صفحه مقاوم در برابر سایش آلیاژ مس: انواع، خواص و نحوه انتخاب مناسب

صفحه مقاوم در برابر سایش آلیاژ مس یکی از آن اجزایی است که تا زمانی که از کار بیفتد مورد توجه قرار نمی گیرد - و زمانی که این کار انجام می شود، عواقب آن در کل دستگاه یا ساختاری که پشتیبانی می کند موج می زند. صفحات سایش مبتنی بر مس بیش از یک قرن است که در کاربردهای لغزشی سنگین، بار بالا و مستعد خوردگی مورد اعتماد بوده اند، زیرا آنها چیزی را ارائه می دهند که صفحات سایش فولادی نمی توانند: ترکیبی از ظرفیت تحمل بار، اصطکاک ذاتاً کم در برابر سطوح فولادی، مقاومت در برابر خوردگی، و در نسخه های خود روان کننده، توانایی کارکردن بدون روغن مداوم یا گریس خارجی. این راهنما خانواده‌های اصلی آلیاژ مس مورد استفاده در کاربردهای صفحات سایش، خواص مکانیکی و تریبولوژیکی آن‌ها، نقش اینله‌های روان‌کننده جامد، صنایع و کاربردهای خاصی که در آن استفاده می‌شوند و مواردی که هنگام تهیه آنها باید مشخص شود را پوشش می‌دهد.

چرا از آلیاژهای مس برای صفحات سایش استفاده می شود؟

مورد تریبولوژیکی برای آلیاژهای مس در کاربردهای سایش کشویی با اصطکاک شروع می شود. ضرایب اصطکاک برای آلیاژهای برنزی که در برابر فولاد اجرا می‌شوند از 0.08 تا 0.14 در شرایط روانکاری متغیر است - در مقایسه با 0.32 برای آلومینیوم روی فولاد و 1.00 برای فولاد روی فولاد. در شرایط روانکاری خشک یا مرزی، آلیاژهای برنز هنوز ضرایب اصطکاک 0.12 تا 0.30 را به دست می‌آورند و عملکرد ضد تشنج معنی‌داری را حتی زمانی که روانکاری قطع می‌شود حفظ می‌کند. این رفتار از خواص فیزیکی و شیمیایی آلیاژهای مبتنی بر مس در سطح مشترک لغزشی ناشی می‌شود: آنها نرم‌تر از سطوح متقابل فولادی هستند و به آن‌ها اجازه می‌دهد تا با بی‌نظمی‌های سطحی مطابقت داشته باشند و ذرات آلاینده کوچک را به جای اینکه به آن ذرات اجازه دهند هر دو سطح را نمره دهند. این سازگاری همچنین به این معنی است که همانطور که صفحه سایش آلیاژ مس فرسوده می شود، این کار را به تدریج و به طور قابل پیش بینی انجام می دهد - نه به طور فاجعه بار.

فراتر از اصطکاک، آلیاژهای مس رسانایی حرارتی را سه تا ده برابر بیشتر از فولاد ارائه می دهند، به این معنی که گرمای اصطکاکی تولید شده در رابط لغزشی به جای تمرکز در ناحیه تماس برای تسریع سایش حرارتی، شکسته شدن لایه یا انسداد، به سرعت در بدنه صفحه پخش می شود. آلیاژهای مس همچنین در برابر ضربه - جوشکاری چسب سطوح فلزی کشویی - بسیار بهتر از تماس فولاد روی فولاد، به ویژه برنزهای آلومینیومی و برنج‌های با کشش بالا، که لایه‌های اکسید سطحی پایداری را تشکیل می‌دهند که به‌عنوان لایه‌های نازک و سختی عمل می‌کنند و از مواد توده زیرین محافظت می‌کنند، مقاومت می‌کنند.

نتیجه عملی یک ماده صفحه سایش است که فواصل سرویس طولانی‌تر، برنامه‌های تعویض قابل پیش‌بینی‌تر، فرکانس تعویض کمتر نسبت به صفحات سایش فولادی سخت شده در کاربردهای لغزشی یکسان، و توانایی کار در محیط‌هایی که روغن‌کاری خارجی قابل‌اعتماد را نمی‌توان حفظ کرد - شرایطی که در آن صفحات سایش فولادی به سرعت گیر می‌کنند و از بین می‌روند.

خانواده های آلیاژ مس مورد استفاده در صفحات مقاوم در برابر سایش

چندین خانواده آلیاژ مس مجزا در کاربردهای صفحات سایش استفاده می شود که هر کدام دارای تعادل متفاوتی از استحکام، اصطکاک، مقاومت در برابر خوردگی و ماشین کاری هستند. درک تفاوت ها انتخاب صحیح آلیاژ را برای شرایط عملیاتی خاص راهنمایی می کند.

آلومینیوم برنز (CuAl)

برنز آلومینیوم با بالاترین استحکام خانواده آلیاژ مس است که معمولاً به شکل صفحه سایش موجود است، با مقاومت کششی از 550 مگاپاسکال برای گریدهای ریختگی استاندارد تا 900 مگاپاسکال یا بیشتر برای آلیاژهای فرفورژه یا عملیات حرارتی شده. محتوای آلومینیوم (معمولاً 8 تا 12 درصد وزنی) باعث تشکیل یک لایه سطحی اکسید آلومینیومی پایدار و متراکم می شود که هم محافظت در برابر خوردگی و هم مقاومت در برابر سایش را فراهم می کند. C95400 (CuAl10Fe5 / GB: QAl10-3-1.5) آلیاژ استاندارد صفحه سایش آلومینیوم صنعتی برنز است - استحکام خوب، مقاومت در برابر خوردگی عالی و مقاومت در برابر سایش قوی را ترکیب می کند. C95500 و C63000 (CuAl10Fe5Ni5) نیکل را برای استحکام بیشتر و مقاومت در برابر خوردگی اضافه می کنند و آنها را به انتخاب استاندارد برای صفحات فرسایشی فرآیندهای دریایی، دریایی و شیمیایی تبدیل می کنند که در آن بار مکانیکی و محیط های تهاجمی به طور همزمان وجود دارند.

صفحات سایش برنز آلومینیومی در مواردی که بارهای فشاری بالا (فشار تماس بالاتر از 300 مگاپاسکال)، سرعت لغزش متوسط ​​تا زیاد و محیط های خورنده همزمان هستند، انتخاب ارجح هستند. کاربردهای معمولی شامل پدهای سایش دنده، حلقه های راهنمای سیلندر هیدرولیک، صفحات بلبرینگ پل، آسترهای محور پروانه دریایی و حلقه های سایش پمپ در سرویس آب دریا می باشد. یکی از محدودیت‌های آلومینیوم برنز تمایل آن به ایجاد سایش بیشتر در سطوح متقابل فولاد نسبت به آلیاژهای برنز نرم‌تر است - در جایی که سایش رویه متقابل یک نگرانی است، انتخاب آلیاژ باید عمر صفحه سایش را در مقابل هزینه اجزای فولادی جفت‌شده متعادل کند.

قلع برنز (CuSn)

آلیاژهای برنز قلع (معمولاً 8 تا 12 درصد قلع) برای بیش از دو هزار سال مواد کلاسیک یاتاقان و صفحه سایش بوده اند و در بسیاری از کاربردهای لغزشی با بار متوسط به دلیل ترکیب استثنایی از مقاومت در برابر سایش، سازگاری، قابلیت جاسازی و خواص ضد انسداد استاندارد باقی می مانند. نمرات صفحه سایش قلع برنز صنعتی پیشرو شامل C90700 (CuSn12)، C91100 (CuSn16) و C93200 (CuSn7Pb7Zn3 / SAE 660 / GB: ZCuSn5Pb5Zn5) است. SAE 660 / C93200 یکی از پرمصرف‌ترین آلیاژهای برنز دارای مصارف عمومی در سطح جهان است - ترکیب قلع-سرب-روی آن ظرفیت بارگذاری خوب، حفظ روغن عالی در ساختار ریخته‌گری متخلخل، خواص ضد انسداد ناشی از فاز سرب و مقاومت در برابر خوردگی گسترده را فراهم می‌کند.

صفحات سایش برنز قلع در بارهای تا فشار تماس 275 مگاپاسکال (برخی درجه ها تا ظرفیت فیلم روغن 700 بار در پیکربندی های ژورنال) و دما تا 260 درجه سانتیگراد به طور موثر عمل می کنند. آنها مواد استاندارد برای راهنماهای اسلاید ماشین ابزار، حلقه های سایش محرک هیدرولیک و پنوماتیک، صفحات کشویی درز انبساط پل و اجزای کشویی همه منظوره در تجهیزات شیمیایی و فرآوری مواد غذایی هستند. برنز فسفر (با افزودن فسفر 0.03-0.35٪) خواص فنر، سفتی و مقاومت در برابر سایش را بیشتر می کند و برای صفحات سایش با دقت بالاتر در ابزار دقیق و مهندسی نور استفاده می شود.

برنج با کشش بالا (برنز منگنز / CuZnMnAlFe)

برنج های کششی بالا - که در بازارهای مختلف به نام برنز منگنز، برنج گولیک یا برنج با استحکام بالا شناخته می شوند - اصلاحاتی از پایه برنجی 60/40 (فلز مونتز) با افزودن منگنز، آهن، آلومینیوم و گاهی اوقات نیکل و سرب هستند. گرید چینی ZCuZn24Al6Fe4Mn3 (تقریباً 62٪ مس) و معادل های آمریکایی/اروپایی C86300 و C86200 بیشترین استفاده را دارند. این آلیاژها به استحکام کششی 600 تا 700 مگاپاسکال - قابل رقابت با برنزهای آلومینیومی با استحکام پایین تر - همراه با ماشین کاری خوب، مقاومت در برابر خوردگی متوسط ​​و مقاومت در برابر سایش عالی در شرایط روغنکاری می رسند.

صفحات سایش برنجی با کشش بالا به شدت در ماشین‌های ریخته‌گری قالب (صفحه‌های اسلاید پایه قالب، راهنماهای صفحه اجکتور)، نوارهای سایش قالب تزریقی، لنت‌های سایش اسلاید ابزار ترمز پرس، و پوشش‌های سایش محوری تجهیزات ساختمانی استفاده می‌شوند. ترکیبی از استحکام، ماشین‌کاری و هزینه آلیاژ پایین‌تر نسبت به برنز آلومینیوم، آن‌ها را در مواقعی که مقاومت در برابر خوردگی شدید مورد نیاز نیست، انتخابی مقرون‌به‌صرفه می‌سازد. برای کاربردهای ابزار پرس با بار بالا، برنج با کشش بالا C86300 با شاخه های گرافیتی یکی از متداول ترین مواد ورق سایش قالب در سراسر جهان است.

برنز سرب (CuSnPb)

آلیاژهای برنز سرب از سرب به عنوان عنصر اصلی کاهش اصطکاک استفاده می کنند. سرب با مس یک آلیاژ تشکیل نمی دهد - در عوض، به صورت گلبول های مجزا در سراسر ماتریس مس-قلع توزیع شده است. در شرایط لغزشی، سرب روی سطح تماس لکه دار می شود و یک لایه روان کننده نازک و خود تجدید شونده ایجاد می کند که حتی در شرایط روانکاری حاشیه ای از تشنج جلوگیری می کند. صفحات سایش برنز سرب نرم، بسیار سازگار هستند و بهتر از صفحات آلیاژی سخت تر، ناهماهنگی محور و روان کننده های کثیف را تحمل می کنند. C93200 (که قبلاً در بالا ذکر شد) یک آلیاژ هیبریدی است. گریدهای سرب بالاتر مانند C93700 (CuSn10Pb10) و C94300 در جایی که مقاومت در برابر تشنج در شرایط روغنکاری ضعیف نیاز اولیه است، به قیمت کاهش ظرفیت بار نسبت به برنز قلع استفاده می‌شود. صفحات سایش برنز سرب در یاتاقان‌های موتور خودرو، یاتاقان‌های اصلی موتور صنعتی، و کاربردهای راهنمای لغزشی که شرایط عملیاتی متوسط ​​است و قابلیت اطمینان ضد انسداد در اولویت است، استاندارد هستند.

درجه بندی صفحات پوشیدنی آلیاژ مس - خواص در یک نگاه

جدول زیر خصوصیات کلیدی مکانیکی و تریبولوژیکی درجات اصلی صفحات سایش آلیاژ مس را برای پشتیبانی از انتخاب سریع مواد خلاصه می کند.

صفحات پوشیده از آلیاژ مس خود روان شونده با اینله های روان کننده جامد

صفحه سایش آلیاژ مس استاندارد متکی به یک روان کننده خارجی - روغن یا گریس تحویل شده به رابط کشویی - برای حفظ لایه اصطکاک کم است که از تماس مستقیم فلز با فلز جلوگیری می کند و نرخ سایش را کنترل می کند. هنگامی که روانکاری خارجی را نمی توان به طور قابل اعتماد حفظ کرد - به دلیل محیط عملیاتی، محدودیت های دسترسی، افراط در دما یا نگرانی های آلودگی - صفحات سایش آلیاژ مس خود روان شونده با لایه های روان کننده جامد مشکل را در سطح جزء حل می کند.

صفحات سایش آلیاژ مس تعبیه شده در گرافیت

پرکاربردترین صفحه سایش مسی خود روان کننده، یک پایه آلیاژ مس با استحکام بالا (معمولاً آلومینیوم برنز C95400، برنج با کشش بالا C86300، یا برنز قلع C90700) با شاخه‌های استوانه‌ای یا میله‌های گرافیت جامد فشرده شده یا ریخته‌گری شده در سطح ماشین ترکیب می‌شود. گرافیت تقریباً 20 تا 30 درصد از سطح صورت لغزنده را می پوشاند و به طور مساوی در سراسر منطقه تماس توزیع می شود. در حین کار، با لغزش صفحه در مقابل صفحه مقابل خود، گرافیت به طور مداوم از شاخه ها به سطح صفحه سایش و سطح جفت منتقل می شود و یک لایه روان کننده جامد را تشکیل می دهد که مستقل از هر سیستم روانکاری خارجی باقی می ماند.

پوشش عملیاتی صفحات سایش آلیاژ مس تعبیه شده با گرافیت طیف وسیعی را پوشش می دهد: ظرفیت باربری تا 250 مگاپاسکال فشار تماس استاتیکی، ضرایب اصطکاک خشک 0.10-0.16 (در مقایسه با 0.20-0.35 برای یک صفحه مسی جامد بدون روغن (از دمای 2 درجه سانتی گراد تا دمای 00 درجه سانتی گراد) و سرویس در دمای بالا تا 300 تا 400 درجه سانتیگراد که در آن اکثر روان کننده های مبتنی بر روغن تخریب می شوند. این محدوده دمایی صفحات سایش برنزی تعبیه شده با گرافیت را به راه حل استاندارد در تجهیزات تولید شیشه، مجموعه های اسلاید درب کوره، راهنماهای پرس آهنگری داغ و تجهیزات کمکی کارخانه فولاد تبدیل می کند که در آن دمای محیط به طور کامل روغن کاری روغن را حذف نمی کند.

صفحات پوشیدنی آلیاژ مس MoS2-Inlaid

دی سولفید مولیبدن (MoS2) یک روان کننده جامد کریستالی لایه ای با ضریب اصطکاک 0.03-0.06 در دماهای متوسط ​​- پایین تر از گرافیت - و عملکرد عالی در محیط های خشک یا خلاء است که در آن روانکاری گرافیت کاهش می یابد (گرافیت برای دستیابی به حداقل اصطکاک نیاز به رطوبت دارد). شاخه ها یا پوشش های MoS2 در صفحات پوشیده از آلیاژ مس برای مکانیسم های هوافضا، تجهیزات خلاء و ابزار دقیق استفاده می شود که در آن اصطکاک بسیار کم بدون هیچ گونه خطر آلودگی روان کننده مورد نیاز است. سقف دما برای اثربخشی MoS2 تقریباً 350 درجه سانتیگراد در هوا است (بالاتر در اتمسفر بی اثر یا خلاء)، باریکتر از محدوده بالای گرافیت اما برای اکثر کاربردهای کشویی غیر کوره کاملاً کافی است.

صفحات سایش آلیاژ مس گریس-گروو

صفحات سایش شیار گریس یک راه حل میانی بین صفحات روغن کاری خارجی و کاملا خود روان شونده هستند. سطح کشویی با طرحی از شیارها - کانال های موازی مستقیم، الگوهای دریچه متقاطع، یا پیکربندی های مارپیچی - ماشین کاری می شود که به عنوان مخزنی برای چربی بسته بندی شده در هنگام نصب عمل می کنند. هنگامی که صفحه کار می کند، گریس به تدریج آزاد می شود و بدون نیاز به تحویل مداوم خارجی، روانکاری را در فواصل زمانی طولانی مدت انجام می دهد. این رویکرد برای اتصالات محوری تجهیزات ساختمانی، پین های بوم بیل مکانیکی، اسلایدهای حلقه چرخان جرثقیل، و صفحات یاتاقان پل که در آن دسترسی به روغن کاری مجدد دوره ای وجود دارد، اما سیستم های روانکاری خودکار مداوم عملی نیستند، استاندارد است.

کاربردهای صنعتی صفحات مقاوم در برابر سایش آلیاژ مس

ترکیب ظرفیت بار، خواص ضد اصطکاک، مقاومت در برابر خوردگی و هدایت حرارتی باعث می شود صفحات مقاوم در برابر سایش آلیاژ مس غیر قابل تعویض در طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی. هر اپلیکیشن بر زیرمجموعه متفاوتی از این ویژگی ها تاکید دارد.

• قالب گیری دایکاست و قالب گیری تزریقی: صفحات سایش برنجی و آلومینیومی برنزی با کشش بالا (صفحات راهنما، نوارهای سایش صفحه اجکتوری، گیره های لغزنده قالب) در قالب تزریق و ابزار ریخته گری قالب استاندارد هستند. آنها سختی را برای مقاومت در برابر سایش ناشی از حرکت دای-کلوز چرخه ای، نرمی کافی برای محافظت از سطوح فولادی ابزار سخت تر، و انواع خود روان شونده را فراهم می کنند که نیاز به عوامل رهاسازی قالب را که می تواند قسمت ریخته گری را آلوده کند، از بین می برد.
• بلبرینگ انبساط پل: صفحات یاتاقان اسلاید برنزی، معمولاً در برنز آلومینیومی یا قلع با گرافیت تعبیه شده، در رابط های لغزنده اتصالات انبساط پل و یاتاقان های گلدان استفاده می شود. صفحات انبساط و انقباض حرارتی عرشه پل را در سرتاسر صندلی یاتاقان جای می دهند و بارهای عمودی صدها تا هزاران کیلونیوتون را منتقل می کنند در حالی که به صورت افقی با میلی متر تا ده ها سانتی متر در روز می لغزند. نیازهای عمر مفید 50 سال یا بیشتر، انواع خود روان کننده را به انتخاب استاندارد در ساخت پل جدید تبدیل می کند.
• سیلندرها و محرک های هیدرولیک: حلقه های سایش برنزی و صفحات راهنما روی سیلندرهای هیدرولیک از تماس پیستون با سوراخ سیلندر در هنگام بارگذاری جانبی جلوگیری می کند و از مهر و موم سیلندر و سطح سوراخ محافظت می کند. برنز قلع C93200 و برنز فسفر استاندارد برای حلقه های سایش هیدرولیک در کاربردهای صنعتی هستند. آلومینیوم برنز در هیدرولیک های شهری و سنگین عمرانی استفاده می شود که در آن بارهای بالاتر با آب دریا یا قرار گرفتن در معرض مایعات آلوده ترکیب می شود.
• تجهیزات پرس و آهنگری سنگین: راهنماهای لغزنده، صفحات رم یاتاقان و آسترهای لغزنده در پرس های مکانیکی و هیدرولیک فشار تماس و بار ضربه ای بالا را در طول هر ضربه فشار تحمل می کنند. صفحات سایش آلومینیومی برنزی تعبیه شده با گرافیت در راهنماهای لغزنده پرس آهنگری استاندارد هستند که در آن ترکیب بار سنگین، سرعت متوسط ​​و دمای محیط بالا از قطعات کار داغ، روغن کاری روغن را از ناحیه کار فوری حذف نمی کند.
• تجهیزات دریایی و دریایی: صفحات سایش برنز آلومینیومی و نیکل-آلومینیوم برنزی در آسترهای لوله عقب شفت پروانه، پایه های سکان، سطوح سایش درپوش زنجیری و اجزای لغزنده تجهیزات عرشه استفاده می شود. مقاومت عالی این آلیاژها در برابر خوردگی آب دریا، فرسایش حفره‌ای و رسوب زیستی، آنها را به ماده انتخابی در بخش دریایی تبدیل می‌کند، هر جا که تماس لغزشی در محیط‌های آب شور رخ دهد.
• تجهیزات کمکی کارخانه فولاد: غلتک‌های راهنمای ماشین ریخته‌گری پیوسته، آسترهای سایش محفظه آسیاب نورد، و صفحات سایش جانبی میز خروجی در محیطی پر از گرما، آلودگی مقیاس، قرار گرفتن در معرض آب و بار مکانیکی سنگین که هر گونه مواد سایش را به چالش می‌کشد، کار می‌کنند. صفحات برنز آلومینیومی تعبیه شده در گرافیت این محیط را به طور موثر اداره می کنند زیرا روانکاری گرافیت در اثر آلودگی آب تخریب نمی شود و آلیاژ پایه برنز آلومینیوم در مقابل شیمی آب آسیاب خورنده مقاومت می کند.
• ماشین آلات ساختمانی: صفحات و بوش های برنجی با کشش بالا با شیار گریس در اتصالات محوری بیل مکانیکی، جرثقیل و بولدوزر استاندارد هستند - شرایط محیطی با تنش بالا، نوسان آهسته، شرایط محیطی آلوده تجهیزات ساختمانی دقیقاً مشخصات خدماتی است که اجزای سایش برنز منگنز در ابتدا برای آن توسعه یافتند.

فرم های تولیدی و ابعاد استاندارد

صفحات مقاوم در برابر سایش آلیاژ مس در اشکال مختلف تولیدی موجود هستند که هر کدام برای محدوده اندازه، تحمل و اقتصاد تولید مناسب هستند.

بشقاب ها و میله های ریخته گری پیوسته

ریخته‌گری پیوسته با انجماد آلیاژ مذاب در قالب گرافیت خنک‌شده با آب، و خارج کردن ریخته‌گری انجماد به صورت میله‌ای، میله‌ای یا مقطع مستطیلی، صفحه و میله آلیاژ مس را تولید می‌کند. فرآیند ریخته‌گری پیوسته، ساختار دانه‌ای ریز و یکنواخت با چگالی بالاتر و خواص مکانیکی سازگارتر نسبت به ریخته‌گری شن و ماسه استاتیک ایجاد می‌کند، و آن را به روش تولید ترجیحی برای برنز قلع درجه یاتاقان و صفحه سایش برنز آلومینیومی تبدیل می‌کند. ورق های برنز ریخته گری پیوسته در ضخامت های تقریباً 6 میلی متر تا 100 میلی متر، عرض تا 500 میلی متر و طول تا 3000 میلی متر یا بیشتر بسته به آلیاژ و تولید کننده موجود است. این فرم برای ماشینکاری مستقیم تا ابعاد صفحه سایش نهایی استفاده می شود.

حلقه ها و سیلندرهای ریخته گری گریز از مرکز

ریخته‌گری گریز از مرکز، آلیاژ مذاب را در قالب استوانه‌ای دوار می‌ریزد، جایی که نیروی گریز از مرکز، فلز مایع را به سمت بیرون در برابر دیواره قالب توزیع می‌کند. این باعث تولید استوانه‌های توخالی با چگالی ریزساختاری استثنایی می‌شود (نیروی گریز از مرکز، گاز و ناخالصی‌ها را به سطح سوراخ خارج می‌کند)، آلیاژ مس ریخته‌گری شده گریز از مرکز را به ماده اولیه ترجیحی برای حلقه‌های سایش با قطر بزرگ، پوسته‌های ژورنال، و بوش‌های استوانه‌ای استوانه‌ای تبدیل می‌کند که بعداً به صورت صفحه‌ای مسطح می‌شوند.

صفحات ریخته گری شن و ماسه و ریخته گری سرمایه گذاری

ریخته گری شن و ماسه و ریخته گری سرمایه گذاری برای صفحات سایش با هندسه های پیچیده - فلنج های یکپارچه، باس ها، یا ویژگی های داخلی - استفاده می شود که برای ماشینکاری از استوک جامد غیراقتصادی است. صفحات سایش ریخته گری معمولاً به دلیل ساختار دانه درشت تر و پتانسیل تخلخل ریخته گری، خواص مکانیکی کمی پایین تری نسبت به معادل های ریخته گری پیوسته دارند، اما آنها اجازه تولید تقریباً خالص اجزای پیچیده را در ضایعات مواد کمتری نسبت به ماشینکاری از جامد می دهند. برنز آلومینیوم ریخته گری شن و ماسه (C95400 در هر ASTM B271 یا B505) برای صفحات بزرگ یاتاقان پل و قطعات لغزنده صنعتی سنگین استاندارد است.

صفحات متالورژی زینتر شده و پودری

صفحات سایش آلیاژ مس تف جوشی شده با فشرده سازی و تف جوشی پودرهای مخلوط مس، قلع و روان کننده تولید می شوند و سپس فرم تف جوشی شده تا ابعاد نهایی کالیبره می شوند. ساختار متخلخل ذاتاً متخلخل به عنوان یک مخزن روغن عمل می کند - وقتی صفحه در حین کار گرم می شود، انبساط حرارتی نفت را به سطح پمپ می کند. هنگامی که خنک می شود، روغن دوباره به داخل کشیده می شود. این رفتار خودروغن شوندگی باعث می شود صفحات آلیاژ مس متخلخل برای کاربردهای کم سرعت و کم بار مانند یاتاقان های لوازم خانگی، راهنماهای ماشین آلات سبک و محورهای ابزار که در آن روانکاری مداوم یا دستی عملی نیست، استاندارد باشد.

انتخاب صفحه سایش آلیاژ مس مناسب: معیارهای تصمیم گیری کلیدی

انتخاب صحیح صفحه مقاوم در برابر سایش آلیاژ مس برای یک کاربرد خاص شامل کار سیستماتیک در شرایط عملیاتی و تطبیق آنها با گزینه های آلیاژ و پیکربندی است.

• فشار تماس و نوع بار: میانگین و اوج فشار تماس را در رابط صفحه سایش محاسبه کنید (بار تقسیم بر سطح تماس). برای بارهای استاتیک یا با نوسان آهسته زیر 200 مگاپاسکال، برنز قلع SAE 660 / C93200 یا برنج با کشش بالا استاندارد C86300 کافی است. برای فشارهای تماسی بالاتر یا بارهای ضربه دینامیکی، به آلومینیوم برنز C95400 یا C95500 ارتقا دهید. بارهای بالاتر از فشار تماس 300 مگاپاسکال به عنوان حداقل مشخصات به آلومینیوم برنز یا برنز نیکل آلومینیوم نیاز دارند.
• در دسترس بودن روغن کاری: اگر بتوان روانکاری خارجی دوره ای مداوم یا قابل اطمینان را حفظ کرد، برنز جامد با شیارهای گریس مقرون به صرفه است. اگر روانکاری متناوب، غیرقابل اعتماد یا وجود ندارد (دمای بالا، آلودگی، محدودیت های دسترسی)، صفحات سایش خود روان شونده با گرافیت را مشخص کنید. در محیط های خلاء یا بدون رطوبت که گرافیت کارایی خود را از دست می دهد، اینله های MoS2 را در نظر بگیرید.
• دمای عملیاتی: صفحات سایش برنز و سرب برنز قلع به دمای سرویس حدود 260 درجه سانتیگراد محدود می شوند. آلومینیوم برنز خواص مفید را تا 400 درجه سانتیگراد و بالاتر حفظ می کند. برای دماهای بالاتر از 400 درجه سانتی گراد (محیط های کوره، تجهیزات شیشه ای)، برنز آلومینیومی تعبیه شده با گرافیت استاندارد است. در دماهای بسیار بالا، کامپوزیت های مس-گرافیت متخلخل را در نظر بگیرید.
• محیط خوردگی: برای آب دریا، دریا، یا محیط های فرآیندی حاوی کلرید، آلومینیوم برنز (C95400 یا C95500) یا برنز نیکل آلومینیوم مورد نیاز است. قلع برنز در آب های شیرین و بسیاری از محیط های شیمیایی عملکرد خوبی دارد. برنج با کشش بالا در شرایط خورنده خفیف به اندازه کافی عمل می کند، اما نباید برای سرویس غوطه وری مستقیم در آب دریا یا در محیط های حاوی آمونیاک که در آن ترک خوردگی تنشی (ترک فصلی) برنج یک حالت شکست مستند است، مشخص شود.
• مواد و سختی روکش: برای سطوح متقابل فولادی، مطمئن شوید که فولاد سخت‌تر از ورق آلیاژ مس است - برای اطمینان از سایش ترجیحی آلیاژ مس، حداقل سختی سطح مقابل فولاد HRC 30 برای صفحات سایش برنز آلومینیومی توصیه می‌شود. آلیاژهای مس نرمتر (برنز قلع، برنز سرب) نسبت به سطوح نرم یا زبرتر تحمل بیشتری دارند زیرا سازگاری آنها با عیوب سطحی سازگار است.
• ابعاد استاندارد یا سفارشی: استوک صفحه سایش آلیاژ مس استاندارد در افزایش ضخامت 5-10 میلی متر و عرض استاندارد موجود است. اگر برنامه به ابعاد غیر استاندارد نیاز دارد، با تامین کننده تأیید کنید که آیا ریخته گری پیوسته یا ماشینکاری شده از جامد در مدت زمان مورد نیاز در دسترس است. برای هندسه های پیچیده، ارزیابی کنید که آیا ریخته گری مقرون به صرفه تر از ماشینکاری کامل از استوک میله جامد است یا خیر.

نصب، راه اندازی و نگهداری

حتی بهترین ورق مقاوم در برابر سایش آلیاژ مس مشخص شده در صورت نصب نادرست، اجرا نامناسب یا نگهداری بدون توجه به الزامات خاص تماس کشویی آلیاژ مس، عملکرد ضعیفی خواهد داشت یا پیش از موعد از کار می افتد.

در حین نصب، اطمینان حاصل کنید که سطح نشیمن صفحه سایش صاف، تمیز و عاری از خراش یا لکه های بلند است که باعث تکان خوردن یا فشار تماس ناهموار می شود. تکیه گاه ناهموار بار را روی نواحی کوچک صفحه متمرکز می کند، فشار تماس موضعی را بسیار بالاتر از میانگین طراحی افزایش می دهد و سایش موضعی را تسریع می بخشد. صفحه را به طور ایمن ببندید تا از خراش یا حرکت ریز در رابط پشتی جلوگیری شود - برای کاربردهای با فشار یا پیچ و مهره، بررسی کنید که سیستم بست نیروی گیره کافی را در سراسر محدوده دمای عملیاتی مورد انتظار حفظ کند.

صفحات سایش آلیاژ مس جدید از یک دوره کارکرد بهره می برند - دوره ای از کارکرد با بارها و سرعت های کاهش یافته برای اجازه دادن به سطوح لغزنده برای منطبق شدن و ایجاد فیلم انتقال روان کننده جامد (در صفحات تعبیه شده با گرافیت) یا فیلم کامل روغن (در صفحات روغن کاری شده). برای صفحات سایش خود روان شونده با گرافیت، فیلم انتقال اولیه معمولاً در چند ساعت اول کار ایجاد می شود. در این دوره، اصطکاک و دمای بالاتر طبیعی است. برای صفحات آلیاژ مس روغن کاری شده با روغن، قبل از اولین عملیات، یک فیلم سبک از گریس یا روغن سازگار را روی سطح صفحه و سطح روبرو اعمال کنید، حتی اگر روانکاری خارجی به طور خودکار در حین کار انجام شود.

فواصل بازرسی باید بر اساس چرخه وظیفه و محیط عملیاتی تعیین شود. ضخامت صفحه را در فواصل منظم اندازه گیری کنید و با حداقل ضخامت قابل سرویس طراحی شده مقایسه کنید - نقطه ای که در آن قبل از اتمام شاخه های گرافیتی (در صورت وجود) یا مواد صفحه پایه، تعویض لازم است. ثبت ضخامت اندازه گیری شده در طول زمان. شتاب ناگهانی در نرخ سایش نشانگر اولیه خرابی روغن کاری، مشکل آلودگی یا زوال سطح مقابل است که باید قبل از رسیدن صفحه به حداقل ضخامت خود بررسی شود.