Obrabotka Metallov 2011 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (52) 2011 45 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ износа остается постоянной и не превышает установ- ленный предел. Увеличение содержания бронзы в об- ласти контакта со стальной подложкой ЛМФМ может быть предусмотрено для предотвращения схватыва- ния подшипника с поверхностью вала (контртела) при полном износе рабочего слоя ЛМФМ. В этом случае по росту температуры узла трения можно своевремен- но определить необходимость замены подшипника на новый без существенного повреждения валов. Рис 2. Относительная площадь, зани- маемая бронзой в рабочем слоя ЛМФМ Как видно из рис. 2, для промышленного анало- га площадь бронзы по продольному сечению рабочего слоя значительно отличается от предлагаемого варианта. За счет большой объемной составляющей бронзового каркаса площадь бронзы по мере износа рабочего слоя резко возрастает и к середине слоя может составлять до 85…90 %. При этом содержание ПТФЭ в поверхност- ном слое уменьшается, что приводит к появлению кон- такта бронзового каркаса с металлом контртела, соответ- ствующему росту температуры, коэффициента трения и интенсификации изнашивания как каркаса, так и за счет сублимации фторорганической смазки [5]. При получении пористого слоя из сетки поведе- ние кривой относительной площади бронзолатунно- го каркаса лучше удовлетворяет условиям кривой 3 , но по мере износа также не остается неизменной, что и приводит к нелинейной зависимости триботехни- ческих характеристик. В соответствии с кривой 3 (рис. 2) для сохранения смазочной способности пористого слоя необходимо технологическое решение получения пористого слоя со столбчатой структурой. Создание такого рельефа прокаткой спеченной полосы на рифленых вальцах неизбежно приведет к закрытию пор и ухудшению связи ПТФЭ композиции с металлокерамическим каркасом. Придание рельефа пористому бронзовому слою во время припекания порошка к ленте пока не рассматривалось ни в одной доступной нам работе, возможно, из-за неосуществимости процесса. Очевидно, что при кассетном способе получе- ния ЛМФМ, в котором припекание бронзового слоя осуществляется в плотно сжатом пакете на сталь- ной подложке, можно получить любой оттиск не- посредственно в процессе припекания пористого слоя. В результате исследовательских работ получен ЛМФМ, имеющий столбчатую структуру пористого слоя (рис. 3). В зависимости от шага рифленой по- верхности, при помощи которого создается рисунок пористого слоя, можно регулировать нагрузочную способность пористого слоя, его теплопроводность и объем свободного пространства. а б Рис. 3. ЛМФМ, имеющие столбчатую структуру припеченного бронзового слоя: 1 – стальная основа; 2 – шип припеченного слоя бронзы; 3 – фторопластовая композиция Для образцаЛМФМ, представленного на рис. 3, б , объемная составляющая бронзы практически полно- стью соответствует кривой 3 (рис. 2) и на глубину рабочего слоя в 0,22…0,25 мм изменяется от 10–15 до 15–20 %. Появляется возможность притирать под- шипники с такой структурой пористого слоя по ме- сту посадки изделия. Большое содержание ПТФЭ в рабочем слое придает рабочему слою ЛМФМ прекрасную самосмазывающу- юся способность, а содержание свинца позволяет экс- плуатировать материал при скоростях скольжения более 3 м/с. Как показывают сравнительные трибоиспытания [5], разработанные материалы в несколько раз превос- ходят лучший мировой аналог по ресурсу при повышен- ных скоростях скольжения при трении без смазки. Рис. 4. Сравнительные трибоиспытания ЛМФМ: 1 – материал DU ( V = 2 м/с); 2 – ЛМФМ с пористым каркасом из сетки ( V = 3 м/с); 3 – ЛМФМ со столбчатой структурой пористого слоя ( V = 3 м/с). р = 2 МПа, контртело – диффузионно- борированная Ст 45