Stopy antyfrykcyjne: opis, rodzaje i właściwości

Stopy antyfrykcyjne to grupa materiałów o niewielkich rozmiarach współczynnik tarcia lub w stanie obniżyć go w innych kompozytach. Stałe źródła smaru są odporne na zużycie przy długotrwałym użytkowaniu. Obejmują różne powierzchnie trące. W tym celu stosuje się fluoroplast, mosiądz, brąz, grafit żelazowy i babbit. Materiały muszą być plastyczne i odporne na zużycie, w pełni spełniać obciążenia podczas działania części i konstrukcji.

Niektóre cechy stopów

Główną rolą stopów przeciwciernych jest zwiększenie żywotności stykających się powierzchni różnych mechanizmów i maszyn. Są one używane głównie do produkcji tulei i łożysk lub do ich nakładania na powierzchnię części trących. Z jednej strony stopy muszą mieć ciągliwość i dobrze pracować, az drugiej strony muszą być twarde i trwałe, aby zmniejszyć zużycie części. Aby spełnić te warunki, wykonuje się kompozyty o niejednorodnej strukturze: podstawa jest miękka i plastyczna, a inkluzje w niej są trudniejsze. Dzięki temu w trakcie pracy szczegóły miękkiej podstawy są usuwane, tworząc relief na powierzchni. A to przyczynia się do dobrej cyrkulacji olejów smarowych na powierzchniach kontaktowych, co zmniejsza współczynnik tarcia i poprawia działanie mechanizmu. Przy stosowaniu stopów przeciwfrykcyjnych należy również uwzględnić ich przewodność cieplną, aby części cierne części nie przegrzewały się.

Podstawowe właściwości stopów

Stopy antyfrykcyjne wypełniają wkładki łożyska ślizgowe. Wymagania dla nich są ustalane w zależności od warunków, w jakich działają części. Materiał, z którego są produkowane, musi mieć następujące właściwości stopów ciernych:

• wystarczająca ciągliwość, aby mieć zdolność wypalania na obracającej się powierzchni i twardość wymaganą dla wkładki, ale nie ścierająca wału;
• powierzchnia robocza powinna przyczyniać się do zatrzymania smaru;
• mały współczynnik tarcia z materiałem, z którego wykonany jest wałek obrotu;
• niski punkt topnienia.

Jakie stopy są używane jako materiały przeciwcierne?

Wszystkie stopy tego rodzaju są podzielone na trzy grupy:

• Biały - babbity. Podstawą ich jest cyna i ołów, a zanieczyszczenia składają się z miedzi i antymonu. Babeczki Tin są uważane za najwyższą jakość. Są w stanie wytrzymać znaczną częstotliwość obrotu wału. Wykorzystywane są do produkcji łożysk turbin dużych silników do skuterów wodnych, turbosprężarek, turbopomp. Mają dobrą odporność na obciążenia udarowe i minimalny współczynnik tarcia. Babbitty z ołowiu stosowane są w maszynach o mniejszym obciążeniu. Wapń, którego podstawą jest ołów z niewielkim dodatkiem wapnia, sodu, magnezu i innych pierwiastków, szybko się zużywa i jest stosowany tylko przy niewielkim obciążeniu, ale ich koszt jest znacznie niższy niż w przypadku cyny i ołowiu.

• Żółty - brąz i mosiądz. Zastosowanie brązów cyny jest powszechne. Oprócz wysokich właściwości przeciwciernych, mają one doskonałą twardość i dobrą odporność na korozję. Używaj także cyny fosforowej i brązu cynowo-ołowiowego do części różnych typów maszyn. Łożyska do silników wysokoprężnych, silników lotniczych i traktorów wykonane są z dwuskładnikowych ołowianych brązów, których udział wynosi 30%. Takie stopy przeciwfrykcyjne są stosowane jako gotowe odlewy (tuleje) i powłoki łożysk. Do ich produkcji używa się taśmy stalowej, której powierzchnia jest wypełniona brązem ołowiowym. Do bardzo małych łożysk wykorzystano cynowo-ołowiowo-cynkowy metal. Brązowy (mangan, krzemionkowy, aluminium) bez zawartości cyny również znajduje zastosowanie. Mosiądz o właściwościach smarujących jest gorszy od tych drugich. Są one najczęściej używane jako stopy przenoszące obciążenia, gdy części są eksploatowane przy niskich prędkościach i przy niskich obciążeniach.

• Czarny - żeliwo antycierne. Są one wykorzystywane jako tanie materiały głównie dwóch rodzajów:
  • perlit-grafit: jego podstawa składa się z perlitu i ma solidną strukturę, grafit jest miękką substancją, która pomaga poprawić warunki smarowania i dobrze absorbuje oleje smarne;
  • fosforek ferrytowo-grafitowy: jego struktura składa się z miękkiej i plastycznej podstawy przeplatanej stałymi fosforem.

Stopy łożysk

Materiały przeciwcierne są szeroko stosowane. W produkcji łożysk stosowanych w obecnych samochodach i urządzeniach, są one pożądane, dzięki ich cichej pracy, odporności na wibracje i niewielkich rozmiarach. Do grupy stopów łożyskowych należą: brąz, babbit, mosiądz, żeliwo szare i pojedyncze stopy aluminium. Aby wybrać materiał, ważne jest poznanie trybu smarowania i warunków, w jakich działa łożysko. Metaliczny smary zidentyfikowane dla trybu tarcia płynnego - wał i łożysko są oddzielone cienką warstwą oleju. Ale przy uruchamianiu i zatrzymywaniu maszyny odnotowywany jest tryb smarowania granicznego. Może się zawalić w wyniku przegrzania zespołu łożyska. Sposób zachowania się materiału w tym przypadku zależy od jego skłonności do chwytania.

Spoiwa do lutowania

Łączenie części wykonanych z metalu używanego do lutowania. Do jakości pracy wymaga odpowiedniego lutowia. Składa się ze stopu cyny, najczęściej z ołowiem, pobranego w różnych proporcjach w zależności od przeznaczenia. Tak więc stop zawierający 62% ołowiu i 38% cyny jest używany do lutowania części w elektrotechnice i elektronice. Czasem stosuje się ołów i ołów bezołowiowy. Jednak większość stopów antyfrykcyjnych i lutów w ich składzie musi zawierać cynę i ołów. Stopy te zachowują mechanizmy maszyny, zmniejszając tarcie, a lutowie umożliwiają łączenie metalowych części.

Stopy aluminium

Aluminiowe stopy antyfrykcyjne zawierają nikiel, cynę, miedź, antymon, krzem i posiadają:

• dobre właściwości smarne;
• znaczne przewodnictwo cieplne;
• odporność na korozję w środowisku olejowym;
• dobre właściwości mechaniczne i technologiczne.

Są one stosowane w postaci cienkiej powłoki nakładanej na stalową podstawę. Skład chemiczny stopów aluminium podzielony jest na dwie grupy, w tym:

1. Antymon i miedź. Metale te tworzą twarde punkty w miękkiej aluminiowej podstawie. Stopy są odporne na duże obciążenia i duże prędkości z tarciem płynnym. Używany w samochodach i ciągnikach jako łożyska do łożysk. wał korbowy.
2. Miedź i cyna. W przypadku takich dodatków stopy pracują w obecności tarcia półpłynnego i suchego. Właściwości przeciwcierne podobne do babbitów. Z nich łożyska w przemyśle motoryzacyjnym i inżynieryjnym.

Różne zastosowania stopów przeciwciernych

Babki są stopami na bazie cyny i ołowiu. Ponadto do ich składu dodaje się domieszki w celu poprawy właściwości. Babby są lepsze od wszystkich stopów o właściwościach przeciwciernych, ale mają niską odporność na zmęczenie. Dlatego są one stosowane do cienkiej warstwy powierzchni ślizgowych łożysk ślizgowych. Babeczki cynowe są uważane za najlepsze w swoich właściwościach, ale mają wysoką cenę, więc są używane w wymagających sytuacjach (do łożysk silników Diesla, turbosprężarek, turbin parowych).

Dobra przewodność cieplna stopów pozwala na ich stosowanie przy wysokich prędkościach i dużych obciążeniach, przy zachowaniu niezawodności zespoły łożyskowe. Wadą jest ostra utrata odporności na zużycie, gdy temperatura wzrośnie powyżej 70 stopni Celsjusza. Ołów babby są nieco gorszy od cyny, ale są one również tańsze. Są one stosowane do łożysk lokomotyw spalinowych, ciężkich maszyn, maszyn jeżdżących, silników samochodowych i ciągników. Najtańszą z babbits są wapń. Są łatwo utlenione, mają małe przewodnictwo cieplne. Wykorzystaj je do budowy taboru kolejowego. Mając niską wytrzymałość, babbity są dobrze obsługiwane w łożyskach z wytrzymałym stalowym lub żeliwnym korpusem.

Stopy cynku

Obejmują one aluminium i miedź oraz magnez, co zwiększa odporność na korozję. Stopy cynku są stosowane w stanie odlewania, walcowania i wytłaczania. Mają wysokie właściwości przeciwcierne, dobrą trwałość. Idealnie zastąpić brąz w jednostkach tarcia w temperaturach nie wyższych niż 100 stopni Celsjusza. W wyższych temperaturach miękną i rozmazują się na wale. Odlewane elementy bimetaliczne i monometaliczne (wkładki, tuleje, suwaki) są wytwarzane ze stopów cynku ze stopniem ciernym.

Wniosek

Podstawą składu stopów antyfrykcyjnych jest cyna, ołów, miedź lub aluminium. Gwarantują minimalne tarcie w łożyskach, zapewniają doskonałą zdolność do pracy części stykających się, wysoką przewodność cieplną, mały współczynnik tarcia, zdolność do utrzymywania smarowania. W praktycznych działaniach najczęściej stosuje się żeliwo szare, stopy aluminium, mosiądz i brąz oraz babbity.