TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

 TCVN 9862:2013

 ISO 4383:2000

 

Ổ TRƯỢT - VẬT LIỆU NHIỀU LỚP DÙNG CHO Ổ TRƯỢT THÀNH MỎNG

Plain bearings - Multilayer materials for thin walled plain bearings

 

Lời nói đầu

 

TCVN 9862:2013 hoàn toàn tương đương ISO 4383:2000.

 TCVN 9862:2013 do Viện Nghiên cứu Cơ Khí - Bộ Công Thương biên soạn, Bộ Công Thương đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

  

Ổ TRƯỢT - VẬT LIỆU NHIỀU LỚP DÙNG CHO Ổ TRƯỢT THÀNH MỎNG

Plain bearings - Multilayer materials for thin walled plain bearings

 

1. Phạm vi áp dung

 Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu cho vật liệu nhiều lớp dùng để chế tạo ổ trượt thành mỏng (máng lót, bạc, vòng đệm chặn). Vật liệu nhiều lớp bao gồm lớp nền thép, lớp lót ổ (được đúc, thiêu kết, cán) và có thể có một lớp phủ điện phân.

 CHÚ THÍCH: Trong tương lai, mối quan tâm về môi trường sẽ hạn chế một số vật liệu như là chì.

 

 2. Tài liệu viện dẫn

 Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

 TCVN 9860:2013 (ISO 4381:2011) - Ổ trượt - Hợp kim thiếc đúc cho ổ trượt nhiều lớp.

 TCVN 9861-1:2012 (ISO 4382-1:1991) - Ổ trượt - Hợp kim đồng - Hợp kim đồng đúc cho ổ trượt thành dày nhiều lớp và ổ trượt nguyên khối.

 ISO 6691, Thermoplastic polymers for plain bearings - Classifition and designation (Polime nhiệt dẻo dùng cho ổ trượt - Phân loại và ký hiệu.

 

3. Yêu cầu

 3.1. Thành phần hóa học

 Thành phần hóa học của vật liệu nhiều lớp để chế tạo ổ trượt thành mỏng phải trong các giới hạn được quy định trong các Bảng 1 đến 5, trong đó giá trị đơn chỉ giá trị lớn nhất.

 

3.2. Lớp nền bằng thép

 Thành phần hóa học của thép để chế tạo lớp nền được lựa chọn theo thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng, thông thường sử dụng dùng thép các bon thấp.

 Có thể dùng thép phủ đồng cho vật liệu composit đồng / polime cho trong Bảng 4.

 

3.3. Lớp vật liệu lót ổ trượt

 Kim loại ổ có nền cơ bản là chì và thiếc phải theo Bảng 1.

 Kim loại có nền cơ bản là đồng phải theo Bảng 2.

 Kim loại có nền cơ bản là nhôm phải theo Bảng 3.

 Kim loại từ bột đồng thiêu kết và polime phải theo Bảng 4.

 CHÚ THÍCH: Hiện nay có một lớp mới của vật liệu có nền cơ bản là nhóm chứa hai thành phần nhôm và silicon hoặc mangan, vật liệu mềm là thiếc và chì. Thông tin chi tiết do nhà chế tạo riêng cung cấp.

 

3.4. Lớp phủ

 Lớp phủ trên lớp kim loại lót của ổ trượt cho trong Bảng 5 có thể được áp dụng cho các lớp kim loại lót được nêu trong Bảng A.2 của phụ lục tiêu chuẩn này.

 Chiều dày của lớp phủ và chiều dày của bất cứ lớp phụ thêm nào giữa lớp kim loại lót và lớp phủ phải theo thỏa thuận giữa cơ sở sản xuất và khách hàng.

 

3.5. Cơ tính và chọn vật lieu

 Hướng dẫn chọn đồ cứng kim loại ổ ở dạng băng và hướng dẫn sử dụng được nêu trong Phụ lục A.

 

4. Ký hiệu

 VÍ DỤ: Kí hiệu của vật liệu nhiều lớp gồm lớp nền thép, lớp kim loại lót CuPb24Sn ở trạng thái đúc (G) và lớp phủ PbSn10Cu2:

 

Kim loại ổ trượt TCVN 9862:2013 (ISO 4383:2000) - G - CuPb24Sn - PbSn10Cu2

 Bảng 1 - Hợp kim chì và thiếc [xem TCVN 9860:2013 (ISO 4381)]

 

Nguyên tố hóa học

Thành phần hóa học, % (m/m)

PbSb10Sn6

PbSb15SnAs

PbSb15Sn10

PbSb8Cu4

Pb

Phần còn lại

Phần còn lại

Phần còn lại

0,35

Sb

9 đến 11

13,5 đến 15,5

14 đến 16

7 đến 8

Sn

5 đến 7

0,9 đến 1,7

9 đến 11

Phần còn lại

Cu

0,7

0,7

0,7

3 đến 4

As

0,25

0,8 đến 1,2

0,6

0,1

Bi

0,1

0,1

0,1

0,08

Zn

0,01

0,01

0,01

0,01

Al

0,01

0,01

0,01

0,01

Fe

0,1

0,1

0,1

0,1

Tổng các nguyên tố khác

0,2

0,2

0,2

0,2

 

Bảng 2 - Hợp kim đồng

 

Nguyên tố hóa học

Thành phần hóa học, % (m/m)

CuPb10Sn10a
G - đúc
P - thiêu kết

CuPb17Sn5
G - đúc

CuPb24Sn4
G - đúc
P - thiêu kết

CuPb24Sn4
G - đúc
P - thiêu kết

CuPb30
P - thiêu kết

Cu

Phần còn lại

Phần còn lại

Phần còn lại

Phần còn lại

Phần còn lại

Pb

9 đến 11

14 đến 20

19 đến 27

19 đến 27

26 đến 33

Sn

9 đến 11

4 đến 6

3 đến 4,5

0,6 đến 2

0,5

Zn

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

P

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

Fe

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

Ni

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

Sb

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

Các nguyên tố khác

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

a Thành phần hóa học của lớp hợp kim này khác thành phần hóa học của lớp hợp kim chế tạo ổ trượt liền khối và thành dày nhiều lớp [xem TCVN 9861-1:2013 (ISO 4382-1)]

 

Bảng 3 - Hợp kim nhôm

 

Nguyên tố hóa học

Thành phần hóa học, % (m/m)

AlSn20Cu

AlSn6Cu

AlSi11Cu

AlZn5Si1, 5Cu1Pb1Mg

Al

Phần còn lại

Phần còn lại

Phần còn lại

Phần còn lại

Cu

0,7 đến 1,3

0,7 đến 1,3

0,7 đến 1,3

0,8 đến 1,2

Sn

16,5 đến 22,5

5,5 đến 7

0,2

0,2

Ni

0,1

1,3

0,1

0,2

Si

0,7a

0,7a

10 đến 12

1 đến 2

Fe

0,7a

0,7a

0,3

0,6

Mn

0,7a

0,7a

0,1

0,3

Ti

0,2

0,2

0,1

0,2

Pb

-

-

-

0,7 đến 1,3

Zn

-

-

-

4,4 đến 5,5

Mg

-

-

-

0,6

Tổng các nguyên tố khác

0,5

0,5

0,3

0,4

a Hàm lượng tổng Si + Fe + Mn không được vượt quá 1%.

 

Bảng 4 - Đồng thanh thiêu kết với lớp phủ polime bề mặt

 

Nguyên tố hóa học

Thành phần hóa học, % (m/m)

CuSn10

CuPb10Sn10

Cu

Phần còn lại

Phần còn lại

Pb

-

9 đến 12

Sn

9 đến 12

9 đến 12

P

0,3

0,3

Tổng các nguyên tố khác

0,5

0,5

Bề mặt làm việc và polime được thấm với các bộ lọc chống ma sát và mài mòn

PTFE

POM

PVDF

PTFE

PVDF

Đồng thiêu kết xốp

Độ xốp từ 20% đến 45% theo thể tích

           

 

Bảng 5 - Lớp phủ 

Nguyên tố hóa học

Thành phần hóa học, % (m/m)

PbSn10Cu2

PbSn10

PbIn7

Pb

Phần còn lại

Phần còn lại

Phần còn lại

Sn

8 đến 12

8 đến 12

-

Cu

1 đến 3

-

-

In

-

-

5 đến 10

Tổng các nguyên tố khác

0,5

0,5

0,5

  

PHỤ LỤC A

 (Tham khảo)

 

HƯỚNG DẪN TÍNH CHẤT VÀ CHỌN VẬT LIỆU

 Xem các Bảng A.1 và A.2

 

Bảng A.1 - Độ cứng kim loại ổ trượt ở dạng bang

 

Hợp kim ổ

Đúc

Thiêu kết

Cán và ủ

Xử lý đặc biệt

PbSb10Sn6

19 HV đến 23 HV

-

-

15 đến 19 HV

PbSb15SnAs

16 HV đến 20 HV

-

-

-

PbSb15Sn10

18 HV đến 23 HV

-

-

-

SnSb8Cu4

17 HV đến 24 HV

-

-

-

CuPb10Sn10

70 HB đến 130 HB

60 HB đến 90 HB

-

60 đến 140 HB

CuPb17Sn5

60 HB đến 95 HB

-

-

-

CuPb24Sn4

60 HB đến 90 HB

45 đến 70 HB

-

45 HB đến 120 HB

CuPb24Sn

55 HB đến 80 HB

40 đến 60 HB

-

40 HB đến 110 HB

CuPb30

-

30 đến 45 HB

-

-

AlSn20Cu

-

-

30 đến 40 HB

45 HB đến 60 HB

AlSn6Cu

-

-

35 đến 45 HB

-

AlSi11Cu

-

-

45 đến 60 HB

-

AlZn5Si1, 5Cu1Pb1Mg

-

-

45 HB đến 70 HB

70 HB đến 100 HB

CHÚ THÍCH: Các trị số độ cứng có thể tăng lên bằng cách lăn miết;

                      Phép thử được tiến hành theo TCVN 9863-1:2013 (ISO 4384-1).

 

Bảng A.2 - Hướng dẫn sử dụng kim loại ổ trượt và độ cứng của ngõng trục tương ứng

 

Hợp kim cho ổ trượt
(lớp phủ)

Các đặc tính và công dụng chính trong động cơ cao tốc

Độ cứng nhỏ nhất của ngõng trục a

1

2

3

PbSb10Sn6

Mềm; chịu ăn mòn; tính năng tương đối tốt với bôi trơn giới hạn; giới hạn bền mỏi thấp; làm việc được với trục cứng hoặc trục mềm. Ổ trượt của thanh truyền và thanh truyền chủ động chịu tải nhẹ; Bạc lót; đệm chặn.

180 HB

Pbsb15As

PbSb15Sn10

SnSb8Cu4

Mềm; chịu ăn mòn tốt; đạt được chất lượng tốt nhất trong tất cả các hợp kim cho ổ trượt trong điều kiện bôi trơn giới hạn; giới hạn bền mỏi thấp; làm việc được với trục làm cứng hoặc trục mềm.

Ổ trượt của thanh truyền và thanh truyền chính chịu tải nhẹ; Bạc lót, đệm chặn.

220 HB

CuPb10Sn10

Giới hạn bền mỏi rất cao và chịu được va đập; chịu ăn mòn tốt; làm việc với trục đứng.

Bạc lót kiểu dây quấn; đệm chặn; cốc lót đầu nhỏ

53 HRC

CuPb17Sn5

Giới hạn bền mỏi rất cao và chịu được va đập; làm việc với trục cứng lớp phủ thường được mạ khi dùng làm ổ trượt. Ổ trượt của thanh truyền và thanh truyền chính chịu tải cao; Bạc lót kiểu dây quấn; đệm chặn.

50 HRC

CuPb24Sn4

Giới hạn bền mỏi rất cao và chịu được va đập; thích hợp với trục có tốc độ cao, có chuyển động quay hoặc lắc; trục có độ cứng tương đối cao; lớp phủ thường được mạ khi dùng làm ổ trượt. Bạc lót kiểu dây quấn; đệm chặn; ổ trượt của thanh truyền và thanh truyền chính.

48 HRC

CuPb24Sn

Giới hạn bền mỏi cao đối với hợp kim đúc; khá cao đối với hợp kim thêu kết; thường được mạ bởi lớp phủ khi dùng trong ổ trượt và khi đó có thể làm việc với trục cứng hoặc mềm; dễ bị ăn mòn lúc dầu bôi trơn đã thoái hóa khi không có lớp mạ phủ.

Ổ trượt của thanh truyền và thanh truyền chính; đệm chặn.

45 HRC

CuPb30

Giới hạn bền mỏi trung bình; dễ bị ăn mòn do dầu bôi trơn đã thoái hóa nếu không có lớp mạ phủ; làm việc được nếu với trục cứng có lớp mạ phủ.

Ổ trượt của thanh truyền và thanh truyền chính; Bạc lót kiểu dây quấn.

270 HB

AlSn20Cu

Giới hạn bền mỏi trung bình; chịu ăn mòn tốt; chất lượng tương đối tốt trong điều kiện bôi trơn giới hạn; có thể làm việc được nếu với trục mềm.

Ổ trượt của thanh truyền và thanh truyền chính; đệm chặn; bạc lót kiểu dây quấn.

250 HB

AlSn6Cu

Giới hạn bền mỏi từ trung bình đến cao; chịu ăn mòn tốt; thường được mạ bởi một lớp phủ làm việc với trục cứng.

Ổ trượt của thanh truyền và thanh truyền chính; Bạc lót kiểu dây quấn.

45 HRC

AlSi11Cu

Giới hạn bền mỏi cao; chịu ăn mòn tốt; thường được dùng với mạ bởi lớp phủ để làm ổ trượt; làm việc với trục cứng hoặc mềm; chịu ăn mòn tốt.

Ổ trượt của thanh truyền và thanh truyền chính.

50 HRC

AlZn5Si1, 5Cu1Pb1Mg

Giới hạn bền mỏi cao; thường được dùng với mạ bởi lớp phủ để làm ổ trượt; làm việc với trục cứng hoặc mềm;

Ổ chính của thanh truyền và thanh truyền chính

45 HRC

PbSn10Cu2

Giới hạn bền mỏi phụ thuộc vào chiều dày; mềm; chịu ăn mòn tốt; chất lượng tương đối tốt trong điều kiện bôi trơn giới hạn; được dùng làm ổ trượt của thanh truyền và thanh truyền chính, được chế tạo từ hợp kim có nền cơ bản là nhôm có giới hạn bền cao hơn.

-

PbSb10

PbIn7

 

a Các trị số độ cứng cho trong Bảng đối với vật liệu của ngõng trục là trị số nhỏ nhất và có hiệu lực cho sử dụng trong các máy có tốc độ cao. Các điều kiện làm việc, đặc biệt là các điều kiện bôi trơn đã đóng một vai trò đáng kể cho làm việc của ổ trượt với trục, trong đó độ cứng của vật liệu ổ trượt và vật liệu trục có sự chênh lệch tương đối lớn.

 

 THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

 

[1] TCVN 9863-1:2013 (ISO 4384-1) Ổ trượt - Thử độ cứng vật liệu ổ - Phần 1: Vật liệu hỗn hợp.