Файл: Кабаков, М. Г. Технология производства гидроприводов учеб. пособие.pdf

Таблица 3

Материалы, применяемые для изготовления основных деталей гидроприводов

38

нять структуру его металлической основы, выбирая соответствую­ щие состав исходного чугуна, технологию отливки и ее термиче­ скую обработку. Так можно получить перлитный, перлитно-фер­ ритный, мартенситный, аустенитный и другие чугуны с различ­ ными физическими, прочностными, эксплуатационными и техно­ логическими свойствами. Чугун с шаровидным графитом имеет высокие пределы прочности на изгиб, растяжение и сжатие, четко выраженный предел текучести, заметное удлинение в литом состоянии и значительное удлинение после отжига, сравнительно высокую твердость после термообработки. Так, для чугуна марки ВЧ 40-10 ств = 40-103 Н/см2, б = 10% и НВ 100.

Цветные металлы и их сплавы. Алюминий и его сплавы. Алю­ миний является основой для производства сплавов. В общем ма­ шиностроении и, в частности, при производстве гидроприводов применяют деформируемые и литейные сплавы алюминия.

Кдеформируемым сплавам относятся дюралюмины (Д-1, Д-21

ит. д.) и высокопрочные сплавы В-95, В-96, типа АК. Эти сплавы обрабатывают давлением в горячем состоянии и затем подвергают термической обработке и иногда поверхностному упрочнению.

При термической обработке деформируемые сплавы нагревают

вэлектропечах с принудительной циркуляцией воздуха или в ван­

равномерное прогревание сплавов и исключается окисление, ха­ рактерное для нагрева в воздушной среде. При этом также облег­ чаются условия регулирования температуры.

Закалка алюминиевых сплавов производится в холодной воде. Во избежание трещин детали диаметром более 80 мм закаливают в горячей воде. Их можно закаливать и на воздухе, однако при этом увеличивается опасность повышения неоднородности струк­ туры металла и ухудшения антикоррозионных свойств.

39

После закалки дюралюмин имеет а„ = (24н-26)103 Н/см2, б = 204-30%, НВ 68—80. Эти свойства могут быть улучшены. Так, высокие механические свойства сплавы приобретают в ре­ зультате последующего естественного или искусственного старе­ ния, происходящего при нормальной или повышенной темпера­ туре. Через 5—7 суток естественное старение заканчивается, и наступает период, который длится 2—3 ч. За это время сплав не теряет своей пластичности. При искусственном старении проч­ ность сплава сначала увеличивается, а затем уменьшается. В ре­ зультате искусственного старения дюралюмин приобретает ав = = (38-4-42) 103 Н/см2, ст0, = 30 103 Н/см2, б = 18% и НВ 100—

110.

Сплавы АК-6, АК-8 применяют при нормальной температуре, а АК-1 и АК-4 — при повышенной. Из этих сплавов делают тяжелонагруженные фланцы, корпуса, работающие под давлением.

К литейным сплавам относят сплавы повышенной герметичности, силумины АЛ4, АЛ9, главным легирующим элементом которых яв­ ляется кремний (Si 12—14%), и коррозионностойкие сплавы АЛ 13, АЛ22, содержащие антикоррозионные присадки. В последнее время в связи с увеличением рабочих давлений до (3—4) 103 Н/см2 потребовались более прочные и герметичные сплавы. Для этих

В нагретом состоянии он пластичен, при горячей обработке не дает трещин. В отличие отдюралюмина при тех же механических свойствах имеет б = 13%. Его термообработка заключается в за­ калке до t = 5004-550° С и искусственном старении в течение

6—15 ч при t = 1504-160° С.

Сплав АЛ9 отличается жидкотекучестью, отсутствием склон­ ности к образованию горячих трещин, высокой герметичностью, малыми усадкой и ликвацией. Сплав АЛ9 мало склонен к образо­ ванию в отливке газовых пористостей и поэтому его льют под давлением. Сплав имеет сгв = (264-30)103 Н/см2, 6 = 4% и НВ 70. Этот сплав используют наиболее часто. Температурный интервал его кристаллизации 610—577° С, температура литья 680—750° С, литейная усадка 1,0, объемная 3,8%.

Для АЛ9 применяют следующие виды термической обработки с режимами:

Т1 — старение;

Т2 — отжиг с выдержкой при 300 ± 10° С в течение 2—4 ч и охлаждение вместе с печью (предназначен для деталей, требую­ щих сохранения размеров);

Т4 — закалка с нагревом при 535 ± 5° С в течение 2—6 ч и охлаждение в воде, нагретой до 80—100° С для деталей сложной формы, или в воде комнатной температуры для деталей простой формы (применяется для повышения пластических свойств);

40

Т5 — закалка по режиму Т4 с последующим старением при 150 ± 5° С в течение 2—3 ч и охлаждением на воздухе; предна­ значен для нагруженных деталей (например, корпусов); сплав сваривается газовой и аргонно-дуговой сваркой, удовлетвори­ тельно обрабатывается резанием;

Тб — закалка + полное старение; Т7 — закалка + отпуск.

Титан и его сплавы. Титан отличается малой плотностью и высокой прочностью, коррозионной стойкостью, сравнительно небольшим коэффициентом объемного расширения. Титан устой­ чив против действия большинства кислот и щелочей. Однако он имеет высокий коэффициент трения и низкие антифрикционные Свойства. При азотировании и поверхностном упрочнении другими элементами титан применяют в узлах трения. Механические харак­

производстве гидроприводов (например, при изготовлении колес гидротрансформаторов) применяют сплавы повышенной пластич­ ности (ВТ-5 и др.). Они хорошо свариваются и штампуются. При работе в условиях низких температур рекомендуется использо­ вать сплав АТ-3, который сохраняет высокую пластичность при температуре —50° С и хорошо обрабатывается давлением. Осо­ бенно перспективно применение высокопрочных сплавов ВТ-14, ВТ-15, ВТ-16. Из них изготовляют корпусные детали, работающие

предел относится к высокопрочному сплаву ВТ-16). Упрочняющая термическая обработка сплавов ВТ заключается в закалке и ста­ рении. Например, сплав ВТ-14 закаливается в воде при 880° С й подвергается старению при 500° С в течение 14 ч. Титановые сплавы хорошо льются в металлические формы.

Бронзы обладают высокой коррозионной стойкостью, хорошо обрабатываются резанием. Многие из бронз имеют хорошие ан­ тифрикционные свойства. Почти все бронзы отличаются высокими литейными качествами. По механическим свойствам алюминиевые и бериллиевые бронзы не уступают многим качественным сталям. При производстве гидроприводов в основном применяются анти­ фрикционные бронзы. Эти бронзы должны обеспечивать наимень­ шее изнашивание сопрягаемых деталей, низкий коэффициент тре­ ния, хорошую прирабатываемость, стабильную смазку (наличие пористой структуры), способность выдерживать большие удель­ ные давления, сопротивляемость коррозии, более низкую твер­ дость по сравнению с валом (для подшипников).

Для достижения хорошей смазываемости структура антифрик­ ционного сплава должна быть разнородной и состоять из твердых опорных частиц и мягких частиц, истирающихся при работе.

41

Такая структура обеспечивает циркуляцию масла в местах выра­ ботки и хорошую прирабатываемость сопряженных поверхностей. Случайно попадающие при этом продукты изнашивания (или твер­ дые частицы рабочей жидкости) также вдавливаются в мягкую основу, что предохраняет трущуюся пару от задиров. К деформи­ руемым бронзам относят оловянные Бр.ОФ 6,5-0,25 и алюминиево­ железистые Бр.АЖ 10-4-4 (их можно ковать). Бронза Бр.АЖ 10-4-4 упрочняется при термической обработке: закалке при 900° С в воде и отпуске при 650° С в течение 1,5 ч. В результате этого обес­ печивается ств = 65 • 103 Н/см2, б = 5%, НВ 200—240. Эти бронзы плохо прирабатываются и их не применяют при высоких давле­ ниях и нагрузках. К литейным бронзам относится Бр.ОС 5-25 (ств = 14 -103 Н/см2, б = 6%), обладающая высокой прирабатываемостью. Для ответственных узлов в парах трения применяют чаще всего бронзы Бр. ОСН 10-2-3 и Бр.012. Последняя с точки зрения прирабатываемости и надежности одна из лучших, но она имеет невысокую твердость (НВ 80—100). Состав бронзы Бр.012 [сгв = (24-т-28) 103 Н/см2, б = 8-И5%] не стандартизован, она выпускается по специальному ТУ. Контроль механических свойств в отливках производится на специальных испытательных образ­ цах из каждой партии. После механической обработки не допу­ скается рассредоточение на нерабочих поверхностях раковин любых размеров. Бронза Бр.ОСН 10-2-3 расплавляется под слоем древесного угля, температура заливки в водоохлаждаемый ко­ киль 1100—1200° С. Для этой бронзы обработка давлением не применяется. Она хорошо сваривается диффузионной сваркой, паяется мягкими и некоторыми твердыми припоями, обрабаты­ вается резанием.

Бронза Бр.ОФ 10-1 расплавляется под слоем древесного угля (температура заливки 1100—1150° С). Линейная усадка ее 1,3— 1,4%. Термическая обработка, ковка и прессование этой бронзы не применяются. Она хорошо паяется мягкими и твердыми при­ поями, может свариваться газовой сваркой и электросваркой, удов­ летворительно обрабатывается резанием, хорошо полируется и притирается.

Неметаллические материалы

Эластомеры включают в себя резину всех типов, применяемую в основном для изготовления различных видов уплотнений и про­ кладок. Резине свойственна высокая эластичность, непроницае­ мость для газов и жидкостей, амортизационная способность, стой­ кость к воздействию химических веществ. Резина состоит из основы, в качестве которой используется каучук, и ингредиентов. Резина включает в себя следующие компоненты (из расчета на

100вес. ч. каучука).

1.Каучук (100 вес. ч.). Он определяет специфические свойств

резины. Применяют бутадиен-стирольный (СКС), нитрильный

42