Цель вулканизационной обработки:
При использовании вулканизации в качестве антифрикционного материала в изделиях порошковой металлургии наибольшее распространение получили подшипники на основе железа, пропитанные маслом.Спеченные маслопропитанные подшипники (с содержанием графита 1-4%) отличаются простотой изготовления и низкой стоимостью.В случае ПВ<18-25 кг·м/см 2 ·сек он может заменить бронзу, баббитовый сплав и другие антифрикционные материалы.Однако в тяжелых условиях работы, таких как высокая скорость скольжения по поверхности трения и большая удельная нагрузка, износостойкость и срок службы спеченных деталей быстро уменьшаются.Чтобы улучшить антифрикционные характеристики пористых антифрикционных деталей на основе железа, снизить коэффициент трения и увеличить рабочую температуру для расширения диапазона их использования, обработка вулканизацией является методом, достойным продвижения.
Сера и большинство сульфидов обладают определенными смазочными свойствами.Сульфид железа является хорошей твердой смазкой, особенно в условиях сухого трения. Наличие сульфида железа обеспечивает хорошую стойкость к схватыванию.
Изделия порошковой металлургии на основе железа, используя его капиллярные поры, можно пропитать значительным количеством серы.После нагрева сера и железо на поверхности пор могут образовывать сульфид железа, который равномерно распределяется по изделию и играет хорошую смазку на поверхности трения и может улучшить производительность резки.После вулканизации трущиеся и режущие поверхности изделий становятся очень гладкими.
После вулканизации пористого спеченного железа наиболее важной функцией является обеспечение хороших свойств сухого трения.Это удовлетворительный самосмазывающийся материал в условиях работы без масла (т. е. использование масла или его отсутствие не допускается), он обладает хорошей стойкостью к схватыванию и уменьшает явление грызения вала.Кроме того, характеристики трения этого материала отличаются от обычных антифрикционных материалов.Обычно с увеличением удельного давления коэффициент трения существенно не меняется.Когда удельное давление превышает определенное значение, коэффициент трения резко возрастает.Однако коэффициент трения пористого спеченного железа после вулканизационной обработки снижается с увеличением его удельного давления в большом диапазоне удельных давлений.Это ценное свойство антифрикционных материалов.
Подшипник из спеченного железа, пропитанный маслом, после вулканизации может бесперебойно работать при температуре ниже 250°C.
Процесс вулканизации:
Процесс вулканизационной обработки относительно прост и не требует специального оборудования.Процесс заключается в следующем: поместите серу в тигель и нагрейте ее до плавления.Когда температура поддерживается на уровне 120-130 ℃, текучесть серы в это время лучше.Если температура слишком высокая, это не способствует пропитке.Спеченное изделие, подлежащее пропитке, предварительно нагревают до 100-150°С, затем изделие погружают в раствор расплавленной серы на 3-20 минут, а непрогретое изделие погружают на 25-30 минут.В зависимости от плотности продукта, толщины стенок и степени погружения определяют время погружения.Время погружения при низкой плотности и тонкой толщине стенок меньше;наоборот.После выщелачивания продукт вынимают, а оставшуюся серу сливают.Наконец, пропитанное изделие помещают в печь, защищают его водородом или углем и нагревают до 700-720°С в течение 0,5-1 часа.В это время погруженная сера реагирует с железом с образованием сульфида железа.Для изделий плотностью от 6 до 6,2 г/см3 содержание серы составляет около 35-4% (весовых процентов).Нагревание и обжиг направлены на то, чтобы сера, попавшая в поры детали, образовала сульфид железа.
Спеченное изделие после вулканизации можно обрабатывать масляной иммерсией и финишной отделкой.
Примеры применения вулканизационной обработки:
1. Втулки вала мельницы Втулки вала установлены на обоих концах двух валков, всего четыре комплекта.Давление валка 280 кг, скорость 700-1000 об/мин (Р=10 кг/см2, V=2 м/сек).Оригинальная втулка из оловянной бронзы была смазана маслоотражателем.Сейчас его заменяет пористое спеченное железо плотностью 5,8 г/см3 и содержанием серы 6,8%.Вместо оригинального смазочного устройства можно использовать оригинальное смазочное устройство.Просто капните несколько капель масла перед поездкой и работайте непрерывно в течение 40 часов.Температура рукава составляет всего около 40°C.;Перемалывая 12000 кг муки, втулка пока работает нормально.
2. Шарошечная дрель является важным инструментом для бурения нефтяных скважин.Сверху бурового масла находится втулка скользящего вала, находящаяся под большим давлением (давление Р=500 кгс/см2, скорость V=0,15м/сек), а также сильные вибрации и толчки.
Время публикации: 12 июля 2021 г.