Aliaje de antifrictiune

Aliaje de antifrictiune .

Aliajele de antifrictiune sunt aliaje eterogene formate din matrice eutectica si din cristale dure. Cristalele dure asigura o comportare buna la uzura, avand un coeficient de frecare foarte mic, iar matricea plastica o acomodare buna a lagarului fata de piesa conjugata, evitand uzarea acestuia. De asemenea aceste aliaje trebuie sa aiba si o buna conductivitate termica, o rezistenta buna la compresiune si coroziune, un punct de fuziune mic pentru a evita avarierea fusului si sa asigure prezenta unui film de ulei in timpul functionarii. ( figura 1. ). Calitatea unui aliaj de antifrictiune depinde in special de compozitie, de proportia dintre constituenti si marimea lor.

Aliajele pentru cuzineti se pot clasifica in :

-a. aliaje pe baza de Sn; Sn-Sb; Sn-Sb-Cu; Sn-Sb-Pb ;

-b. aliaje pe baza de Pb; Pb-Sn; Pb-Sb; Pb-Sn-SB; Pb-Sn-Sb-Cu ;

-c. bronzuri ;

-d. fonte ;

-e. materiale de antifrictiune poroase .

Figura 1. Schema de functionare a aliajelor antifrictiune

1. Aliaje pe baza de staniu .

1. 1. Aliaje Sn-Sb .

Contine 8.18% Sb. Stibiul se dizolva partial in Sn formand o solutie solida a, care constituie matricea plastica si formeaza in compus intermetalic SnSb ( figura 2. ) .

Figura 2. Aliaj antifrictiune Figura 3. Aliaj antifrictiune

Sn-Sb. MOx100 Sn-Sb-Cu. MOx100

1. 2. Aliaje Sn-Sb-Cu

Compusul intermetalic SnSb manifesta o tendinta puternica de segregare in partea superioara a piesei turnate datorita greutatii specifice reduse. Prin adaugare de Cu ( 6% ) se formeaza compusul Cu₃Sn, care cristalizeaza la temperaturi ridicate formand un schelet si impiedicand astfel segregarea compusului SnSb.

Figura 4. Aliaj antifrictiune Sn-Sb-Cu supraincalzit la

turnare. MOx300

Structura este formata din cristale geometrice regulate SnSb, cristale "aciculare" dispuse sub forma de schelet de Cu₃Sn si matricea moale eutectica  ( a-Cu₃Sn ) ( figura 3. ). Compozitia uzuala a aliajului este : 83% Sn, 11% Sb si 6% Cu, aliajul fiind cunoscut si simbolizat Y-Sn 83

Adeseori se inlocuieste Sb partial cu Pb pentru a reduce pretul de cost. Aliajele pe baza de Sn se utilizeaza la presiuni mici si turatii mari. Se recomanda respectarea temperaturii de incalzire si turnare, deoarece supraincalzirea favorizeaza dezvoltarea grosolana a cristalelor de compusi intermetalici (figura 4.).

2. Aliaje pe baza de plumb .

Sunt mai ieftine si se utilizeaza in doua mari categorii :

-aliaje Pb-Sn-Sb-Cu, in care o parte din Sn a fost inlocuit cu Pb. O compozitie larg utilizata este aliajul Y-PbSn 10, continand 15,5% Sb; 10% Sn; 1% Cu, rest Pb si prezinta in structura, in principiu, aceleasi faze dure ca si aliajul Y-Sn 83, masa de baza, insa, este formata din eutectice bogate in Pb ( figura 5. ) .

Figura 5. Aliaj antifrictiune Figura 6. Aliaj antifrictiune

Pb-Sn-Sb-Cu. MOx100 Pb+elemente alcalino-pamantoase.

MOx100 .

-aliajele plumbului cu elemente alcalino-pamantoase. Se utilizeaza Pb;Pb-Ca-Na, mai ales pentru cuzinetii la vagoane de cale ferata, aliaje cu K, Li, Ba, Mg. Calciu este practic insolubil in Pb, in schimb formeaza compusi Pb₃Ca si PbCa realizandu-se fazele dure distribuite in matricea moale de Pb aproape curat ( figura 6 ). Pentru durificarea matricei se adauga de obicei, cantitati mici de Na ( 0,5.0,7 % ) care se dizolva in matrice si cateva zecimi de procente de Mg si Al in vederea stabilizarii structurii si a obtinerii unor proprietati bune de turnare. Aceste aliaje se folosesc la fabricarea lagarelor ce lucreaza la presiuni mari si turatii mici.

3. Alte aliaje de antifrictiune .

Materialele de antifrictiune poroase sunt aliaje cu compactitate de cca 75%.

In functie de procesul tehnologic de confectionare a lagarelor, a naturii si granulatiei pulberilor, se obtin piese cu o porozitate ce poate fi reglata in limite largi atat in privinta porozitatii, cat si a dimensiunilor porozitatilor. Porii trebuie sa comunice intre ei pentru a asigura o imbinare cu ulei, autoungerea. Se utilizeaza materiale de antifrictiune poroase pe baza de Fe, de Cu si de Al.

Din categoria celor de Fe se amintesc :

-materiale Fe-grafit si Fe-grafit-Cu normale, care contin 1.3% grafit si 3.10% Cu si au o porozitate de 20.30% ;

-materialele Fe-grafit cu continut ridicat de grafit ( 5.25% ) cu porozitate redusa, rolul de lubrifiant avandu-l grafitul .

Structura aliajelor ferito-perlitica sau perlitica cu grafit in masa de baza, pori si oxizi neredusi ( figura 7. ). La continuturi mai mari de grafit exista pericolul aparitiei cementitei si pentru evitarea formarii acesteia se adauga cantitati mici de Cu, care mareste totodata si rezistenta mecanica.

Figura 7. Aliaj antifrictiune sinterizat

( Fe-grafit ) . MOx300

Materialele poroase pe baza de Cu cele mai utilizate sunt bronzurile sinteriza- te cu 6.10% Sn si cu porozitate de cca 25%. Structura este formata din solutie solida a si grafit. Bronzurile grafitizate cu 8.12% Sn si 1.4% grafit au rezistenta mecanica mai slaba, in schimb au proprietati bune de alunecare, mai ales daca continutul de grafit este marit.