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

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

чивает лучший химический состав сплава и лучшие антифрикцион­ ные свойства.

Плавка производится в такой последовательности. Очищен­ ный графитовый или шамотовый тигель устанавливают в тигельную печь или другой плавильный агрегат и нагревают до красного кале­ ния примерно в течение часа. В том случае, когда нет возможности получать медную лигатуру, первым загружают в тигель алюминий;

медь растворяют в расплавленном алюминии.

Для предохранения алюминия от угара в тигель засыпают дре­ весный уголь в таком количестве, чтобы закрыть поверхность

«зеркала» металла.

После полного расплавления алюминия при выключенном дутье загружают толченый ферросилиций, который в тигле тщательно перемешивают. Далее снова включают дутье и продолжают плавку при повышении температуры до 850—900° С. Затем при выключен­ ном дутье в тигель вводят с помощью «колокольчика» истолченный в порошок поташ и половину шихтуемого свинца, которые пере­ мешивают ломиком, после чего вновь включают дутье.

Ввиду того, что диссоциация поташа происходит при температуре 900° и более, подогрев тигля необходимо вести до 950—1000°. Затем дутье выключают, тигель вынимают из горна и его поверхность очищают от угля и от твердой корки поташа, образование которой при плавке не следует допускать. Приготовленной таким образом бронзе дают отстояться, а затем производят отливку болванок

и слитков или заливку изложниц или кокилей при температуре жидкой бронзы 710—750°.

Перед самой заливкой вводят вторую половину шихтуемого свинца, причем свинец в тигле должен быть тщательно перемешан.

Заливка при данной температуре с вводом второй половины шихтуе­ мого свинца вызвана не только тем, что свинец при высокой темпе­ ратуре частично испаряется, но и необходимостью получения более однородного сплава.

Как плавку так и заливку надо вести по часам, а при наличии приборов контролировать температуру термопарой или оптическим

бинарного химсостава: 25% А1 + 75% Zn; заливка в тело происхо­ дит так же, как при использовании алькусипа. Последовательность заливки следующая:

1)производится тщательная очистка рабочих поверхностей под­

шипников напильником, шабером и стальной щеткой;

2)осуществляется полуда указанным выше припоем, для чего

подшипники полностью погружаются в расплавленный припой;

3)заливка бронзой производится в металлические формы при температуре 710—750° С;

4)для предупреждения появления трещин залитые подшипники

помещаются в шкаф с температурой в 70—90° С, где они в течение Р/2—2V2 час. постепенно остывают, а затем вынимаются и охла­

29