Металлические втулки ГОСТ 18175-78: литые заготовки из оловянных и свинцовых бронз
ГОСТ 18175-78 распространяется на литейные оловянные и свинцовые бронзы, из которых методом литья в кокиль, песчаные формы или центробежным способом получают металлические втулки — подшипниковые вкладыши, направляющие гильзы, втулки скольжения и втулки распорные. Стандарт нормирует химический состав сплавов, а механические свойства втулок определяются способом литья и последующей термообработкой. Металлические втулки по ГОСТ 18175-78 применяются в узлах трения, где требуется сочетание антифрикционных свойств, коррозионной стойкости и способности работать при знакопеременных нагрузках.
Материалы и марки бронз
Для производства втулок используют следующие марки по ГОСТ 18175-78:
- БрО10Ф1 — оловянная бронза с фосфором, высокая антифрикционность, применяется для вкладышей подшипников скольжения;
- БрО5Ц5С5 — оловянно-цинково-свинцовая бронза, используется для втулок арматуры и насосов;
- БрО4Ц4С17 — свинцовистая бронза, применяется в узлах трения с ограниченной смазкой;
- БрО10Ц2 — оловянно-цинковая бронза, для втулок, работающих в морской воде;
- БрО8С12 — свинцовистая бронза, для подшипников прокатных станов и тяжёлого оборудования.
Химический состав каждой марки регламентирован с допустимыми отклонениями по массовой доле олова, свинца, цинка, фосфора и примесей. Наличие фосфора в марках БрО10Ф1 и БрО10Ф1 обеспечивает образование твёрдых включений фосфида меди, повышающих износостойкость втулок при граничном трении.
Технология изготовления и механические свойства
Втулки отливают в металлические кокили, песчано-глинистые формы или центробежным литьём. Центробежный способ обеспечивает более плотную структуру и снижает пористость, что критично для втулок, работающих под давлением. После литья втулки могут подвергаться отжигу для снятия внутренних напряжений. Механические свойства зависят от способа литья:
| Марка бронзы | Способ литья | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | Твёрдость HB |
|---|---|---|---|---|
| БрО10Ф1 | в кокиль | 245–294 | 5–10 | 80–100 |
| БрО10Ф1 | центробежное | 294–343 | 8–12 | 90–110 |
| БрО5Ц5С5 | в песчаные формы | 147–176 | 4–8 | 60–75 |
| БрО4Ц4С17 | в кокиль | 176–206 | 3–6 | 55–70 |
| БрО8С12 | центробежное | 196–235 | 4–8 | 65–85 |
Области применения
Металлические втулки из бронз по ГОСТ 18175-78 устанавливаются в узлах трения следующих систем и оборудования:
- подшипники скольжения насосов, компрессоров и вентиляторов химической и нефтегазовой промышленности;
- втулки шарнирных соединений экскаваторов, кранов и строительной техники;
- направляющие втулки клапанов и арматуры в системах водоснабжения и теплоснабжения;
- вкладыши прокатных станов металлургических производств;
- втулки гребных валов и судовых механизмов, работающих в морской воде;
- узлы трения пищевого и фармацевтического оборудования, где недопустимо применение смазок на нефтяной основе.
Втулки из оловянных бронз сохраняют работоспособность при температурах от –60 C до +250 C. Свинцовистые бронзы обеспечивают самосмазывание за счёт выделения свинца на поверхности трения, что позволяет эксплуатировать втулки при ограниченной подаче смазки или в условиях её периодического возобновления.
Контроль качества и приёмка
Приёмку втулок проводят по ГОСТ 18175-78 с проверкой химического состава, механических свойств и макроструктуры. Отливки подвергают визуальному и измерительному контролю на наличие трещин, раковин, шлаковых включений. Для ответственных узлов применяют ультразвуковую дефектоскопию и рентгенографию. Твёрдость измеряют по Бринеллю на образцах-свидетелях или непосредственно на втулке при условии сохранения геометрии посадочных поверхностей.
Вопросы и ответы
Какие марки бронз по ГОСТ 18175-78 наиболее пригодны для втулок скольжения?
Для втулок скольжения оптимальны БрО10Ф1 и БрО10Ц2 — они обладают высокой антифрикционностью и износостойкостью. БрО10Ф1 предпочтительна при граничном трении и повышенных нагрузках, БрО10Ц2 — при работе в морской воде и влажной среде.
Какой способ литья обеспечивает максимальную плотность втулок?
Центробежное литьё даёт наиболее плотную структуру без газовой пористости и усадочных раковин. Втулки, полученные центробежным способом, имеют предел прочности на 15–20 % выше, чем отлитые в песчаные формы.
При каких температурах работают втулки из бронз по ГОСТ 18175-78?
Оловянные бронзы сохраняют механические свойства в диапазоне от –60 C до +250 C. Свинцовистые бронзы типа БрО8С12 допускают кратковременный нагрев до +300 C без потери антифрикционных свойств.
Чем отличается БрО10Ф1 от БрО10Ц2 при выборе втулок?
БрО10Ф1 содержит фосфор, образующий твёрдые включения фосфида меди, что повышает износостойкость при высоких нагрузках. БрО10Ц2 содержит цинк, улучшающий коррозионную стойкость в морской воде и влажной атмосфере.
