Дискретно наполненные композиционные материалы на базе алюминиевых сплавов для деталей антифрикционного назначения

• Автор: Курганова, Юлия Анатольевна
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ТРЕНИЕ И МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ТРИБОСОПРЯЖЕНИЙ

1Л. Современные представления о процессе трения

1.2. Требования, предъявляемые к подшипниковым

материалам

1.3. Традиционные материалы для пар трения

1.4. КМ в условиях трения

1.5. Постановка цели и задач работы

2. МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материалы для исследования химический

состав и получение
2.2. 1 роведение испытаний на трение и износ
2.3. Методы исследования структуры и свойств
2.4. Испытания КМ в реальных трибосопряжениях
3. ИСПЫТАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ И ИЗНОС
3.1. Влияние условий нагружения на результаты Трибоиспытаний
3.2. Влияние смазки на процесс трения КМ
3.3. Влияние материала матрицы на процесс трения и износа
3.4. Влияние размера и количества армирующих
частиц в композите на процесс трения
3.5. Влияние термической обработки на трение и износ КМ
3.6. Рассмотрение показателей износа пар трения
3.7. Влияние добавки графита в КМ на свойства материала
ВЫВОДЫ
4. АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ КОМИЦИ1НЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1. Анализ свойств КМ
4.1.1. Исследование механических свойств
4.1.2. Оценка межфазной прочности при сжатии
4.1.3. Твердость и микротвердость КМ
4.2. Исследование структуры КМ
4.3. Анализ поверхностей трения образцов после трибологических испытаний
4.4. Деформирование КМ плоской прокаткой
ВЫВОДЫ
5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Поршневая пара в изделии Компрессор
автомобильный КПА1
5.1.1. Назначение изделия
5.1.2. Условия проведения стендовых испытаний
5.1.3. Результаты экспериментов
5.2. Клапан управления механизмом регулирования
фаз системы газораспределения КУМРФ
5.2.1. Назначение изделия
5.2.2. Методика проверки
5.2.3. Результаты исследования
5.3. Оценка экономической эффективности замены традиционных материалов трибонар на КМ
ВЫВОДЫ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Сплавы должны иметь высокую теплопроводность, чтобы обеспечивать максимально возможный теплоотвод из зоны трения с целью увеличения порога схватывания. Переход к схватыванию и задиру сопровождается нарушением структурной стабильности, резкой активизацией пластической деформации, аналогичной переходу от низкотемпературной к высокотемпературной ползучести. Поэтому для обеспечения износостойкости материала грибопар требуется термическая стабильность структуры поверхностных слоев в условиях деформационно-термических воздействий. Уровень прочностных характеристик и трещиностойкости рабочего слоя должен обеспечивать высокое сопротивление образованию термических трещин и разрушению. Пленки выполняют защитные функции и роль смазки, тем самым, обеспечивая работоспособность узла трения. Динамическое равновесие между формированием и разрушением поверхностных пленок, образовавшихся в результате переноса частиц и процесса окисления, является определяющим триботехнические характеристики материалов. Оптимальным строением поверхностных слоев является такое, при котором изменение термодинамических параметров (температуры, нагрузки. Критериями, определяющими надежность работы узлов трения, является минимальная вероятность задира или минимальная интенсивность изнашивания, а также максимальная усталостная, прочность. Общая картина усложняется тем, что при трении и изнашивании усталостные процессы носят более сложный характер, чем при обычных циклических нагрузках [ - ]. Данные о допустимых изменениях нагрузок, скоростей, условий среды, при которых имеет место нормальный износ деталей, являются основой для проектирования и оценки надежности узлов трения. О работе узлов трения можно судить по изменению коэффициента трения, поэтому третьим требованием к материалу и является стабильность заданного значения коэффициента трения продолжительное время. Кроме того к подшипниковому материалу предъявляются требования по достаточной механической прочности, т. Без внимания не должны оставаться и такие требования, как технологичность, экономичность и доступность []. Что касается материала вала в подшипниках скольжения, то номенклатура применяемых для этого материалов установившаяся. Материалом для цапф служат, стали У8А, УА, , , , , Х, термически обработанные до требуемой твердости (НКС -), в некоторых случаях чугуны [, ]. Традиционные материалы для пар трения. Наиболее распространенными подшипниковыми сплавами признаны цветные сплавы на основе меди (бронза, латунь), олова и сплавов олова со свинцом (баббиты), алюминия, цинка (цинко-алюминиево-медные сплавы) и некоторые другие. Также используются, стали и чугуны. Но повышенный уровень пластического деформирования приводит к повышенной опасности заедания. Такая опасность очевидна для серых перлитных чугунов (АЧЦ-1 и АЧЦ-2), это самый дешевый материал для вкладышей, но из-за более высокого коэффициента трения по стали в сравнении с бронзами, их не следует применять в быстроходных двигателях. Они обладают меньшей стойкостью против истирания 6]. Оловянистыс и свинцовистые бронзы (табл. Таблица 1. БрОЦС4-4-2. Благодаря гетерофазной структуре, состоящей из мягкой и твердой составляющих, бронзы хорошо работают при высоких скоростях скольжения и значительных нагрузках. У оловянистых бронз мягкой основой является ос - твердый раствор олова в меди, а твердыми включениями - электронное соединение СиБп8. Структура свинцовистой бронзы представляет собой равномерное вкрапление свинца в меди, тем самым обеспечивая высокие антифрикционные свойства. Бронзы имеют высокие прочностные показатели, но требуют весьма тщательного подхода к сборке и подгонке сопряжений, кроме того, бронзы плохо прирабатываются []. Кроме того, комплекс физико-химических свойств поверхностей трения свинцовистой бронзы в паре со сталыо не всегда обеспечивает нужные выходные свойства после окончания приработки и в этом отношении бронзы уступают алюминиевым сплавам и баббитам []. Коэффициент трения бронз выше, чем коэффициент трения баббитов. Сплавы на основе свинца и олова (баббиты) представлены в табл. Баббиты имеют низкий коэффициент трения (0.