Файл: Антифрикционные пористые сплавы Е. Ф. Меркулов. 1960- 6 Мб.pdf

Таблица 1

Химический состав алькусипа

Оптимальный химический состав алькусипа для вкладышей

коленчатого вала двигателя ЗИЛ-120 (табл. 2) проверен пятилет­

кусипа применяется поташ (К2СОз) в количестве 2—5% от веса шихты. Температура плавления поташа 891° С. При накаливании поташа начинает происходить его термическая диссоциация на окись

металла и углекислый газ.

Применение поташа, в отличие от других солей, испытанных при экспериментальных плавках . алькусипа в качестве флюсов

(Йа2СОз, NaOH, NaCl и др.), дает исключительно хорошие резуль­ таты: алькусип не только очищается от шлака и грязи в период

Алюминиевые пластичные антифрикционные сплавы долго не уда­ валось использовать для той же цели, что и оловянистые баббиты,

т. е. наносить их в виде тонкого слоя на основание из конструкцион­ ного, более прочного материала, получая таким образом биметалли­

ческий вкладыш. Такое положение наблюдалось потому, что не была решена проблема соединения алюминия с черными металлами.

9

При внедрении алькусипа стало возможным применение специаль­

ного припоя бинарного состава: 30% алюминия + 70% цинка

(в весовом отношении). Такой припой обеспечивает вполне надеж­ ную, прочную и плотную связь алькусипа в расплавленном виде

счугунным или стальным основанием

2.Шихтовка, плавка и заливка втулок для вкладышей подшипников из алькусипа

Шихтовка алькусипа, как правило, на первых порах представляет некоторые трудности, так как любой из плавильных агрегатов имеет свои особенности.

Для плавки алькусипа могут быть использованы общераспро­ страненные плавильные агрегаты, такие, как кузнечный горн,

печь Калимана (самодувный горн), печь «Мечта» и электропечи.

Плавка ведется в шамотовых или графитовых тиглях.

При получении алькусипа в печи типа Калимана средний угар шихты составляет 12%. Средний угар свинца составляет 25%.

В табл. 3 приводится состав шихты первых пяти эталонных плавок алькусипа с повышенным угаром свинца в печи типа Кали­ мана, а в табл. 4 — химический состав готового сплава тех же плавок.

Таблица 3

Состав шихты первых плавок с повышенным угаром свинца

1

Состав шихты

10

В качестве исходных шихтовых материалов при получении алькусипа применяются алюминий, свинец, медь и ферросилиций с содержанием 75% Si.

Все исходные шихтовые материалы должны быть соответственно

подготовлены для их закладки в тигель.

Первичный чушковый алюминий должен быть в кусках весом по 1—5 кг', красная медь заготовляется мелкими кусками или поло­

сами; ферросилиций предварительно разбивается, а затем в ступе размельчается в мелкий порошок; свинец рубится кусками весом

0,1—1 кг каждый. Вся заготовка материалов производится взвеши­ ванием по предварительному расчету шихты.

Поташ должен предварительно высушиваться, прокаливаться и затем измельчаться в тонкий порошок. Измельчение надо произво­ дить незадолго до плавки, так как поташ гигроскопичен, быстро

в тигель влажным опасно и недопустимо с точки зрения техники безопасности. Лучше вводить поташ в тигель прокаленными мелкими кусками, чем в виде влажного тонкого порошка.

Плавка шихты и заливка втулок для вкладышей ведется в такой последовательности.

В предварительно разогретый графитовый или шамотовый тигель первоначально загружается красная медь как наиболее тугоплавкий компонент шихты. После расплавления меди дается перегрев до 1200—1250° С.

Врасплавленную медь алюминий загружается вначале в коли­ честве 10% от общего веса шихтуемого алюминия с последующими его

добавками в 2—3 приема до полного веса.

Вцелях предохранения шихты от окисления после расплавле­ ния меди и алюминия на поверхность жидкого металла засыпается древесный уголь.

После полного расплавления меди и алюминия и некоторого перегрева сплава с поверхности последнего счищается древесный

уголь, выключается дутье и в тигель последовательно загружаются

впорошкообразном виде ферросилиций, свинец и прокаленный порошкообразный поташ. Содержимое тигля тщательно перемеши­ вается, затем снова включается дутье, и плавка (во время которой фактически происходит подогрев и незначительный перегрев металла)

продолжается еще 15—20 мин.

Вцелях лучшего перемешивания и получения более однород­ ного сплава свинец и поташ рекомендуется вводить в два приема равными дозами, причем второй раз — перед самой разливкой

металла.

Отливка различных втулок и вкладышей из алькусипа произ­ водится в специальные разъемные металлические формы непосред­ ственно из тигля, без выемки его из печи, с предварительной тщатель­

ной очисткой сплава от шлака. Перед заливкой первых втулок делается выдержка и отстой сплава. Оптимальная температура заливки 780—790° С.

11

В целях предохранения отлитых втулок от растрескивания под влиянием температурных изменений разборку залитых форм и выбивку центрового стержня необходимо делать немедленно после застывания сплава. Фактор температуры и времени при заливке

втулок является решающим.

Для предупреждения закалки отлитые втулки следует помещать в зоне температур порядка 60—80° С, а не оставлять на холодном воздухе.

Разъемный кокиль (фиг. 1) для заливки втулок, из которых вытачиваются вкладыши шатунных и коренных подшипников дви­ гателя ЗИЛ-120, состоит из втулки 1, плиты 2 и стержня 3, имею­

щего литейный уклон а = 0°30'.

Стержни делаются удлиненными для удобства захватывания их щипцами при выбивке.

По вышеприведенной технологии можно вести отливку альку-

сиповых втулок для подшипников любых машин-двигателей и машин-

орудий.

Алькусиповые вкладыши не нуждаются в какой-либо металли­ ческой основе, как это имеет место при использовании Б83 и Б90. Алькусип настолько дешевый сплав, что любые вкладыши могут

делаться из него целиком, т. е. монометаллическими. Таким обра­ зом, не приходится осложнять производство технологией биметал­ лического вкладыша.

3.Технология заливки алькусипа в тело подшипников

Втом случае, когда приходится заливать алькусип в тело под­

шипников, центральным вопросом является его прочная связь с металлической основой. Наиболее плотное сцепление алькусипа со стальным или чугунным основанием обеспечивается применением

эту работу. Заливка алькусипа в тело подшипника производится по следующей технологии.

1. Предварительно производится тщательная очистка рабочих поверхностей подшипников напильником, шабером или стальной щет­ кой.

2. Осуществляется полуда указанным выше припоем, для чего подшипники полностью погружаются в расплавленный припой, находящийся в отдельном тигле.

3. Заливка алькусипом производится в металлические формы, причем температура алькусипа должна быть в пределах 780—790° С.

На фиг. 2 показаны основные размеры металлических форм для заливки в тело коренных и шатунных подшипников автомоторов ЗИЛ-5, по аналогии с которыми можно делать и формы других

размеров.

12