Бронзовые втулки

Назначение и область применения:

Бронзовые втулки применяются в качестве элементов подшипников скольжения, направляющих втулок и опорных узлов, где требуется высокая износостойкость, сопротивляемость задирам и способность работать при недостаточной смазке.
Они широко используются в машиностроении, судостроении, горнодобывающей отрасли, энергетике и авиационной технике. Втулки способны функционировать в диапазоне температур от -60 °C до +250 °C, выдерживая переменные, ударные и вибрационные нагрузки.

Используемые сплавы и их особенности:

Производство втулок осуществляется из бронз следующих марок: БрО5Ц5С5, БрО10Ф1, БрО4Ц4С17, БрОЦС5-5-5, БрАЖ9-4, БрАЖМц10-3-1.5, БрБ2 и БрОФ10-1.

Каждый сплав выбран с учетом следующих характеристик:

• БрО5Ц5С5: наличие цинка и свинца в составе снижает хрупкость и увеличивает антифрикционные свойства, делая втулки пригодными для средненагруженных узлов.
• БрО10Ф1: повышенное содержание фосфора увеличивает сопротивление фрикционному износу, а олово обеспечивает коррозионную стойкость. Применяется в ответственных узлах.
• БрО4Ц4С17: повышенное содержание свинца (до 17 %) формирует внутри сплава микроскопические включения мягких фаз, улучшающих самосмазывание и позволяющих работать при минимальной смазке.
• БрОЦС5-5-5: сбалансированный состав для универсального применения в условиях средних нагрузок и умеренных скоростей скольжения.
• БрАЖ9-4: алюминий и железо формируют высокопрочную структуру с хорошей коррозионной стойкостью, особенно в морской воде.
• БрАЖМц10-3-1.5: дополнение марганцем стабилизирует механические свойства, увеличивает сопротивление истиранию и устойчивость к кавитационной коррозии.
• БрБ2: бериллий в составе резко увеличивает предел прочности до 550 МПа, втулки из этой бронзы применяются в механизмах, работающих при экстремальных нагрузках.
• БрОФ10-1: оптимальный вариант для соединений с высокими динамическими нагрузками и требованиями к стабильной работе при переменных температурах.

Размерные характеристики:

Втулки изготавливаются в стандартном диапазоне:

• Наружный диаметр: 45–500 мм
• Внутренний диаметр: 30–380 мм
• Высота: 35–400 мм

Изделия могут подвергаться индивидуальной механической обработке для достижения требуемых допусков в соответствии с техническими требованиями заказчика.

Технология производства

Процесс изготовления втулок включает:

1. Литьё заготовок в кокиль или песчаные формы для достижения равномерной структуры и минимизации усадочных дефектов.
2. Термическую обработку (по необходимости) для снятия остаточных напряжений после литья.
3. Механическую обработку (расточка, токарная обработка, шлифование) для получения точных размеров и требуемой шероховатости поверхности.
4. Контроль качества, включая химический анализ, механические испытания, неразрушающий контроль и металлографию.

Химические и физические свойства:

Химический состав бронз подбирается с целью достижения максимальной работоспособности в конкретных условиях:

• Олово увеличивает прочность и коррозионную стойкость.
• Свинец способствует самосмазыванию, снижая коэффициент трения.
• Фосфор повышает твердость и усталостную прочность.
• Алюминий обеспечивает структурную прочность и стойкость к морской воде.
• Бериллий радикально увеличивает механическую прочность и твердость без значительного ухудшения пластичности.

Механические характеристики втулок:

• Предел прочности на растяжение: 180–550 МПа
• Твердость: 50–150 HB
• Относительное удлинение: от 2 % до 14 %

Рабочие температуры эксплуатации — в диапазоне от низких отрицательных до высоких положительных температур, в зависимости от марки бронзы.

Контроль качества:

Контроль на каждом этапе включает:

• Анализ химического состава методом спектрометрии.
• Механические испытания: растяжение, твердость Бринелля, ударная вязкость.
• Неразрушающий контроль ультразвуком для выявления внутренних дефектов (раковин, трещин).
• Визуально-измерительный контроль размеров, овальности, перпендикулярности торцов.
• Металлографический анализ зернистости, микроструктуры, выявление межкристаллитных включений и пористости.
• Выбор сплава в зависимости от условий эксплуатацииДля подшипников средней нагруженности: БрО5Ц5С5, БрОЦС5-5-5
• Для работы при высоких температурах: БрО10Ф1, БрОФ10-1
• Для эксплуатации в условиях повышенного трения без смазки: БрО4Ц4С17
• Для работы в морской воде или агрессивных средах: БрАЖ9-4, БрАЖМц10-3-1.5
• Для механизмов с экстремальными нагрузками: БрБ2

Бронзовые втулки из указанных сплавов обеспечивают необходимую комбинацию износостойкости, прочности и коррозионной устойчивости для применения в тяжелых эксплуатационных условиях. Выбор марки сплава и режимов производства зависит от конкретных требований узла трения и условий его работы.