Антифрикционные свойства алюминиевых сплавов, особенно их сопротивление схватыванию, весьма низки. Чтобы запорная арматура для водопровода в Челябинске работала как часы, нужно установить возможность применения алюминиево-магниево-цинкового сплава марки АМг515 для изготовления деталей трубопроводной арматуры, изучить работоспособность в узлах, имитирующих работу узлов трения.
Антифрикционные свойства алюминиевых сплавов изучались на образцах, изготовленных из сплава АМг515 в сочетании с образцами из алюминиевых сплавов АМг515, АМгб! и В48-4, латуни марки ЛМц 58-2 и сталей марок 2X13 и 35.
При испытаниях узлов вида «вал-втулка», «ходовая резьба», «крепежная резьба» и «шаровая пята» было установлено низкое сопротивление сплава АМг515 схватыванию во всех этих узлах, как при сочетании двух деталей из этого сплава, так и когда насос циркуляционный для котла в Челябинске сочетался с другими материалами.
Было установлено следующее:
1. Максимальное число циклов двойных ходов, равное 1020, при возвратно-поступательном движении узлов вида «вал—втулка» с приложением бокового усилия 30 кгс, обеспечивается при оксидировании сплава АМг515 на глубину 50 мкм, что соответствует работоспособности А = 1530 кгс-м. За этот путь трения происходит изнашивание оксидированного слоя и образование рисок задиров глубиной 0,04—0,05 мм. При вращательном и винтовом движении образцов количество циклов до задира было намного ниже (максимум 570 при вращательном движении).
2. При испытаниях узла «ходовая резьба» во всех сочетаниях материалов наблюдается заклинивание резьбы после небольшого числа циклов (не более 40).
3. При испытаниях узла «шаровая пита» схватывание наступает после первых же циклов приложения нагрузки, в результате образуется лунка на плоской поверхности образца и происходит смятие шаровой поверхности на другом образце. Наилучшие результаты дает сочетание стали 2X13 со сплавом АМг515: смятие сферической головки образца из стали 2X13 незначительно.
4. В узле «крепежная резьба» наблюдается появление схватывания, которое сопровождается образованием и выносом стружки в момент демонтажа соединения.
Наилучшие результаты получены при ввинчивании в гнездо из сплава АМг515 штуцера (шпильки) из стали 35: после 50 циклов наблюдались незначительные участки схватывания с образованием стружки из алюминиевого сплава.
Таким образом, испытания показали практическую невозможность использования алюминиевых сплавов в узлах трения трубопроводной арматуры. Такую арматуру следует проектировать в композитном исполнении, причем трущиеся детали выполнять из совместимых в коррозионном и антифрикционном отношении материалов. Испытания опытных образцов такой арматуры подтвердили ее работоспособность в стендовых условиях.
Leave a reply