Главная / Графит искусственный и др. / Графитовые сплавы / Графитовая бронза в изделиях и др. / Втулки Металл-Графит / Втулки Бронза-Графит / Втулки графитовой бронзы дополнительно уплотненные

Втулки графитовой бронзы дополнительно уплотненные

Цена: договорная
- от объёма, заполните заявку

Что представляют собой порошковые антифрикционные материалы на основе меди

Порошковые антифрикционные материалы на основе меди — класс конструкционных материалов, получаемых методом порошковой металлургии и предназначенных для деталей узлов трения машин и механизмов. Их главная особенность — регулируемая пористость, которая позволяет пропитывать изделия маслом и обеспечивать режим самосмазывания без внешней подачи смазочного материала.

Основу этих материалов составляет медная матрица, легированная оловом, графитом, железом, хромом или никелем в различных комбинациях. Графит в составе материала выполняет роль твёрдой смазки: при работе узла трения он выделяется на поверхность и снижает коэффициент трения. Масло, удерживаемое в порах, поступает на рабочую поверхность под действием капиллярных сил и нагрева от трения, формируя смазочную плёнку.

Номенклатура марок, химический состав и нормируемые физико-механические свойства этих материалов установлены ГОСТ 26719-85 «Материалы антифрикционные порошковые на основе меди. Марки» (с Изменением №1). Стандарт соответствует международному ИСО 5755/1 в части ряда марок.

Марки и химический состав порошковых бронзографитовых материалов

ГОСТ 26719-85 устанавливает восемь марок антифрикционных порошковых материалов на основе меди. Условное обозначение расшифровывается следующим образом: П — порошковый материал, А — антифрикционный; далее через дефис указываются основа и легирующие элементы (Бр — бронза, Д — медь, О — олово, Гр — графит, Ж — железо, Х — хром, Н — никель). Цифры после букв указывают содержание элемента в процентах для различения сходных композиций.

Оловянные бронзографитовые композиции

Наиболее распространённая группа — оловянные бронзографиты, где основой служит медь, легированная оловом и графитом в различных пропорциях. Олово образует твёрдый раствор в меди, повышающий прочность и износостойкость матрицы. Графит обеспечивает антифрикционные свойства.

Марка	Олово (Sn), %	Углерод (C), %	Пористость, %	Твёрдость HB, МПа, не менее
ПА-БрО	9,5–10,5	до 0,25	18–27	350
ПА-БрОГр	9,5–10,5	0,5–1,0	15–28	250
ПА-БрОГр2	9,0–11,0	1,5–2,5	15–25	250
ПА-БрОГр4	9,0–11,0	3,0–4,5	10–25	200

Марка ПА-БрО содержит минимальное количество углерода (до 0,25 %) и обладает наибольшей твёрдостью в группе (HB ≥ 350 МПа). Графит в ней выступает скорее как технологическая примесь, чем как легирующий элемент. Марки ПА-БрОГр, ПА-БрОГр2, ПА-БрОГр4 отличаются нарастающим содержанием графита (от 0,5 до 4,5 %), что постепенно улучшает антифрикционные свойства, но снижает твёрдость.

Микроструктура этих материалов представляет собой однородный α-твёрдый раствор олова в меди с включениями графита и порами. Допускается присутствие эвтектоида, состоящего из твёрдого раствора и фазы Cu₃Sn.

Железосодержащий бронзографит ПА-БрОЖГр

Марка ПА-БрОЖГр содержит значительное количество железа (19–21 %), что существенно отличает её от остальных оловянных бронзографитов. Железо образует собственную фазу в медной матрице, повышая износостойкость при работе в тяжёлых условиях.

Параметр	Значение
Олово (Sn), %	7,5–8,5
Углерод (C), %	0,5–1,0
Железо (Fe), %	19–21
Пористость, %	18–28
Твёрдость HB, МПа, не менее	200

Микроструктура ПА-БрОЖГр — твёрдые растворы олова и железа в меди с включениями фаз на основе железа, графитом и порами. Этот материал применяется в узлах, где требуется повышенная стойкость к износу.

Высокопрочные хромоникелевые порошковые бронзы

Марки ПА-БрОХ и ПА-БрОХН — высокопрочные порошковые бронзы с хромом и никелем. Они отличаются от бронзографитов принципиально: не содержат графита, обладают значительно более высокой твёрдостью и предназначены для работы при средних и тяжёлых нагрузках.

Марка	Sn, %	Cr, %	Ni, %	Пористость, %	HB, МПа, ≥
ПА-БрОХ	4,5–5,5	9,5–10,5	—	4–20	800
ПА-БрОХН	4,5–5,5	9,5–10,5	6,5–7,5	4–20	900

Хром и никель образуют интерметаллидные фазы (включения хромсодержащей фазы, соединения Ni₃Sn), существенно повышающие несущую способность материала. Пористость этих марок снижена до 4–20 %, что обеспечивает более плотную структуру. По ГОСТ 26719-85 эти материалы предназначены для работы при нагрузках 7–10 МПа при скоростях скольжения около 1 м/с и могут подвергаться термообработке (закалке, старению) для дальнейшего улучшения свойств.

Меднографитовый материал ПА-ДГр10

Марка ПА-ДГр10 — материал на основе чистой меди (без олова) с высоким содержанием графита (9–11 %). Буква «Д» в обозначении указывает на медную основу без легирования бронзирующими элементами.

Параметр	Значение
Углерод (C), %	9,0–11,0
Пористость, %	2–9
Твёрдость HB, МПа, не менее	200
Предел прочности при изгибе, МПа, не менее	50

Микроструктура ПА-ДГр10 — медная матрица с равномерно распределёнными включениями графита и порами. Низкая пористость (2–9 %) и высокое содержание графита обеспечивают хорошую электропроводность в сочетании с антифрикционными свойствами, что делает этот материал пригодным для токосъёмных элементов, скользящих контактов и направляющих в электротехнике. Подробнее о медно-графитовых втулках из этого материала — на соответствующей странице нашего сайта.

Физико-механические свойства порошковых антифрикционных материалов

Прочностные характеристики и твёрдость

Нормируемые показатели по ГОСТ 26719-85 включают твёрдость по Бринеллю (HB) и предел прочности при радиальном сжатии (σ_рс). Дополнительно в справочном приложении к стандарту приведены значения предела прочности при изгибе, временного сопротивления при растяжении (σ_в) и ударной вязкости (KCU).

Марка	σ_рс, МПа, ≥	σ_изг, МПа, ≥	σ_в, МПа, ≥	KCU, кДж/м², ≥
ПА-БрО	140 (180 при пористости < 22 %)	100	60	13
ПА-БрОГр	120 (160 при пористости < 22 %)	—	78,5	—
ПА-БрОГр2	120 (160 при пористости < 22 %)	—	70	—
ПА-БрОГр4	110	—	60	—
ПА-БрОЖГр	130	—	78,5	—
ПА-БрОХ	350	390	176	2
ПА-БрОХН	400	430	215	2
ПА-ДГр10	45	50	—	8

Значения σ_рс и HB нормируются стандартом как обязательные, значения σ_изг, σ_в и KCU приведены справочно. Минимально допускаемая твёрдость конкретного изделия определяется по формуле, учитывающей фактическую пористость детали (формула и поправочные коэффициенты указаны в примечаниях к ГОСТ 26719-85).

Общая закономерность: увеличение содержания графита снижает прочность и твёрдость, но улучшает антифрикционные свойства. Легирование хромом и никелем даёт кратный рост прочности (σ_рс до 400 МПа, σ_в до 215 МПа), но при существенном снижении ударной вязкости.

Пористость и её роль в работе подшипника скольжения

Пористость — ключевой параметр порошковых антифрикционных материалов, определяющий их способность удерживать смазочный материал. По ГОСТ 26719-85 пористость варьируется от 2 до 28 % в зависимости от марки:

Минимальная пористость (2–9 %) — ПА-ДГр10. Основная функция графита — твёрдая смазка и электропроводность, а не масляное самосмазывание.
Низкая пористость (4–20 %) — ПА-БрОХ, ПА-БрОХН. Высокопрочные материалы для тяжёлых нагрузок.
Средняя и высокая пористость (10–28 %) — основные бронзографитовые марки (ПА-БрО, ПА-БрОГр, ПА-БрОГр2, ПА-БрОГр4, ПА-БрОЖГр). Именно эти материалы обеспечивают эффективное масляное самосмазывание.

Пористость определяет объём масла, удерживаемого в теле подшипника. При работе подшипник нагревается от трения, масло расширяется и выделяется на рабочую поверхность. При остановке масло впитывается обратно по капиллярам. Этот механизм позволяет изделиям из порошковых бронзографитов работать без дополнительной смазки в течение 3–5 тысяч часов (для марки ПА-БрО по данным ГОСТ 26719-85).

Для конкретных изделий интервал пористости может быть сужен в рамках допускаемого ГОСТом диапазона — это устанавливается в нормативно-технической документации на конкретную деталь. Пористость определяется по ГОСТ 18898.

Трибологические характеристики порошковых бронзографитовых подшипников

Коэффициент трения при различных режимах работы

Коэффициент трения — важнейший параметр антифрикционных материалов, характеризующий потери энергии в узле трения. Для порошковых бронзографитов он зависит от марки материала, режима смазки, нагрузки и скорости скольжения.

По данным рекомендуемого приложения 2 к ГОСТ 26719-85:

Марки	Режим работы	Коэффициент трения
ПА-БрО	Ограниченная смазка маслом, самосмазывание	0,01–0,04
ПА-БрОГр, ПА-БрОГр2, ПА-БрОГр4, ПА-БрОЖГр	Самосмазывание	0,03–0,06

Низкий и стабильный коэффициент трения обеспечивается двойным механизмом: масло из пор формирует гидродинамическую плёнку, а графит на поверхности выступает в роли твёрдой смазки. Оба механизма работают совместно, что обеспечивает надёжную работу даже при кратковременных перегрузках, когда масляная плёнка может разрушаться.

Допустимые нагрузки и скорости скольжения

Нагрузочная способность порошковых антифрикционных материалов характеризуется допустимым давлением при заданной скорости скольжения. Это важнейший критерий выбора марки материала для конкретного узла трения.

Марки	Режим	Допустимое давление, МПа	Скорость скольжения, м/с
ПА-БрО	Смазка маслом	до 5	до 2
ПА-БрО	Самосмазывание	до 1,9	до 1,5
ПА-БрОГр, ПА-БрОГр2, ПА-БрОГр4, ПА-БрОЖГр	Смазка маслом	до 6	до 2
ПА-БрОГр, ПА-БрОГр2, ПА-БрОГр4, ПА-БрОЖГр	Самосмазывание	до 3	1–2
ПА-БрОХ, ПА-БрОХН	Смазка маслом	7–10	~1

Диапазон рабочих температур для основных оловянных бронзографитов — от −60 до +120 °C (по данным ГОСТ 26719-85 для марки ПА-БрО). Хромоникелевые марки ПА-БрОХ и ПА-БрОХН допускают повышенные нагрузки и могут подвергаться термообработке (закалке, старению) для улучшения свойств.

Области применения порошковых антифрикционных материалов на основе меди

Подшипники скольжения и антифрикционные втулки

Основная область применения порошковых бронзографитов — подшипники скольжения и антифрикционные втулки в узлах, где требуется длительная работа без обслуживания. По ГОСТ 26719-85 материалы ПА-БрО, ПА-БрОГр, ПА-БрОГр2, ПА-БрОГр4 применяются в:

малогабаритных редукторах и электродвигателях;
приборах магнитной записи и воспроизведения;
акустических приборах;
бытовой технике (стиральные машины, холодильники, вентиляторы);
текстильных машинах;
швейных машинах;
машинах по обработке пищевых продуктов.

Порошковые бронзографитовые подшипники применяются для замены подшипников качения и литых антифрикционных сплавов (бронз, баббитов) в указанных узлах. Главное преимущество — отсутствие необходимости в обслуживании смазочной системы при сохранении низкого уровня шума и стабильного коэффициента трения.

Хромоникелевые марки ПА-БрОХ и ПА-БрОХН предназначены для работы при средних и тяжёлых нагрузках в промышленном оборудовании, где требуется высокая несущая способность подшипника.

Применение меднографита ПА-ДГр10 в электротехнике

Меднографитовый материал ПА-ДГр10 объединяет электропроводность медной матрицы с антифрикционными свойствами графита. Это делает его материалом для токосъёмных элементов, коллекторных пластин, скользящих контактов и направляющих в электротехнических устройствах. Низкая пористость (2–9 %) обеспечивает достаточную плотность для проведения электрического тока.

Формы поставки порошковых бронзографитовых изделий

Порошковые антифрикционные изделия на основе меди поставляются в следующих формах:

втулки-заготовки (с припуском под механическую обработку);
втулки чистовые (готовые к установке);
цилиндрические заготовки (сплошные короткомерные цилиндры);
фланцевые втулки (по согласованию);
детали по чертежам заказчика.

Минимальная партия — от 1 штуки. Типовые размеры заготовок: наружный диаметр от 8 до 220 мм, длина до 150 мм. Заявка оформляется с указанием марки материала, требуемой пористости (в рамках допускаемого ГОСТом диапазона), размеров и допусков, а также условий эксплуатации.

Срок изготовления при отсутствии подходящих заготовок на складе — от 1 до 3 недель. Ускоренная поставка ограниченных партий возможна по отдельному согласованию.