющая осуществлять заливку подшипников скольжения гравитационным, сифонным и центробежными способами, а также способами включающими механическое перемешивание расплава в процессе кристаллизации.

Усовершенствованный вариант установки (универсальной литейной машины) для заливки подшипников скольжения с приводом от двигателя с регулируемой частотой вращения представлен на рисунке 11

Основные рабочие параметры литейной машины Двигатель постоянного тока

мощность. кВт...... ....... . 0.37

частота вращения, мин'1 ................................................0 3500

Редуклор открытого типа с гитарным механизмом

передаточное ошошение ............ . . 0,2.. 5,0

Г абаритные размеры машины, мм

высота ................................................................................................................900

длина ........................................................................................................................................................615

ширина..............................................................................................................455

Наружные размеры заливаемого корпуса подшипника, мм

высота....................................................................................................................................................................50 ..200

диаметр....................................................................................................................................................................50 . 215

Производительность машины, отливок/ч......................................................................4 ..6

Вес машины, кг..................................................................................................................................................................105

Рис. 11. Универсальная литейная машина для изготовления подшипников скольжения. 1 - двигатель постоянного тока; 2 — тахометр, 3 - трансмиссия, 4 - вращаюшаяся платформа; 5 корпус заливаемого

подшипника

В пятой главе представлены сравнительные экспериментальные результаты оценок механических (адгезионная прочность соединений баббит Ь83 - чугун или сталь), технологических (деформируемость в холодном состоянии баббита с остроугольными кристаллами и с глобулярными) и служебных (коэффициент трения) свойств баббита марки Б83.

Одной из ответственных операций при изготовлении подшипников скольжения является обеспечение достаточно высокой адгезионном прочности соединения корп\с подшипника (сталь, чугун) - баббит Б83. заливаемый в этот корпус.

В связи с этим, изучено влияние способов подготовки поверхности подшипников скольжения на адгезионную прочность соединения сталь 20 - баббит Б83 и чугун СЧ 20 - баббит Б83.

Анализ диаграмм Р • 8 и сосюяния поверхности стальной (чугунной) втулки после „выдавливания" её из образца (см. рис. 1) позволил выделить три типа диаграмм сдвига, которые представлены на рисунке 12.

Диаграмма, представленная на рис. 12а показывает, что в начальный момент испытаний деформируется баббит, что говорит о том, что адгезионная прочность соединения (т) сталь (чугун) - баббит превышает предел прочности баббита при сдвиге. То есть, получено весьма качественное соединение баббита с втулкой, имеющее адгезионную прочность таа, > 22 МПа.

Анализ диаграмм второго типа (рис. 12 б) показывает, что сдвиг при испытаниях происходит по поверхности контакта сталь (чугун) - баббит. На диаграмме наблюдается острый пик нагрузки, что соответствует отрыву баббитовой отливки от втулки. Адгезионная прочность этой группы образцов составила 14...22 МПа.

а б в

Рис. 12. Диаграммы сдвига образцов: а) хйдг > 22 МПа, б) т„Л, = 14.. .22 МПа, в) таЛ. < 14 МПа

В третьем случае (рис. 12 в) пониженная адгезионная прочность соединения обусловлена слабой адгезией баббита и втулки. Адгезионная прочность в этих случаях меньше 14 МПа.

Результаты оценки адгезионной прочности при сдвиге образцов с разными вариантами подготовки поверхностей перед заливкой представлены в таблице 2. Максимальная погрешность при определении адгезионной прочности не превышала 6 %.

Установлено, что наилучшие показатели адгезионной прочности для соединения чугун - баббит получаются после дробеструйной обработки, плазменного напыления и последующего лужения. Полученные результаты позволяют шире использовать чугун, как корпусной материал

для изготовления подшипников скольжения (вместо стали), учитывая его хорошие технологические свойства (литейные, обрабатываемость резанием). Для стали плазменное напыление перед лужением не актуально.

Таблица 2

Влияние способа подготовки поверхности стали и чугуна на адгезионную прочность соединения сталь (чугун) - баббит

№ п.п Подготовка поверхности втулки (корпуса) перед заливкой Адгезионная прочность 1адг> МПа

Чугун СЧ-20 Сталь 20

Механическая, термическая подготовка

1 Без подготовки (только точение) 3 8,6

2 Вакуумный отжиг (900 °С) 6,2 9,2

3 Резьба (шаг 0,65мм, высога 0,15мм) 14,5 20,5

4 Дробеструйная обработка (Яа = 12 мкм) 6,7 7,5

Лужение

5 Точение (1?а = 4,8 мкм) + лужение 14,6 28

6 Точение + вакуумный отжиг (900 °С) + лужение 8,72 30,2

7 Резьба (шаг 0,65мм, высота 0,15мм) + лужение 15,8 35,12

8 Дробеструйная обработка + лужение 23,6 35,1

Плазменное напыление

9 Дробеструйная обработка + плазменное напыление ПР-БрОЮФ1 8 8,6

10 Дробеструйная обработка + плазменное напыление ПР-БрОЮФ1 + вакуумный отжиг (900 °С) 8,35 8,1

11 Дробеструйная обработка + плазменное напыление ПР-БрОЮФ1 + лужение 31,5 32,5

12 Дробеструйная обработка + плазменное напыление ПР-БрОЮФ1 + вакуумный отжиг (900 °С) + лужение 24,7 22,9

Комбинированные способы

13 Вакуумный отжиг (900 °С) + дробеструйная обработка + плазменное напыление ПР-Б 83 11,37 12,7

14 Вакуумный отжиг (900 °С) + дробеструйная обработка + плазменное напыление ПР-БрОЮФ1 + плазменное напыление ПР-Б 83 11,5 17

Оценка деформируемости баббита производилась металлографически. Критической считалась степень деформации, при которой начинали образовываться трещины в интерметаллидах БпБЬ.

Анализируя деформированную структуру баббитов, полученных разными способами, вычисляли отношение разрушившихся кристаллов к

общему их количеству на участках образца с разной степенью деформации. При подсчёте кристаллов в баббите, отлитом сифонным способом в расчёт принимали участок образца с общим количеством кристаллов Бп8Ь - 30...50 штук, а при подсчёте кристаллов в баббите, отлитом способом литья с перемешиванием кристаллизующегося расплава - 80... 100 штук.

Установлено, что разрушение кристаллов БпБЬ остроугольной формой в баббите Б83, отлитом сифонным способом, начинается уже при е > 4 % (зарождение трещин), тогда как в баббите с глобулярной формой кристаллов БпБЬ, разрушение последних начинается только лишь при 47 % деформации.

Влияние степени пластической деформации при прокатке на разрушение кристаллов ЗпБЬ в сплаве Б83 показано на рисунке 13.

Степень деформации при прокатке, %

Рис. 13. Влияние степени пластической деформации при прокатке на количество разрушившихся интерметаллидов БпБЬ в сплаве Б83 залитого разными способами: 1 - сифонный; 2 - Способ заливки с механическим перемешиванием расплава.

Наиважнейшим показателем служебных свойств является коэффициент трения.

Были испытаны баббиты, залитые сифонным способом, центробежным способом и способам с механическим перемешиванием баббита подпружиненным ребром в процессе кристаллизации.

Результаты испытаний показали, что свойства баббита зависят от его структуры. Различия в коэффициентах трения баббита, отлитого сифонным способом и способами с механическим перемешиванием расплава незначительны и различаются на 3...7%. Баббит во внутренней

части отливки, залитой центробежным способом (рис. 9 в), вследствие ликвации имеет место неравномерное распределение кристаллов БпБЬ, выполняющих функцию опорной поверхности при трении, и практически полное отсутствие в матрице кристаллов СизБп. Поэтому, коэффициент трения этого баббита на 30...70% выше коэффициента трения баббита, полученного сифонным способом или способами с перемешиванием расплава. Повышенный коэффициент трения - следствие ликвации по удельному весу интерметаллидов в процессе центробежного литья. Баббит во внутреннем слое отливки, который является рабочей поверхностью подшипника скольжения, практически не содержится интерметаллидов СизБп, которые центробежными силами оттеснены в зону контакта баббит - корпус. Вследствие этого опорная поверхность баббита (площадь интерметаллидов в зоне трения) уменьшена, соответственно твёрдость этой рабочей поверхности также уменьшена (НВБ83(ПОбуц = 28; НВби(центр) внутр зона = 24; НВШ (иект-р) „ару* = 29), что отрицательно влияет на износостойкость. Это и объясняет повышенный коэффициент трения баббита Б83, залитого центробежным способом, в сравнении с сифонным и с комбинированными способами.

Есть все основания полагать, что и другие марки баббитов (Б88, Б83С, Б16 и др.), изготовленные центробежным литьём, также будут иметь пониженные трибологические свойства.

Используя полученные знания в области адгезионного взаимодействия стали и чугуна с баббитом Б83 и представления о новых служебных свойствах этого баббита, полученного литьём с механическим перемешиванием кристаллизующегося расплава, можно изготавливать подшипники скольжения особо высокого качества.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Исследованы различные способы заливки подшипников скольжения баббитом (гравитационный, сифонный, центробежный, а также сифонный и центробежный с перемешиванием расплава в процессе кристаллизации специальными устройствами) и показано, что наиболее эффективным с точки зрения получения интерметаллидов требуемой формы являются комбинированные способы - это сифонный способ заливки" с последующим перемешиванием расплава в процессе кристаллизации вращающимся оребрённым стержнем и центробежный способ с перемешиванием расплава упругим ребром.

2. Комбинированные способы заливки (с перемешиванием кристаллизующегося расплава) обеспечили получение в оловянных баббитах особую морфологию интерметаллидов БпЭЬ. Вместо остроугольной формы этих интерметаллидов, формирующихся в отливках, залитых гравитационным, сифонным и центробежным способами,

получена глобулярная форма, что предпочтительнее с точки зрения механических, технологических и служебных свойств этого баббита.

Интерметаллиды SnSb в баббите Б83, при заливке с перемешиванием кристаллизующегося расплава, имеют размеры в 2,5...4 раза меньше и в 2 раза более округлую форму, чем эти же интерметаллиды в баббите, залитом гравитационным, сифонным и центробежным способами.

3. Достигнута высокая пластичность баббита марки Б83, полученного литьём с механическим перемешиванием расплава, обусловленная формированием интерметаллидов SnSb глобулярной формы, которые не разрушаются при холодной деформации до 47% сжатием или прокаткой, в то время как после всех традиционных способов литья баббита уже после 4% пластической деформации имеет место зарождение трещин в этих кристаллах и последующее разрушение баббита.

Это свойство позволяет использовать оловянные баббиты не только как литейные, но и как деформируемые сплавы, с соответствующим расширением области их применения.

4. Сконструирована, изготовлена и апробирована специальная широкопрофильная литейная машина и оснастка для неё, позволяющие осуществлять разные варианты заливки баббита в корпус: гравитационный, сифонный, центробежный и способы литья с механическим перемешиванием кристаллизующегося баббита. Наружный диаметр корпуса заливаемого подшипника - до 215 мм, высота корпуса -до 200 мм, частота вращения заливаемого корпуса или оребрённого стержня плавно варьируется в диапазоне от 0 до 3500 об/мин. Разработанное оборудование позволяет реализовывать большинство из известных способов литья для подшипников скольжения.

5. Установлено, что коэффициент трения баббита Б83, полученного сифонным способом и способом литья с механическим перемешиванием расплава, а также температура в зоне трения практически не отличаются, в то время как баббит, полученный центробежным способом литья, имеет на 50% выше коэффициент трения и на 15...20% выше температуру в зоне трения.

6. Разработаны эффективные способы подготовки внутренних поверхностей корпусов подшипников перед их заливкой баббитом, обеспечивающие высокую адгезионную прочность соединения сталь (чугун) - баббит. Так, по сравнению с широко распространённым способом подготовки поверхностей корпусов перед заливкой баббитом (точение с последующим лужением), для стальных поверхностей предложена дробеструйная обработка с последующим лужением, что повышает адгезионную прочность соединения сталь - баббит на 20%, а для чугунных поверхностей рекомендуется дробеструйная обработка, плазменное напыление бронзой марки БрОЮ и последующее лужение, что

повышает адгезионную прочность соединения чугун - баббит на 50%. Это позволяет шире использовать чугун в качестве корпусного материала при изготовлении подшипников скольжения.

7. Производственные испытания разных типоразмеров подшипников скольжения, изготовленных способом литья с механическим перемешиванием расплава баббита по заказам ООО „Подшипниковый завод №6" (г. Екатеринбург), показали увеличение срока службы не менее чем на 70% в сравнении с подшипниками, использованными ранее и изготавливаемые методами литья сверху.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Потехин Б.А., Кочугов С.П., Глущенко А.Н., Илюшин В.В. Повышение качества подшипников скольжения путём деформации баббитовых заливок. Тезисы докладов НТК в рамках 3 Международной специализированной выставки „Сварка. Нефтегаз" Модернизация оборудования и технологий как условие обеспечения конкурентоспособности и безопасности производства. Екатеринбург: 2003. С. 63-64.

2. Потехин Б.А., Глущенко А.Н., Илюшин В.В. Патент РФ на полезную модель № 38649 (приоритет 19,01,2004). Устройство для заливки подшипников скольжения, БИ № 19, 2004.

3. Глущенко А.Н. Совершенствование технологии заливки баббитовых вкладышей скольжения. XVII Уральская школа металловедов-термистов. Тезисы докладов. Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов. Киров: ВятГУ, 2004. С. 143-144.

4. Глущенко А.Н., Потехин Б.А. Влияние способа подготовки поверхности на адгезионную прочность соединений сталь (чугун) -баббит. НТК студентов и аспирантов. Екатеринбург: УГЛТУ, 2004. С. 157-158.

5. Глущенко А.Н., Потехин Б.А. Влияние способов подготовки поверхности корпуса подшипника скольжения на адгезионную прочность соединения сталь (чугун) - баббит. VI Уральская школа -семинар металловедов - молодых учёных. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004. С. 16.

6. Глущенко А.Н., Кочугов С.П., Измайлов Д.К. Влияние плазменной подготовки поверхностей корпусов подшипников скольжения на их адгезионную прочность. Тезисы докладов НТК в рамках 4 Международной специализированной выставки „Сварка. Нефтегаз" -Современные проблемы сварочного производства. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004. С. 39-41.

7. Глущенко А.Н., Потехин Б.А. Устройство и принцип работы машины для заливки подшипников скольжения. Материалы Всероссийской НТК студентов и аспирантов. Екатеринбург: УГЛТУ, 2005. С. 295.

л ^ л /630

№ - 1 б 3 9

8. Потехин Б. А., Глущенко А. Н., Кочугов С. П. Влияние способов подготовки поверхности на адгезионную прочность соединения сталь (чугун) - баббит // Ремонт, восстановление и модернизация. 2005. № 7. С. 13-16.

9. Глущенко А.Н. Новая технология турбулентной заливки сплавов скольжения. III Российская НТК. Физические свойства металлов и сплавов. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. С. 166-168.

10. Потехин Б. А., Глущенко А. Н., Кочугов С. П. Влияние способов подготовки поверхности на адгезионную прочность соединения сталь "(чугун) - баббит // Технология металлов. 2005. №12. С. 12-15.

Подписано в печать 28.12.05. Заказ № 561. Тираж 100. Объём 1,00 п.л. 620100 г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37. ООП УГЛТУ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Состав, структура и свойства антифрикционных сплавов.

1.2. Фазовый состав баббита Б83.

1.2.1. Диаграмма состояния Sn-Sb-Cu.

1.2.2. Оловянный баббит Б83.

1.3. Структура и свойства баббита Б83.

1.4. Технология изготовления подшипников скольжения.

1.4.1. Подготовка корпусов подшипников перед заливкой расплава.

1.4.2. Подготовка жидкого металла и его заливка в форму.

1.4.3. Гравитационный способ заливки подшипников.

1.4.4. Сифонный способ заливки подшипников.

1.4.5. Центробежный способ заливки подшипников.

1.4.6. Центробежная заливка втулки с последующей запрессовкой её в стальной (чугунный) корпус.

1.4.7. Центробежный способ заливки подшипников, с предварительным расплавлением сплава в форме.

1.4.8. Центробежный способ заливки подшипников с расплавлением сплава в форме токами высокой частоты.

1.4.9. Центробежный способ заливки подшипников с применением электродугового нагрева.

1.4.10. Технология изготовления подшипника скольжения методом металлизации.

1.4.11. Технология восстановления подшипников скольжения наплавкой баббита газотермическим способом.

1.4.12. Изготовление тонкостенных биметаллических вкладышей подшипников.

1.5. Дополнительная обработка сплавов скольжения с целью повышения их технологических и служебных свойств.

1.5.1. Обработка металла в процессе кристаллизации.

1.5.2. Деформационная обработка антифрикционного сплава.

1.5.3. Упрочнение баббита непрерывным СОг - лазерным облучением.

1.6. Адгезионная прочность соединения корпус подшипника-антифрикционный сплав.

1.7. Постановка задачи исследования.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Использованные в работе материалы.

2.2. Образцы для исследований и испытаний.

2.2.1. Образцы для исследования адгезионной прочности соединений сталь (чугун) - баббит.

2.2.2. Получение интерметаллидов.

2.2.3. Образцы для пластической деформации сжатием и прокаткой.

2.2.4. Образцы для испытаний трибологических свойств.

2.2.5. Образцы для исследований микроструктуры.

2.3. Методики исследования и испытаний.

2.3.1. Методы микроструктурного анализа.

2.3.2. Анализ микроструктуры при помощи анализатора изображения SIAMS Photolab.

2.3.3. Методы измерения твердости.

2.3.4. Метод гидростатического взвешивания.

2.3.5. Методы контроля температур.

2.4. Методы испытаний.

2.4.1. Определение адгезионной прочности соединений сталь 20 баббит Б83 и чугун СЧ 20 - баббит Б83.

2.4.2. Схемы пластического деформирования баббитов в холодном состоянии при сжатии и прокатке.

2.4.3. Методика исследования трибологических свойств баббитов, полученных различными методами.

3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБА ЛИТЬЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО ПОЛУЧЕНИЕ ГЛОБУЛЯРНОЙ ФОРМЫ ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ В БАББИТЕ Б83.

3.1. Температура формы до, во время и после заливки в неё расплава баббита Б83.

3.2. Влияние давления в процессе кристаллизации на структуру баббита.

3.3. Роль перемешивания расплава баббита вращающимся оребрённым стержнем на его структуру.

3.4. Особенности структуры баббита Б83, залитого центробежным способом.

3.5. Особенности технологии и структуры баббита Б83, залитого центробежным способом с одновременным механическим перемешиванием кристаллизующегося расплава „упругим" ребром.

3.6. Сравнительный анализ формы интерметаллидов в зависимости от способа заливки баббита марки Б83.

Целью проведённого исследования явилось создание способа литья и специального оборудования, обеспечивающие в оловянных баббитах формирование структуры с интерметаллидными включениями округлой (глобулярной) формы повышенной дисперсности с высоким комплексом механических, технологических и служебных свойств.

Одним из лучших баббитов, применяемых при изготовлении подшипников скольжения методами литья, наплавки и металлизации в отечественном машиностроении, является баббит марки Б83. Этот сплав кроме малого коэффициента трения обладает такими ценными свойствами, как лёгкая прирабатываемость, хорошая теплопроводность, высокая ударная вязкость, совместимость с маслом (нефтяным и синтетическим). Но этот сплав имеет как минимум два недостатка: склонность к ликвациям при литье и низкая пластичность, что снижает ресурс работы соответствующих изделий.

Низкая пластичность оловянных баббитов не позволяет изготавливать из них подшипники скольжения высокотехнологичными методами (штамповка, прокатка), которые на сегодняшний день применяются, например, для более пластичных, но менее качественных свинцовых баббитов. Преждевременный выход из строя узлов трения по вышеуказанным причинам, например, на железнодорожном транспорте, в энергетическом оборудовании и др., особенно ущербен.

В связи с этим, улучшение свойств оловянных баббитов сегодня - весьма актуальная задача, при этом, просто строгое соблюдение известных технологий литья - не достаточно, так как это не меняет качественно уровень механических, служебных и технологических свойств.

Не смотря на то, что баббиты известны более 100 лет, вышеотмеченные недостатки, по существу, являются примером консервативности данной области материаловедения и литейных технологий. За последние десятилетия в направлении их совершенствования, по существу, ничего принципиально нового не сделано. Вопросам совершенствования структуры баббита Б83 на базе новых технологических решений и посвящена настоящая работа.

Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:

1. Обосновать и предложить новые требования к морфологии, дисперсности и однородности распределения интерметаллидов, обеспечивающие повышенный уровень механических, технологических и служебных свойств исследуемого баббита;

2. Разработать технологический регламент получения баббитового слоя с повышенными механическими и служебными свойствами, а также сконструировать машину и оснастку, позволяющие реализовывать эту технологию в производстве.

3. На базе исследований способов подготовки поверхностей корпусов подшипников перед заливкой их баббитом разработать технологию, обеспечивающую повышенную адгезионную прочность в соединениях корпус (чугун, сталь) - отливка (баббит).

Научная новизна выполненного исследования заключается в следующем.

Предложен новый эффективный способ механического воздействия на кристаллизующийся расплав баббита непосредственно в литейной форме, что качественно меняет условия кристаллизации и, соответственно, морфологию выделяющихся интерметаллидов, а это, в свою очередь, существенно улучшает механические свойства баббита марки Б83, в частности его деформируемость в холодном состоянии.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Исследованы различные способы заливки подшипников скольжения баббитом (гравитационный, сифонный, центробежный, а также сифонный и центробежный с перемешиванием расплава в процессе кристаллизации специальными устройствами) и показано, что наиболее эффективным с точки зрения получения интерметаллидов требуемой формы являются комбинированные способы - это сифонный способ заливки с последующим перемешиванием расплава в процессе кристаллизации вращающимся оребрённым стержнем и центробежный способ с перемешиванием расплава упругим ребром.

2. Комбинированные способы заливки (с перемешиванием кристаллизующегося расплава) обеспечили получение в оловянных баббитах особую морфологию интерметаллидов SnSb. Вместо остроугольной формы этих интерметаллидов, формирующихся в отливках, залитых гравитационным, сифонным и центробежным способами, получена глобулярная форма, что предпочтительнее с точки зрения механических, технологических и служебных свойств этого баббита.

Интерметаллиды SnSb в баббите Б83, при заливке с перемешиванием кристаллизующегося расплава, имеют размеры в 2,5.4 раза меньше и в 2 раза более округлую форму, чем такие же интерметаллиды в баббите, залитом гравитационным, сифонным и центробежным способами.

3. Достигнута высокая пластичность баббита марки Б83, залитого с механическим перемешиванием расплава, обусловленная формированием интерметаллидов SnSb глобулярной формы, которые не разрушаются при холодной деформации до 47% сжатием или прокаткой, в то время как после всех традиционных способов заливки баббита уже после 4% пластической деформации имеет место зарождение трещин в этих кристаллах и последующее разрушение баббита.

Это свойство позволяет использовать оловянные баббиты не только как литейные, но и как деформируемые сплавы, с соответствующим расширением области их применения.

4. Сконструирована, изготовлена и апробирована специальная широкопрофильная литейная машина и оснастка для неё, позволяющие осуществлять разные варианты заливки баббита в корпус: гравитационный, сифонный, центробежный и способы литья с механическим перемешиванием кристаллизующегося баббита. Наружный диаметр корпуса заливаемого подшипника - до4 215 мм, высота корпуса - до 200 мм, частота вращения заливаемого корпуса или оребрённого стержня плавно варьируется в диапазоне от 0 до 3500 об/мин. Разработанное оборудование позволяет реализовывать большинство из известных способов заливки для подшипников скольжения.

5. Установлено, что коэффициент трения баббита Б83, полученного сифонным способом и способом с механическим перемешиванием расплава, а также температура в зоне трения практически не отличаются, в то время как баббит, полученный центробежным способом заливки, имеет на 50% выше коэффициент трения и на 15.20% выше температуру в зоне трения.

6. Разработаны эффективные способы подготовки внутренних поверхностей корпусов подшипников перед их заливкой баббитом, обеспечивающие высокую адгезионную прочность соединения сталь (чугун) - баббит. Так, по сравнению с широко распространённым способом подготовки поверхностей корпусов перед заливкой баббитом (точение с последующим лужением), для стальных поверхностей предложена дробеструйная обработка с последующим лужением, что повышает адгезионную прочность соединения сталь - баббит на 20%, а для чугунных поверхностей рекомендуется дробеструйная обработка, плазменное напыление бронзой марки БрОЮ и последующее лужение, что повышает адгезионную прочность соединения чугун - баббит на 50%. Это позволяет шире использовать чугун в качестве корпусного материала при изготовлении подшипников скольжения.

7. Производственные испытания разных типоразмеров подшипников скольжения, изготовленных способом литья с механическим перемешиванием расплава баббита по заказам ООО „Подшипниковый завод №6" (г. Екатеринбург), показали увеличение срока службы не менее чем на 70% в сравнении с подшипниками, использованными ранее и заливаемыми методом гравитационной заливки.

5.5. Заключение

В настоящем разделе были исследованы разные способы подготовки стальных и чугунных поверхностей перед заливкой баббитам.

Внутренняя поверхность стального корпуса (вкладыша) подшипника перед заливкой должна пройти следующие этапы подготовки: а) дробеструйная обработка (стальная колотая дробь, имеющая твердость 54.59 HRC, размер фракции ~1,5 мм.), б) химическая подготовка поверхности перед лужением, в) нагрев корпуса до температуры 240.250°С, г) лужение корпуса методом окунания (температура олова 250°С) либо натиранием.

Внутреннюю поверхность чугунного корпуса подшипника перед заливкой целесообразно подготовить следующим образом: а) дробеструйная обработка поверхности, б) плазменной напыление внутренней поверхности порошком Пр-Бр

0ЮФ1, в) химическая подготовка поверхности к лужению, г) лужение окунанием либо натиранием.

Это позволило получить адгезионную прочность соединения сталь (чугун) - баббит Тддг^ЗО МПа.

Испытания на деформируемость баббита Б83, изготовленного по новой технологии при сжатии и прокатке показали, что этот баббит обладает высокой деформируемостью даже в холодном состоянии, в сравнении с типовым (холодная деформация без разрушения до 47 %), что позволяет кардинально изменить и рационализировать изготовление подшипников скольжения.

Из баббитов с шаровидной формой интерметаллидов можно изготавливать особокачественные подшипники скольжения не только методами литья, но и методами запрессовки соответствующих втулок, холодной и диффузионной сваркой, раскаткой баббитовой втулки в корпусе подшипника и др.

Коэффициент трения баббита Б83 с глобулярной формой интерметаллидов в сравнении с обычным литым баббитом, полученным, например, центробежным способом заливки в 1,5 раза ниже. Температура в зоне трения баббита с глобулярными включениями SnSb ниже на 15.20%, по сравнению с баббитом, имеющим включения остроугольной формы. В то же время коэффициент трения такого баббита не отличается, по - существу от баббита, залитого гравитационным или сифонным способами.

Используя полученные знания в области адгезионного взаимодействия стали и чугуна с баббитом Б83 и представлениях о новых служебных свойствах этого баббита, залитого с механическим перемешиванием расплава, можно изготавливать подшипники скольжения повышенного качества.

1. Шпагин А.И. Антифрикционные сплавы. М.: Металлургиздат, 1956 - 321с;

2. Петриченко В.К. Антифрикционные материалы и подшипники скольжения М,: Машгиз. 1954. 383 с;

3. Арзамасов Б.Н., Бростем В.А., Буше Н.А. и др. Конструкционные материалы: Справочник. М.: Машиностроение, 1990. - 688 с;

4. Альшиц И.Я., Вержбицкий Н.Ф. Зоммер Э.Ф. Опоры скольжения М.: МАШГИЗ, 1958-196 с;

5. Львовский П.Г. Справочное руководство металлургического завода Свердловск.: Металлургиздат 1962. - 734 с;

6. Шуляцкий Д.И., Петриченко В.К. Изготовление, обработка и применение безоловянистых и малооловянистых антифрикционных сплавов. — М.: Металлургиздат, 1952- 144;

7. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение. М.: Металлургия, 1975. 448;

8. Гельберг Б.Т., Пекелис Г.Д. Ремонт промышленного оборудования. М.: Машиностроение. 1977. 234 с;

9. Хрущов М.М. Современные теории антифрикционности подшипниковых сплавов, в кн.: Трение и износ в машинах, сб. 6, М.-Л., 1950;

10. ГОСТ 1320 74. Баббиты оловянные и свинцовые. Технические условия. Издательство стандартов. 1985. 9 с;

11. ГОСТ 1209 90. Баббиты кальциевые. Технические условия. Издательство стандартов. 1996. 9 с;

12. Захаров A.M. Промышленные сплавы цветных металлов. Фазовый состав и структурные составляющие. 1980;

13. Копылов Н.И. Диаграммы состояния систем в металлургии тяжёлых и цветных металлов. М.: Машиностроение. 1993. 376 с;

14. Дриц М.Х., Докунина Н.В. Зависимость макро- и микротвёрдости от состава для металлических систем, входящих в состав баббитов. Труды совещания по микротвёрдости, изд. АН СССР, 1951;

15. Дриц М.Х., Ильин А. Антифрикционные материалы в машиностроении -Гостехиздат Украины. 1947 164 с;

16. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия. 1976.407 с;

17. Смитлз К. Дж. Металлы: Справ, изд./ Пер. с англ. М.: Металлургия. 1980. 447 с;

18. Смрягин А.П., Смрягина Н.А., Белова А.Л. Промышленные металлы и сплавы. М.: Металлургия. 1979. 336 с;

19. Беккерт М., Клемм X. Справочник по металлографическому травлению / Пер. с нем. М.: Металлургия. 1979. 336 с;

20. Панченко Е.В., Скаков Ю.А., Кример Б.И., Арсентьев П.П., Попов К.В., ЦвилингМ.Я. Лаборатория металлографии. М.: Металлургия 1979, 439 с;

21. Дриц М.Е. Влияние структуры на свойства высокооловянистого баббита / Трение и износ в машинах. Сб. научн. тр. М. Л. АН СССР. 1950. Вып. 5. С 83 - 93;

22. Барыкин Н.П., Садыков Ф.А., Даниленко В.Н., Асланян И.Р. К вопросу о структуре баббита Б83 // Материаловедение. 2001. №8. С. 24 27;

23. Снеговский Ф.П. Расчёт и конструирование подшипников скольжения.-Киев, Техшка, 1974 100 с;

24. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т., Т. 2. 7 -изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1992. - 559 е.: ил;

25. Metals Handbook 10th Ed., Vol. 8: Metallography, Structures, and Phase Diagrams, publ. by Amer. Soc. for Metals, Metals Park, Ohio, 1973;

26. Емельянов B.M., Сафронов А.И., Найдич Ю.В. Факторы, влияющие на механическую прочность паянных соединений металла с графитом. Адгезия расплавов и пайка материалов, 1977, вып 2, С. 81-86;

27. Аникеев Е.Ф., Аникин J1.T., Батов В.М., Костиков В.И., Кравецкий Г.А., Милехин В.Ф., Шилова В.В. Исследование растекания припоев системы олово-висмут-медь на поверхности стали и графита. Адгезия расплавов и пайка материалов, 1977, вып 2, С. 86 90;

28. Найдич Ю.В., Журавлёв B.C. О методике определения степени смачивания твёрдых тел металлическими расплавами. Адгезия расплавов. „Наукова думка" Киев 1974, 224 с;

29. Попель С.И., Захарова Т.В., Павлов С.И. Растекание свинцово-оловянистых расплавов и цинка по поверхности железа. Адгезия расплавов. „Наукова думка" Киев, 1974, 224 с;

30. Борисов Ю.С. Справочник механика машиностроительного завода Технология ремонта. Том 2, Изд.2. М.: Машиностроение, 1958. - 563 е.: ил;

31. Громыко А.Г. Восстановление подшипников скольжения с антифрикционным слоем из баббита // Технология металлов № 2. 2000. С. 16-22;

32. Громыко А.Г. Состав и структура переходной зоны в биметаллических подшипниках скольжения // МиТОМ. 1987. №3. С. 32 35;

33. Попель С.И., Захарова Т.В., Масленников Ю.И. Особенности формирования интерметаллидов при контакте жидкого олова с железом. // Адгезия расплавов и пайка материалов, 1977, вып. 2, С. 21 23;

34. Дриц М.Х., Бомбардиров П.П. Подшипники подвижного состава железных дорог.- М.: Трансжелдориздат, 1952. 188 с;

35. Чернавский С.А. Подшипники скольжения. М.: МАШГИЗ, 1963 - 244 с;

36. Хрущов М.М. Современные теории антифрикционности подшипниковых сплавов, в кн.: Трение и износ в машинах, сб. 6, M.-JL, 1950;

37. Боришанский В.В., Вахтель А.В., Гольдберг А.Г., Виноградов Е.Д. Двигатели внутреннего сгорания. Производство тонкостенных вкладышей подшипников больших размеров. М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ. 1965. -44 с;

38. Лившиц Л.Г. Информационный листок. Ремонт баббитовых подшипников. М.: Институт усовершенствования знаний специалистов сельского и лесного хозяйства им. Академика В.Р. Вильямса. 1957 - 4 с;

39. Вазингер В.Н., Дриц М.Х., Песков Д.А. Заливка подшипников кальциевым баббитом. М.: Трансжелдориздат, 1936 - 96 с;

40. Лящевский В.П. Новые способы изготовления и реставрации подшипников. -М: Морской транспорт, 1955 100 с;

41. Данилов В.М., Колтунов С .Я., Лихницкий Г.В. Практическое руководство по водородной наплавке баббита. М.: МАШГИЗ, 1959 - 96 с;

42. Зернин М.В., Кузьменко А.Г., Савоничев П.Н. Экспериментальные исследования зарождения системы трещин в баббитовых слоях, нанесённых на стальную основу / „Заводская лаборатория. Диагностика материалов". 1998, №1, том 64, С. 38-43;

43. Зернин М.В., Яковлев А.В. К исследованию усталостной долговечности баббитового слоя тяжело нагруженных подшипников скольжения. / „Заводская лаборатория" 1997 №11, том 63, С. 39 47;

44. Ремисов Д.А. Производство биметаллических втулок. Маяк.: Одесса, 1964. -48 с;

45. Верховых Н.А., Горшенёв В.Е., Золотарёв Б.Д., Жариков А.В., Жуликов И.Г. RU 95103982 А1. Способ восстановления вкладышей коленчатого вала двигателя. Локомотивное депо Поворино Юго-Восточной железной дороги, 10.12.96;

46. Верховых Н.А., Горшенёв В.Е., Золотарёв Б.Д., Жариков А.В., Жуликов И.Г. RU 2082580 С1. Способ восстановления вкладышей коленчатого вала двигателя. Локомотивное депо Поворино Юго-Восточной железной дороги, 27.06.97;

47. Котов Г.М., Цветков В.В., Пальчиков А.И., Маренцев В.А. и др. RU 2160652 С2. Способ нанесения баббита на подшипник. НПП „Технология", 20.12.2000;

48. Сичиков М.Ф. Металлы в турбостроении М.: МАШГИЗ, 1954 - 320 с;

49. Лейзерова М.М., Поляков Я.Г. Изготовление биметаллических втулок с нагревом токами высокой частоты (Опыт Челябинского Кировского завода). Выпуск 54. ОРГТРАНСМАШ Москва, 1953, 8 с;

50. Волощенко Ю.И., Андибнер А.Д. Изготовление биметаллических втулок. -М.: МАШГИЗ, 1961-40 с;

51. Чернышёв И.А. Восстановление подшипников способом наплавки баббита газовым пламенем/ Информационный листок. Центральный совет промысловой кооперации СССР. Москва 1953. - 13 с;

52. Чернышёв И.А. Восстановление баббитовых подшипников. М.: Морской транспорт, 1952 - 68 с;

53. Семёнов А.П. Подшипники скольжения. (К организации новой отрасли машиностроительного производства). НИИМАШ, 1969 72 с;

54. Шибаков В.Г., Панкратов Д.Л., Волков Д.А. Технология получения биметаллов в процессе кристаллизации плакирующего слоя // Проблемы выживания и экологические механизмы хозяйствования в регионе Прикамья: Материалы симпозиума. Наб.Челны, 2002. С.59-60;

55. Ермолаев А.А., Буянов И.М. RU 2154755 С2. Способ изготовления вкладышей подшипников скольжения. 20.08.2000;

56. Семёнов А.П. Ионная технология изготовления подшипников скольжения. М.: Машиностроитель, 1997, № 9, С 16;

57. Громыко А.Г., Лукьянченков В.В. RU 2167738 С2. Способ заливки вкладышей подшипников скольжения баббитом. Калининградский государственный технический университет, 27.05.2001;

58. Нечитайлов Г.И., Кудашов О.Г., Малов В.И., Марчуков В.В., Михелин А.И. RU 95100437 А1. Способ получения биметаллических деталей. Воронежский механический завод. 10.11.1996;

59. Першин В.А., Столпнер М.Е., Хмелевская В.Б. RU 2057973 С1. Способ восстановления вкладышей подшипников скольжения. Российский концерн „Норильский никель", Институт „Гипроникель", 10.04.96;

60. Ефимрв В.А., Эльдарханов А.С. Физические методы воздействия на процессы затвердевания сплавов. М.: Металлургия, 1995. 272 с;

61. Самойлович Ю.А. Кристаллизация слитка в электромагнитном поле. М.: Металлургия, 1986. 168 с;

62. Балакин Ю.А. Влияние внешних воздействий на основные параметры кристаллизации металлов. // Изв. РАН. Металлы. 2002. № 6. С. 43 -48;

63. Балакин Ю.А., Гладков М.И. Влияние внешних воздействий на основные параметры кристаллизации металлов. // Изв. Вуз. Чёрная металлургия. 2002. № 11. С. 52-56;

64. Гладков М.И., Балакин Ю.А., Гончаревич И.Ф. Термодинамический анализ условий зарождения и роста кристаллов при виброобработке металла. // Изв. Вуз. Чёрная металлургия. 1989. № 9. С. 27 29;

65. Гладков М.И., Балакин Ю.А., Никифоровский В.А. Математическое моделирование процесса диспергирования структуры кристаллизующихся металлов. // Литейное производство. 1990. №10.С. 9;

66. Кукса А.В., Елансков Д.И., Никулин В.В. RU 96104401, А1. Устройство для получения полых слитков. Волгоградский государственный университет, 20.04.97;

67. Кукса А.В., Елансков Д.И., Никулин В.В. RU 2108196 С1. Устройство для получения полых слитков. Волгоградский государственный университет, 10.04.98;

68. Долматов Н.В., Миляев А.Ф. RU 2007266 С1. Способ перемешивания расплава металла. Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И. Носова, 15.02.94;

69. Тимофеев В.Н., Христинич P.M., Бояков С.А., Рыбаков С.А. RU 2113672 С1. Способ электромагнитного перемешивания электропроводных расплавов. Красноярский государственный технический университет, 20.06.1998;

70. Барыкин Н.П., Асланян И.Р. Математическое моделирование режимов поверхностного пластического деформирования для повышения износостойкости подшипников скольжения // Трение и износ. 2001. Т.22, №5. С.496-500;

71. Садыков Ф.А., Барыкин Н.П., Валеев И.Ш. Влияние температуры и скорости деформации на механические свойства баббита Б83 с различной структурой // Проблемы прочности. 2002, № 2, с.121-126;

72. Садыков Ф.А., Барыкин Н.П., Валеев И.Ш. Влияние структурного состояния на механические свойства баббита Б83 // Физика и химия обработки материалов, 2001, №2. С. 86-90;

73. Барыкин Н.П., Шустер Л.Ш., Асланян И.Р. и др. Выбор режимов поверхностной пластической деформации вкладышей подшипников скольжения паровых турбин // Кузнечно-штамповочное производство, 1999, №4, 16-19;

74. Барыкин Н.П., Асланян И.Р., Садыков Ф.А. Поверхностная пластическая обработка вкладыша подшипника скольжения // Трение и износ. 2000, Т.21, № 6, с. 634-639;

75. Дмитриев М.А., Шевчук В.К., Браженко Е.Б. Получение мелкой структуры баббита при лазерном облучении. // Сборник. Вологдинские чтения. Вологдинские чтения. Владивосток, 2000;

76. Дмитриев М.А., Шевчук В.К. Влияние лазерной обработки на структуру и свойства баббита Б83. // Сборник. Вологдинские чтения. Владивосток, 2001;

77. Дмитриев М.А., Шевчук В.К., Браженко Е.Б. Упрочнение баббита Б83 непрерывным СОг лазерным облучением. // Сборник. Вологдинские чтения. Владивосток, 2001;

78. Дриц М.Х. Песков Д.А. Заливка подшипников баббитом. М.: Трансжелдориздат, 1939 - 84 с;

79. Зимон А.Д. Адгезия плёнок и покрытий. М.: Химия, 1977 - 256 с;

80. Фрейдин А.С., Турусов Р.А. Свойства и расчёт адгезионных соединений. — М.: Химия, 1990.-256 с;

81. Дерягин Б.В., Кротова Н.А., Смилга В.П. Адгезия твёрдых тел. — М.: Наука, 1973 -280 с;

82. Рогожин В.М., Смирнов Ю.В., Петров В.Я. Определение адгезионной прочности газотермических покрытий. // Порошковая металлургия. 1982. №7. С. 87-91;

83. Дебройн Н., Гувика Р. Адгезия, клеи, цементы, припои. М.: Издательство иностранной литературы, 1954 - 584 с;

84. Хасуй А. Техника напыления. (Пер. с японского). М.: Машиностроение, 1975-288 с;

85. Барыкин Н.П., Валеева А.Х. Повышение ресурса многослойных подшипников скольжения // Трение и износ. Т. 22, №4, 2001. С. 464-467;

86. Федорченко Е.Н. Энциклопедия неорганических материалов. Киев, 2 тома, том 1,1977;

87. Большая советская энциклопедия, 3 изд., 30 тт., М., изд. БРЭ; Интернет-версия (http://www.rubricon.ru/bse), 2000;

88. Гордеев А.Ф. Подготовка поверхности под напыление. Часть II (продолжение)* // Технология металлов. 2000. №1. С. 28 36;

89. Гордеев А.Ф. Подготовка поверхности под напыление. Часть III. Абразивная обработка // Технология металлов. 2000. №3. С. 23 30;

90. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1970. 3-е изд., 376 с;

91. Золоторевский B.C. Механические испытания и свойства металлов. М.: Металлургия, 1974 304 с;

92. Федорченко И.М., Пугина Л.И. Композиционные спеченные антифрикционные материалы. Киев. 1980;

93. Потехин Б.А., Глущенко А.Н., Илюшин В.В. Патент РФ на полезную модель № 38649, „Устройство для заливки подшипников скольжения" БИ № 19,2004;

94. Гуляев А.П. Металловедение. Учебник для ВУЗов. 6е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986, 544 с;

95. Потехин Б.А., Глущенко А.Н., Илюшин В.В. Структурная зависимость свойств баббита марки Б83. // Технология металлов. 2006. №1. С. 28 36;

96. Миронов А.Е., Никифоров В.А. О качестве бронзовых вкладышей подшипников скольжения моторно-осевых подшипников тепловозов. // Вестник ВНИИЖТ, 2003 № 1;

97. Потехин Б. А., Глущенко А. Н., Кочугов С. П. Влияние способов подготовки поверхности на адгезионную прочность соединения сталь (чугун) — баббит // Ремонт, восстановление и модернизация. 2005. № 7. С. 13 16.Р