УДК 669-1
Мартюшев Н.В.
ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СВИНЦОВИСТЫХ БРОНЗ.
Томский политехнический университет
Введение
В настоящее время в машиностроении большое количество деталей изготавливается из свинцово-оловянистых бронз. Большая часть этих деталей работает исключительно на износ. Однако существует ряд деталей, которые, помимо хорошей износостойкости, должны обладать достаточно высокими прочностными характеристиками (уплотнения и поршневые кольца, маслоплотные кольца). Большое количество таких деталей присутствует в компрессорах высокого давления. Поршневые кольца в таких компрессорах работают под высоким давлением, и выходят из строя, в основном, не из-за износа, а из-за разрушения. Их замена приводит к дополнительным затратам. Низкая стойкость деталей, выполненных по заводской технологии на отечественных предприятиях, вынуждает предприятия закупать дорогостоящие импортные аналоги. Поэтому разработка импортозамещающих материалов и технологий, направленных на повышение стойкости данных деталей, является актуальной задачей.
В качестве материала для изготовления колец используют литые нестандартные высокооловянистые бронзы со свинцом и никелем, применяющиеся в судостроении и автомобилестроении, хорошо известные своими высокими антифрикционными и механическими свойствами. Свинец в таких бронзах значительно повышает антифрикционные свойства, но, обладая низкими прочностными характеристиками, образует концентраторы напряжения в теле отливки. Форма, размеры и распределение в объеме отливки будут в значительной мере влиять на её механические свойства [7]. Большой вклад в изучение этих вопросов внесли такие отечественный ученые, как Пикунов М.В., Курдюмов А.В., Чурсин В.М., Мальцев М.В. и другие. Уже имеющиеся данные по исследованию структуры медных сплавов со свинцовой фазой имеют много противоречивых мнений, связанных с её распределением. Отсюда, одним из направлений в повышении прочностных характеристик таких сплавов, при сохранении их триботехнических свойств, будет направленное формирование сферообразной морфологии свинцовых включений. Схожесть закономерностей формирования свинцовых включений, как для бинарных свинцовистых бронз, так и для многокомпонентных бронз подтверждается исследователями в работах [3, 7, 12, 15, 18]. Исходя из этого, целесообразно исследовать распределение включений свинца и их морфологию в зависимости от условий кристаллизации на бинарных свинцовистых бронзах. Из уже имеющихся работ [7, 18, 20] видно, что эффективным способом влияния на морфологию свинцовых включений в отливке будет изменение скорости охлаждения. Изменять скорость охлаждения отливки можно за счет использования защитно-разделительного покрытия литейной формы.
Представленная работа была выполнена при поддержке ОАО «НИИПП» в рамках постановления Правительства РФ №218 от 9 апреля 2010 года «О мерах государственной поддержки развития кооперации российских высших учебных заведений и организаций, реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичного производства»