Металлические втулки БрАЖ 9-4: состав, характеристики и применение
Металлические втулки БрАЖ 9-4 — это изделия из литейной алюминиево-железистой бронзы, легированной алюминием в количестве 8–10 % и железом — 2–4 %. Материал относится к группе высокопрочных бронз, работающих в узлах трения скольжения без ударных нагрузок. Втулки изготавливаются методом центробежного или непрерывного литья с последующей механической обработкой, что обеспечивает плотную мелкозернистую структуру и отсутствие усадочных раковин в рабочем сечении.
Бронза БрАЖ 9-4 не упрочняется термической обработкой — требуемые механические свойства достигаются непосредственно в процессе литья. Твердость отливок по Бринеллю составляет 110–160 HB, предел прочности при растяжении — 500–600 МПа, относительное удлинение — 10–20 %. Материал сохраняет работоспособность при температурах до 400 C и демонстрирует высокую стойкость к истиранию в паре с закаленной сталью.
Конструктивные особенности и допуски
Втулки БрАЖ 9-4 поставляются в двух исполнениях: цилиндрические гладкие и с буртом. Наружный диаметр варьируется от 20 до 500 мм, внутренний — от 10 до 450 мм, длина — от 20 до 600 мм. После механической обработки обеспечиваются посадки H7/h8, шероховатость рабочих поверхностей Ra 0,8–1,6 мкм. Для тяжелонагруженных узлов допускается расточка внутреннего отверстия с последующим дорнованием для повышения износостойкости поверхности.
В отличие от оловянных бронз, БрАЖ 9-4 имеет более высокий модуль упругости (110–120 ГПа) и пониженный коэффициент трения в паре со сталью при граничной смазке. Это позволяет применять втулки в узлах, работающих при знакопеременных нагрузках и ограниченном доступе смазочного материала.
Области применения втулок БрАЖ 9-4
- Опорные и направляющие втулки в гидроцилиндрах строительной и дорожной техники
- Подшипники скольжения в прокатных станах и металлургическом оборудовании
- Втулки шарниров рычажных механизмов экскаваторов и крановых установок
- Направляющие элементы в насосах и компрессорном оборудовании
- Втулки осей и валов в сельскохозяйственных машинах
- Антифрикционные элементы в судовых механизмах и арматуре трубопроводов
Материал устойчив к воздействию морской воды, слабых растворов кислот и щелочей, что расширяет область применения втулок в судостроении и химическом машиностроении. БрАЖ 9-4 не искрит при ударах, поэтому изделия допускаются к эксплуатации во взрывоопасных производствах.
Типовые механические характеристики
| Параметр | Значение для литья в кокиль | Значение для центробежного литья | Метод контроля | Условия испытаний |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в, МПа | 500–550 | 550–600 | Растяжение по ГОСТ 1497 | Образец тип III |
| Относительное удлинение , % | 10–15 | 15–20 | Растяжение по ГОСТ 1497 | Расчетная длина 5d |
| Твердость, HB | 110–140 | 130–160 | Бринелль, шарик 10 мм | Нагрузка 3000 кгс |
| Предел текучести 0,2, МПа | 200–250 | 250–300 | Растяжение по ГОСТ 1497 | Остаточная деформация 0,2 % |
Особенности обработки и монтажа
Втулки БрАЖ 9-4 хорошо обрабатываются резанием твердосплавным инструментом. При точении рекомендуется применять резцы с пластинами из ВК8 или ТТ8К6 при скорости резания 80–150 м/мин. Материал склонен к наклепу, поэтому финишные проходы выполняются с минимальной подачей и обильным охлаждением эмульсией. При запрессовке втулок в корпус необходимо учитывать коэффициент линейного расширения 16,2 10 1/C, близкий к стальному, что исключает температурные деформации в узле.
Для повышения ресурса пары трения рекомендуется обработка внутренней поверхности втулки раскаткой роликом или алмазное выглаживание. Это формирует сжимающие остаточные напряжения и снижает шероховатость до Ra 0,2–0,4 мкм, что увеличивает несущую способность подшипника скольжения на 20–30 %.
Вопросы и ответы
Чем втулки БрАЖ 9-4 отличаются от втулок из оловянной бронзы?
БрАЖ 9-4 имеет более высокий предел прочности (500–600 МПа против 250–350 МПа у БрО10Ф1) и работает при повышенных удельных нагрузках. Однако она уступает оловянным бронзам по прирабатываемости и требует более качественной обработки сопряженного стального вала.
При каких температурах допустима эксплуатация втулок БрАЖ 9-4?
Материал сохраняет механические свойства до 400 C. При длительной работе выше 300 C наблюдается образование оксидной пленки на поверхности, что увеличивает износ. Для узлов с температурой свыше 400 C рекомендуется применять другие материалы.
Какая смазка подходит для пары трения с втулкой БрАЖ 9-4?
Применяются пластичные смазки на литиевой основе (Литол-24, Фиол-1) и индустриальные масла И-40А, И-50А. При высоких скоростях скольжения рекомендуется подача масла под давлением в зону трения для отвода тепла.
Возможна ли замена втулок из БрАЖ 9-4 на бронзу БрАЖМц 10-3-1,5?
Замена допустима при условии пересчета нагрузок: БрАЖМц 10-3-1,5 имеет более высокую прочность (600–650 МПа), но пониженную пластичность. Требуется корректировка посадок и проверка узла на допустимые контактные напряжения.
