книги из ГПНТБ / Антифрикционные пористые сплавы Е. Ф. Меркулов. 1960- 6 Мб

Таблица 7

Карта замеров коренных и шатунных шеек коленчатого вала, работавшего на вкладышах из алькусипа на двигателе ЗИЛ-120 №04,

после пробега автомашины 27 340 км

с Б83. Износ же шеек коленчатых валов у последующих автодвига­ телей, собиравшихся нормальным для алькусипа способом, оказался

Учитывая, что теплопроводность и теплоемкость у алюминия

выше, чем у олова, при эксплуатации двигателей на алькусиповых вкладышах необходима более обильная смазка, йто обязывает,

в частности, водителей автомашин внимательно следить за давле­ нием масла, не допуская его падения.

Таблица 8 Карта замеров коренных и шатунных шеек коленчатого вала, работающего

на вкладышах из алькусипа на двигателе ЗИЛ-120 №01, после пробега автомобиля 26 962 км

7.Физико-механические и металлографические свойства алькусипа

Втабл. 9 дано сопоставление физико-механических свойств алькусипа и высокооловянистых баббитов марок Б83 и Б90.

Таблица 9 Физико-механические свойства алькусипа и высокооловянистых баббитов

Наименование свойств Алькусип Б90 Б83

20

Из этой таблицы видно, что алькусип обладает большим отно­ сительным удлинением при большем пределе прочности на растя­ жение, т. е. лучшими первичными механическими свойствами при

твердости, близкой к твердости оловянных баббитов.

Опыт эксплуатации грузовых автомобилей показал, что вкладыши из алькусипа с повышенной, по сравнению с Б83 и Б90, твердостью

в работе не только значительно устойчивее, но и меньше изнашивают шейки коленчатого вала. Шатунные вкладыши из алькусипа должны иметь меньшую твердость, нежели коренные вкладыши, что дости­ гается соответствующим увеличением содержания свинца.

Коэффициент трения со смазкой алькусипа выгодно отличается как от оловянных баббитов, так и от других антифрикцион­

ных алюминиевых сплавов и малооловянистых биббитов, что видно из табл. 10.

Таблица 10

Сопоставление физико-механических свойств алькусипа с другими антифрикционными алюминиевыми сплавами и малооловянистыми баббитами

Сплавы

Физические

константы

Низкий коэффициент трения алькусипа объясняется его хоро­ шими антифрикционными свойствами и микропористостью.

Работа трения, характеризующая напряженность работы подшип­ ников в зависимости от технических и эксплуатационных условий,

для алькусипа колеблется в пределах 100—180 кем!см2 сек.. Эта работа

выражается формулой

А = pv,

где р — удельное давление кг/см2, v — скорость м/сек.

Алькусип обладает высокой коррозионной стойкостью, оценка

которой была произведена путем определения потери веса образцов после 60-часового их пребывания в искусственно окисляемом автоле. Установлено, что алькусип не подвержен коррозии в окисляемом масле.

21

из-за несовершенства ведения плавок и в первую очередь из-за плохого перемешивания поташа и свинца при их вводе в тигель или в ковш. Однако такие пятна ничего общего с ликвацией свинца

не имеют.

Что касается других компонентов сплава, как медь, железо, кремний, то незначительное изменение их дозировки как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения никакого влияния на харак­ тер строения сетки не оказывает.

Итак, при строгом соблюдении литейной технологии с введением в сплав поташа свинец с алюминием образует эвтектический раствор.

Пористость алькусипа в результате воздействия на него поташа

обнаруживается даже невооруженным глазом, а при пользовании простой лупой или микроскопом можно легко замерить диаметр пор, который колеблется в пределах от 0,1 до 0,2 мм.

С увеличением количества вводимого поташа увеличивается пори­ стость в алькусипе, что оказывает благоприятное влияние, как пока­ зал опыт, на условия эксплуатации автомобилей, увеличивая как сроки службы коленчатых валов, так и продолжительность работы вкладышей.

Таким образом, алькусип имеет не только небольшие капилляр­ ные ходы, но и поры, по которым просачивается смазочное масло,

ных коренных вкладышей первых экспериментальных автомоторов,

на которых грузовые автомобили ЗИЛ-150 сделали по 34 000 км пробега. Была достигнута более легкая и надежная работа двига­

телей на подъемах и полное отсутствие стука в них.

8. Выводы

Условия работы шатунных вкладышей подшипников коленчатого вала автомобильных двигателей являются исключительно тяжелыми

в силу наличия касательного знакопеременного ускорения поршня

двигателя, в результате которого создаются значительные добавоч­ ные силы инерции и динамические нагрузки, воздействующие как на подшипники, так и на их вкладыши. И по режиму эксплуа­ тации автомобильные двигатели работают в более тяжелых по срав­

нению со всеми другими машинами-двигателями условиях. Поэтому алькусип, показавший исключительно хорошие результаты при испытаниях на плохих дорогах, получил широкое применение не только как заменитель высокооловянистых баббитов Б83 и Б90, но и как новый более дешевый рентабельный алюминиево-свинцово- медный баббит взамен дорогостоящих остродефицитных оловяни-

стых бронз.

Алькусип является универсальным антифрикционным сплавом,

а потому он применяется не только в автомобильных двигателях,

но и в металлорежущих станках.

25

ГЛАВА II

ПОРИСТАЯ АНТИФРИКЦИОННАЯ АЛЮМИНИЕВО-СВИНЦОВАЯ

БРОНЗА

9.Химический состав

Вотличие от алькусипа другой разработанный автором анти­ фрикционный сплав — алюминиево-свинцовая бронза 1 — является более простым по технике приготовления, так как пониженное содер­

жание свинца в сплаве и более высокое содержание железа и кремния облегчают условия получения заданного химического состава. Алю­ миниево-свинцовая бронза содержит 92—93%А1; 5,0—5,5% Си;

0,5—0,6% Fe; 0,4—0,5% Si и 1—1,5% Pb. Она может быть реко­ мендована взамен дорогостоящих остродефицитных оловянистых бронз марок Бр.ОЮ, Бр. 010-2, Бр.08-4.

Для придания сплаву пористого строения в процессе плавки в него вводят поташ.

Химический состав пятикомпонентной пористой антифрикцион­ ной алюминиево-свинцовой бронзы зависит от ее назначения и тех­ нико-эксплуатационных требований к ней.

При назначении ее в качестве заменителя высокооловянистых

бронз и малооловянистых баббитов типа Б16 химический состав

бронзы рекомендуется следующий (в %): А1—92,5; Си — 5; Fe — 0,6; Si — 0,4 и Pb — 1,5, т. е. с наибольшим процентным содержа­ нием свинца; в этом случае поташ вводится во время плавки в коли­

честве 1—1,5% от веса шихты. Бронза указанного состава пригодна для вкладышей коренных подшипников грузовых автомашин.

Для тракторных двигателей и других машин-двигателей как

работе металлорежущих станков для замены обыкновенных бронзо-

1 Авторское свидетельство № 105711 Комитета поделай изобретений и открытий при Совете Министров СССР по Госреестру от 16 марта 1957 г.

27

вых втулок, например на валиках их фрикционов, при особо тяже­

лых ударных нагрузках ставится бронза с химсоставом, дающим большую твердость: А1—92,5%; Си—5,5%; Fe — 0,6%; Si —

0,4%; Pb —1,0%.

10. Шихтовка, плавка и заливка

Пористую антифрикционную алюминиево-свинцовую бронзу можно получать в тигельных печах, в печах типа «Мечта», в электро­

печах, а при ремонтных работах, в случаях отсутствия цеха цветного литья — в простых нагревательных печах и горнах, обеспечивающих температуру расплавления меди. Для плавки могут использоваться

не только графитовые или шамотовые, но даже самодельные тигли. Таким образом, алюминиево-свинцовая бронза может быть полу­

чена даже в полевых и походных условиях.

Учитывая интенсивное выгорание свинца и ферросилиция, ших­ товку бронзы при ее приготовлении в шахтных печах типа Калимана (на опыте многочисленных плавок, проделанных автором) устанавливают следующей:

1)первичный алюминий — 87%;

2)красная медь — 5%;

3)ферросилиций (75-процентный)—2%;

4)свинец — 6%;

Вполне очевидно, что чем плавильный агрегат более совершенен и чем опытнее плавильщик и заливщик, тем меньше будет угар элементов шихты. В шихту добавляется поташ в количестве 1 % ■от ее веса.

При использовании в шихте алюминиевого лома следует иметь в виду, что вес его не должен превышать 25% от веса всего шихтуе­ мого алюминия.

Перед плавкой производят тщательную подготовку шихты: све­ жий первичный алюминий разрубают на куски весом по 1,5—5 кг,

-а алюминиевый лом разбивают на мелкие куски с удалением из алю­ миния всех инородных включений; красную медь рубят на мелкие полосы или куски; ферросилиций толкут до порошкообразного состояния и просеивают через мелкое сито; свинец заготовляют

в кусочках весом 0,3—0,5 кг; поташ, обладающий большой гигро­ скопичностью, должен быть предварительно хорошо просушен

и прокален, а затем истолчен в порошок и положен во избежание его всплывания в «колокольчик». Поташ настолько гигроскопичен,

что и после прокаливания, перед самой плавкой или даже во время

плавки, его надо подсушивать или заново прокаливать.

Кроме того, перед плавкой в целях предохранения от окисления и выгорания элементов, составляющих шихту, следует обязательно заготовить толченый древесный уголь для покрытия им «зеркала»

28