Композиционные инфильтрированные медными сплавами материалы на основе железа для тяжелонагруженных узлов трения, структура, триботехнические свойства

Abstract

Представлены результаты исследования влияния состава на структуру и триботехнические свойства инфильтрированных медью каркасов на основе железа. Показана актуальность проведенных исследований, приведена методика получения материалов, приборы и методы исследования их структуры и триботехнических свойств. Показано, что псевдосплавы, получаемые инфильтрацией пористых каркасов на основе железа медным сплавом, имеют более высокие механические и триботехнические свойства, чем получаемые прессованием и спеканием. Установлено, что состав каркаса, его пористость и режимы получения оказывают существенное влияние на морфологию струк- туры и свойства инфильтрированных материалов. Псевдосплавы, полученные по традиционной технологии порошковой металлургии, имеют высокую (до 20 %) пористость размером более 100 мкм, неоднородную структуру и дискретное расположение медной фазы, полученные инфильтрацией, имеют пористость менее 10 %, а медная фаза располагается равномерно по границам частиц и зерен с в стыках зерен. Увеличение содержания меди в материале приводит к повышению триботехнических свойств, как материалов, получаемых прессованием и спеканием, так и инфильтрацией, а повышение содержания углерода в стальном каркасе обеспечивает высокую износостойкость и предельное давление схватывания. При наличии в структуре каркаса псевдосплава свободного цементита в виде разорванной или сплошной сетки при содержании углерода более 1,5 % износостойкости псевдосплава существенно возрастает, так при содержании меди 25 % интенсивность изнашивания при повышении углерода с 0,3 до 1,8 % уменьшается в 3–4 раза в зависимости от времени изнашивания, а при содержании меди 15 % – в 2–4 раза соответственно. Коэффициент трения инфильтрированных материалов в большей степени зависит от содержание меди, износостойкось и предельное давление схватывания – от твердость стального каркаса. Выявлено, что псевдосплавы, полученные инфильтрацией, обладают хорошей прирабатываемостью.