в наличии в них пор, способствующих образованию устойчивой масляной пленки

в подшипнике. В результате предварительной пропитки вкладыша (втулки) в

нагретом масле большое количество капилляров вкладыша заполняется маслом и

благодаря этому трущаяся поверхность обеспечивается смазочной пленкой в

течение длительного времени.

Различные режимы работы требуют применения металлокерамических

подшипников с различной степенью пористости. Для тяжелых условий работы

(ударные нагрузки, высокие скорости), при которых нужна повышенная

механическая прочность опоры, следует применять подшипники из мелких

порошков (обладающие более высокими механическими и антифрикционными

качествами, чем подшипники из крупных порошков) с низкой пористостью. Для

средних нагрузок рекомендуется пористость 22 - 28%. Для работы без

дополнительной смазки желательно применение подшипников из крупных порошков

пористостью 25 - 35%. Чем больше пластичность и чем меньше пористость

спеченного порошкового металла, тем больше он приближается по свойствам к

компактному металлу.

При нормальной температуре (200С), спокойной нагрузке и достаточной

смазке (примерно 3 капли в минуту на 1 см кв поверхности трения)

железографитовые подшипники пористостью 22 - 28% удовлетворительно работают

при следующих режимах:

|V(м/сек) |0,5 |1 |1,5 |2 |2,5 |3 |3,5 |4 |

|P(кг/см кв) |70 |65 |60 |55 |55 |35 |18 |8 |

Для подшипников пористостью 15 - 20% допускаемые удельные нагрузки

могут быть повышены против указанных на 20 - 30%. При работе

металлокерамических подшипников со скоростью v< 1 м/сек применяется

консистентная смазка, при больших скоростях – жидкие минеральные масла.

Подводить масло рекомендуется через такие же смазочные канавки, как у

подшипников из литых металлов.

Для тонкостенных втулок с повышенной пористостью применяется также

подпитка подшипника через наружную стенку.

При повышенных температурах ( до 300 С железографитовые подшипники могут

работать при малых скоростях (v < 0,1 м/сек ) с графитовой смазкой.

Самосмазываемость пористых железографитовых подшипников относится только к

малым нагрузкам и скоростям, когда pv < 1 кГм/см2 сек.

Пористые железографитовые подшипники изготавливают преимущественно в

виде цилиндрических втулок и поставляют в готовом к установке виде. При

назначении толщины стенки исходят из условий прочности и способности

материала впитывать масло.

В общем случае толщина стенки может быть ориентировочно принята равной

0,2d (d – диаметр вала). Самосмазывающиеся подшипники лучше изготавливать

относительно тонкостенными. При обычной смазке толщина стенки может быть

принята примерно равной 0,1d (если выполнены условия прочности), но не

менее 2 мм. При изготовлении металлокерамических вкладышей допуски на

внутренний и наружный диаметры выдерживаются в пределах 3-го, а иногда и 2-

го классов точности. Железографитовые втулки запрессовываются в корпус по

прессовым посадкам. Для обеспечения зазора в подшипнике необходимо

учитывать, что уменьшение внутреннего диаметра втулки равно примерно 0,7 -

1 величины натяга. Зазор в металлокерамическом подшипнике ориентировочно

принимается равным 0,001 - 0,002 диаметра вала. Доводка внутреннего

диаметра до требуемого размера может быть произведена калибровкой, а также

протягиванием и развертыванием.

При обработке резанием качество рабочей поверхности получается

значительно ниже, чем при калибровке. При p = 15 + 60 кГ/см2 и v = 2,5 м/с

минимальное количество масла на 1 см2 расчетной поверхности вкладыша

составляет (ориентировочно) 1,5 - 5 капель. При больших удельных давлениях

желательно применение кольцевой смазки, масляной ванны или смазки под

давлением.

3.2. Пористые материалы и возможности их применения в промышленности.

К группе пористых относятся антифрикционные, фрикционные материалы,

фильтры и так называемые "потеющие" материалы.

Бронзовые фильтры обычно изготавливаются из порошков со сферической формой

частиц, полученных путем распыления жидкого металла. Температура спекания

составляет 800 – 900 С. Продолжительность спекания от 30 минут до 1 часа.

Бронзовые фильтры с размером частиц порошка 50 – 130 мкм используются для

грубой очистки, 2 – 30 мкм – для тонкой. Бронзовые фильтры находят широкое

применение в промышленности для очистки жидкого горючего в дизелях и

реактивных двигателях, смазочных материалов и сжатых газов от твердых

примесей размерами 5 – 200мкм, а также для очистки разбавленных кислот и

щелочей, расплавленного парафина и т.д.

Пористые материалы, изготавливаемые из порошков электролитического и

карбонильного никеля методом прессования и последующего спекания при

температуре 1000 – 1100 С, предназначены для работы в качестве фильтров и

пористых электродов. Последние находят широкое применение в электрохимии и

катализе. Так, щелочные аккумуляторы, электроды которых представляют собой

высокопористые никелевые пластины, по сравнению с обычными аккумуляторами

имеют меньший вес и габариты. Большое применение находят фильтры из

нержавеющей стали, которые обладают более высокой коррозионной стойкостью и

значительно дешевле чистого никеля. Для изготовления фильтров применяются

порошки из нержавеющих сталей Х17Н2, Х18Н9, Х30 и др. Технология их

изготовления: прессование или прокатка с последующим спеканием при

температуре 1200 – 1250 С в течение 2 – 3 часов. Фильтры из нержавеющих

сталей показали хорошие результаты при очистке жидкого литья, горячего

доменного и мартеновского газов. Как преграда для распространения пламени

они находят применение в автогенной технике, в производстве ацетилена, в

газопламенной обработке металлов, в резервуарах низкокипящих и

взрывоопасных жидкостей. Применение пористых материалов для борьбы с

обледенением самолетов позволяет снизить на 50% расход антифриза.

Использование пористого титана в различных отраслях техники обусловлено

рядом его ценных свойств, главным из которых является высокая коррозионная

стойкость во многих агрессивных средах и высокая удельная прочность.

Титановые пористые материалы получают из порошков с размером частиц менее

60 мкм. С наполнителем, а также из электролитического порошка с размером

частиц до 1 мм без наполнителя. Такие изделия спекают в специальной

атмосфере при температуре 950 – 1150 С в течение 1,5 – 2 часов. Пористый

титан стоек в азотной кислоте и щелочных растворах, обеспечивает тонкость

очистки 5 мкм. и менее.

Пористое охлаждение - один из эффективных способов охлаждения

высокотемпературных узлов и механизмов. Испарительное охлаждение

предусматривает принудительное пропускание жидкости через пористую среду. В

этом случае тепло, выделяющееся на поверхности пористого тела, поглощается

и рассеивается испарительным охлаждающим устройством. Установлено, что

охлаждение испарением более эффективно, чем конвективное или пленочное в

равнозначных системах. Так, применение сопловых и рабочих турбинных лопаток

позволило повысить температуру рабочего газа с 840 С до 1200 С и увеличить

снимаемую мощность на 10%. Возможности использования пористого материала

для контроля температуры на поверхности практически не ограничены. Детали

из пористого металла могут использоваться для создания условия локального

нагрева и одновременно они могут быть использованы для охлаждения

локального перегрева механизмов.

Весьма перспективно применение в промышленности тепловых труб,

обеспечивающих выравнивание температурного поля в различных аппаратах и

установках и изотермические условия обработки тех или иных материалов. Так,

использование низкотемпературных тепловых труб в электрических машинах для

охлаждения роторов и статоров двигателей, генераторов, а также обмоток

трансформаторов позволило увеличить их мощность на 30 – 50%. Успешно

используются тепловые трубы для охлаждения высоковольтных выключателей

большой мощности. Тепловые трубы и паровые камеры имеют ряд преимуществ по

сравнению с традиционными элементами передачи тепла, например,

циркуляционными теплообменниками: они не имеют подвижных деталей, бесшумны,

не требуют расхода энергии на перекачку теплоносителя из зоны конденсации в

зону испарения, обладают малым термическим сопротивлением по сравнению с

металлическими стержнями таких же геометрических параметров и имеют

небольшой вес.

Вышеперечисленных примеров достаточно, чтобы показать широкие

возможности для использования пористых материалов в различных отраслях

техники. Трудно предвидеть все возможные области применения пористых

материалов и изделий из них. Одно несомненно: потребность в пористых

материалах возрастает.

Глава 4. Перспективы развития порошковой металлургии.

Благодаря структурным особенностям продукты порошковой металлургии

более термостойки, лучше переносят воздействие циклических колебаний

температуры и напряжения, а также ядерного облучения, что очень важно для

материалов новой техники.

Порошковая металлургия имеет и недостатки, тормозящие ее развитие:

сравнительно высокая стоимость металлических порошков; необходимость

спекания в защитной атмосфере, что также увеличивает себестоимость изделий

порошковой металлургии; трудность изготовления в некоторых случаях изделий

и заготовок больших размеров; сложность получения металлов и сплавов в

компактном состоянии; необходимость применения чистых исходных порошков для

получения чистых металлов.

Недостатки порошковой металлургии и некоторые ее достоинства нельзя

рассматривать как постоянно действующие факторы: в значительной степени они

зависят от состояния и развития как самой порошковой металлургии, так и

других отраслей промышленности. По мере развития техники порошковая

металлургия может вытесняться из одних областей и, наоборот, завоевывать

другие. Развитие дугового, электроннолучевого, плазменного плавления и

электроимпульсного нагрева позволили получать не достижимые прежде

температуры, вследствие чего удельный вес порошковой металлургии в

производстве несколько снизился. Вместе с тем прогресс техники высоких

температур ликвидировал такие недостатки порошковой металлургии, как,

например, трудность приготовления порошков чистых металлов и сплавов: метод

распыления дает возможность с достаточной полнотой и эффективностью удалить

в шлак примеси и загрязнения, содержащиеся в металле до расплавления.

Благодаря созданию методов всестороннего обжатия порошков при высоких

температурах в основном преодолены и трудности изготовления беспористых

заготовок крупных размеров.

В то же время ряд основных достоинств порошковой металлургии –

постоянно действующий фактор, который, вероятно, сохранит свое значение и

при дальнейшем развитии техники.

Заключение.

Применение порошковой металлургии, ее развитие имеет важное значение

для всего мира. Передовые страны мира такие как США и Япония ежегодно

инвестируют и расширяют эту отрасль промышленности. Это можно проследить на

следующей схеме:

| |1964 |1974 |1984 |1994 |

|США |47тыс т |118тыс т |812тыс т |2045тыс т |

|Япония |4тыс т |17тыс т |106тыс т |455тыс т |

То есть производство спеченных металлов за период с 1964 по 1994 гг. в

США возросло в 43,5 раза, а в Японии – в почти в 114 раз.

Не последнее место занимает порошковая металлургия и в нашей стране.

Она представленна такими предприятиями как «Уральский завод твердых

сплавов», «Краснопахорский завод композиционных изделий из металлических

порошков» и многими другими. Неоспоримым доказательством полезности

использования порошковых является то, что в период кризиса эти предприятия

не только выживают, но и расширяют производство.

Мы сейчас стоим на пороге XXI века. И нам необходимо выбрать те

технологии, которые мы возьмем с собой в будущее. Несомненно, что

порошковая металлургия будет стоять одной из первых в этом списке. В

условиях глобального роста населения, когда на свет появился

шестимиллиардный житель планеты порошковая металлургия, которая дает

наибольший экономический эффект при достаточно массовом производстве, по

моему мнению, должна получить мощный толчок в развитии.

С увеличением масштабов выпуска и совершенствованием методов

изготовления порошков решатся такие проблемы порошковой металлургии как:

дороговизна исходных материалов. При массовом производстве расходы

связанные с необходимостью изготовления индивидуальных приспособлений

(пресс-форм) для каждого вида деталей сократятся до минимума. С

исследованием и использованием на производстве получения чистых порошков

распылением расплавленного железа решены такие проблемы как необходимость

получения достаточно чистых исходных материалов.

Все это свидетельствует о том, что идеи заложенные в начале XIX века в

работах П.Г. Соболевского, найдут достойное воплощение в веке XXI.

Список использованной литературы.

1. Бальшин М.Ю., Кипарисов С.С. Металлургия; М. 1978

2. .Раковский B.C., Саклинский В.В. Порошковая металлургия в

машиностроении. Машиностроение; М. 1973

3. Либенсон Г.А. Основы порошковой металлургии. Металлургия; М. 1975

4. Федорченко И.М., Андриевский Р.А. Основы порошковой металлургии; К.

1961

5. Бальшин М.Ю. Научные основы порошковой металлургии и металлургии

волокна; М. 1972

6. Еськов Б.Б., Лагунов Д.В., Лагунов В.С. Пористые материалы;

Воронеж, 1995

7. Вязников Н.Ф. Ермаков С.С. Металлокерамические материалы и изделия,

Л.1967

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6