Характеристики антифрикционных материалов

Материал	НВ	Коэффициент трения по стали		Допустимый режим работы
		без смазки	со смазкой	Р, МПа	V, м/с	РV, МПа·м/с
Баббиты: Б 83 Б 16 Б К2 Бронзы: Бр О10Ф1 Бр О5Ц5С5 Бр С30 Латуни: ЛЦ16К4 ЛЦ38Мц2С2 Алюминиевый сплав АО9-2	300 300 320 1000 600 250 1000 800 310	0,07…0,12 0,1…0,2 0,15…0,24 0,1…0,15	0,004…0,006 0,004…0,009 0,009…0,016 0,008	15 10 15 15 8 25 12 10,6 25	50 30 15 10 3 12 2 1 20	75 3 6 15 12 30 10 10 100

Баббиты – это мягкие антифрикционные сплавы на основе олова или свинца. Обозначаются они буквой Б и цифрой, указывающей на содержание олова в процентах. Например, Б 83, Б 16, Б 6 означает, что эти сплавы содержат 83,16 и 6 % олова соответственно. Если за буквой Б стоят другие буквы, то это означает, что в составе баббитов находятся другие элементы (БТ – баббиты с теллуром, БН – с никелем, БК – свинцово кальциевые и др.). Как видно из отмеченного, обозначение носит условный характер, не показывая полностью состав сплава. Так баббит Б 83 содержит 83 % олова, 11 % сурьмы и 6 % меди.

Д

Рис. 89. Микроструктура баббита Б83. × 400

ля получения антифрикционного сплава на основе олова, в его состав вводятся элементы, упрочняющие олово за счет образования твердых включений. Для этой цели в олово добавляются сурьма и медь. Сурьма, растворяясь в олове, формирует твердый раствор , который имеет большую твердость и прочность, чем олово, но с сохранением пластичности последнего. Это мягкая фаза баббита (на рис. 89 она имеет темный фон). Твердые включения сплава представляют химические соединения SbSn и Cu₃Sn. Кроме того, медь, препятствуя ликвации легких кристалликов SbSn, обеспечивает равномерное распределение твердой фазы в мягкой матрице.

В связи с тем, что олово является дорогим и дефицитным элементом, оло­­вянистые баббиты используются только в особо ответственных конструкциях. Для подшипников более широкого применения в баббиты в значительных количествах вводится свинец, а содержание олова понижается до 6…10 %. Для упрочнения свинца и формирования твердых частиц в состав баббита вводятся сурьма и медь.

Мягкой основой свинцовистых баббитов является эвтектика, об­ра­зуе­мая свинцом и сурьмой. Твердыми фазами являются тройной твердый раствор свинца и олова в сурьме Sb(Pb, Sn), а также химическое соединение Cu₃Sn.

Вводимые в некоторые баббиты никель (марка БН) и теллур (марка БТ) улучшают форму твердых включений и измельчают структуру.

Бронзы используются для изготовления подшипниковых узлов, работающих при повышенных удельных давлениях и больших скоростях. К лучшим антифрикционным сплавам относятся оловянистые и оловянисто-цинково-свинцовистые бронзы Бр О10Ф1, Бр О10Ц2, Бр О5Ц5С5, Бр О6Ц6С3. Их используют при изготовлении подшипников скольжения турбин, электродвигателей, компрессоров.

Широкое использование в промышленности находят безоловянные бронзы (ГОСТ 493-79), которые имеют высокую прочность, хорошие антифрикционные свойства, коррозионностойкие. Некоторые из сплавов по свойствам не уступают, а иногда и превосходят оловянные бронзы. В тяжелонагруженных трущихся деталях применяются высокопрочные алюминиевые бронзы. В качестве антифрикционных используются так называемые кремнистые и марганцовистые латуни, а также алюминиево-железные латуни.

В последние годы бронзы широко используются в качестве компонентов порошковых антифрикционных материалов или тонкостенных пористых покрытий, пропитываемых твердыми смазочными материалами.

Сплавы на основе алюминия (ГОСТ 14113-78). Эти сплавы обладают достаточным сопротивлением усталости, коррозионной стойкостью в маслах, хорошими антифрикционными свойствами. Такие свойства наметили тенденцию к замене ими антифрикционных сплавов на свинцовой и оловянной основах, а также свинцовистой бронзе.

Алюминиевые сплавы подразделяются преимущественно по микроструктурному признаку, что отражает их антифрикционные свойства. К группе I относятся сплавы, имеющие включения твердых структурных составляющих (FeAl₃, Al₃Ni, CuAl₂, Mg₂Si, AlS_b, Si и др.) в пластичной основе металла. В сплавах группы II наряду с твердыми составляющими имеются мягкие включения.

В табл. 22 приведены сплавы некоторых применяемых антифрикционных сплавов на алюминиевой основе.

Таблица 22