TCVN9861-1:2013

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9861-1:2013 (ISO 4382-1:1991) về Ổ trượt - Hợp kim đồng - Phần 1: Hợp kim đồng đúc dùng cho ổ trượt nguyên khối và ổ trượt thành dày nhiều lớp TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9861-1:2013 ISO 4382-1:1991 Ổ TRƯỢT – HỢP KIM ĐỒNG - PHẦN 1: HỢP KIM ĐỒNG ĐÚC DÙNG CHO Ổ TRƯỢT NGUYÊN KHỐI VÀ THÀNH DÀY NHIỀU LỚP Plain bearings – Copper alloys – Part 1:Cast copper alloys for solid and multiplayer thick-walled plain bearings Lời nói đầu TCVN 9861-1:2013 hoàn toàn tương đương ISO 4382-1:1991. TCVN 9861-1:2013 do Viện Nghiên cứu Cơ khí – Bộ Công Thương biên soạn, Bộ Công Thương đề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn và Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. Bộ TCVN 9861 (ISO 4382) Ổ trượt – Hợp kim đồng bao gồm các phần sau: - TCVN 9861-1:2013 (ISO 4382-1:1991) Phần 1 : Hợp kim đồng đúc dùng cho ổ trượt nguyên khối và thành dày nhiều lớp; - TCVN 9861-2:2013 (ISO 4382-2:1991) Phần 2 : Hợp kim đồng ép đùn dùng cho ổ trượt nguyên khối. Ổ TRƯỢT – HỢP KIM ĐỒNG - PHẦN 1: HỢP KIM ĐỒNG ĐÚC DÙNG CHO Ổ TRƯỢT NGUYÊN KHỐI VÀ THÀNH DÀY NHIỀU LỚP Plain bearings – Copper alloys – Part 1:Cast copper alloys for solid and multiplayer thick-walled plain bearings 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này qui định yêu cầu đối với hợp kim đồng đúc dùng cho ổ trượt nguyên khối và ổ trượt thành dày nhiều lớp. Tiêu chuẩn này đưa ra việc lựa chọn giới hạn các hợp kim sử dụng hiện nay cho mục đích chung. 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 9862:2013 (ISO 4383:2000) - Ổ trượt – Vật liệu nhiều lớp dùng cho ổ trượt thành mỏng . TCVN 9863-1:2013 (ISO 4384-1:2000) – Ổ trượt – Thử độ cứng kim loại ổ - Phần 1: Vật liệu hỗn hợp. TCVN 9863-2:2013 (ISO 4384-2:2011) - Ổ trượt – Thử độ cứng kim loại – Phần 2: Vật liệu nguyên khối . TCVN 197:2002 (ISO 6892:1998) – Vật liệu kim loại – Thử kéo ở nhiệt độ thường . 3. Yêu cầu Nếu khách hàng yêu cầu các giới hạn của thành phần hóa học không được qui định hoặc các giới hạn khác với quy định trong tiêu chuẩn này, các giới hạn này phải theo thỏa thuận giữa người cung cấp và khách hàng. 3.1. Thành phần hóa học Thành phần hóa học của hợp kim đồng đúc phải theo chỉ dẫn trong các Bảng 1 và 2, trong đó các giá trị đơn chỉ trị số lớn nhất. 3.2. Phân tích Phương pháp phân tích các nguyên tố hợp kim, các tạp chất cho phép trong hợp kim hoặc độ tinh khiết của hợp kim được lựa chọn hoặc theo quy định của các tiêu chuẩn quốc gia phù hợp hoặc theo sự thỏa thuận giữa người cung cấp và khách hàng. 4. Tính chất 4.1. Quy định chung Trị số độ bền kéo, độ giãn dài tối thiểu qui định trong các Bảng 1 và 2 là tính chất có thể hỗ trợ cho các nhà thiết kế. Thử độ cứng Brinell là thử kiểm tra chất lượng bắt buộc. Nếu yêu cầu thử độ bền kéo và độ dãn dài, khách hàng phải qui định lúc đặt hàng. Độ cứng Brinen phải được kiểm tra thông thường đối với các ổ đã hoàn thiện. Bảng 1 – Hợp kim đồng đúc đồng/chì/thiếc và đồng/nhôm dùng cho ổ trượt nguyên khối và thành dày nhiều lớp Các nguyên tố hóa học và tính chất Thành phần hóa học, % (m/m) CuPb9Sn5 CuPb10Sn10 1) CuPb15Sn8 CuPb20Sn5 CuAl10Fe5Ni5 Cu Phần còn lại Phần còn lại Phần còn lại Phần còn lại Phần còn lại Sn 4 đến 6 9 đến 11 7 đến 9 4 đến 6 0,2 Pb 8 đến 10 8 đến 11 13 đến 17 18 đến 23 0,1 Zn 2 2 2 2 0,5 Fe 0,25 0,25 0,25 0,25 3,5 đến 5,5 Ni 2 2 2 2,5 3,5 đến 6,5 Sb 0,5 0,5 0,5 0,75 - P 0,1 1) 0,05 2) 0,1 2) 0,1 2) - Al 0,001 0,01 0,01 0,01 8 đến 11 Mn 0,2 0,2 0,2 0,2 3 Si 0,01 0,01 0,01 0,01 0,1 S 0,1 0,1 0,1 - Cu+Fe+Ni+Al+Mn - - - - >99,2 Tính chất của thanh thử Độ cứng Brinen 3) HB 2,5/62,5-10, min GS – Khuôn cát GM – Khuôn vĩnh cửu GZ – Đúc ly tâm GC – Đúc liên tục 55 60 60 60 65 65 70 70 60 60 65 65 45 50 50 50 140 140 140 140 Độ bền, kéo , R m , MPa, min GS – Khuôn cát 160 180 170 150 600 GM – Khuôn vĩnh cửu GZ – Đúc ly tâm GC – Đúc liên tục 200 220 230 220 220 220 200 220 220 170 180 180 600 680 680 Độ dãn dài sau khi đứt, A, %, min GS – Khuôn cát GM – Khuôn vĩnh cửu GZ – Đúc ly tâm GC – Đúc liên tục 7 5 6 9 7 3 6 6 5 3 8 8 5 5 7 7 10 12 12 12 Ứng suất chảy 0,2 % R p 0,2 , MPa, min GS – Khuôn cát GM – Khuôn vĩnh cửu GZ – Đúc ly tâm GC – Đúc liên tục 60 80 80 130 80 140 110 110 80 100 00 100 60 80 80 80 250 250 280 280 Mô đun đàn hồi, E MPa ≈ 85.10 3 90.10 3 85.10 3 75.10 3 120.10 3 Hệ số giãn nở nhiệt, α l 10 -6 K ≈ 18 18 18 19 16 Độ dẫn nhiệt, , ở 15 o C W/(m.K) ≈ 71 47 47 59 60 Khối lượng riêng , ρ, kg/dm 3 ≈ 9 9 9 9,3 7,6 1) Thành phần hóa học của hợp kim khác thành phần hóa học của hợp kim để chế tạo ổ trượt thành mỏng nhiều lớp, xem TCVN 9862:2013 (ISO 4383). 2) Đối với đúc liên tục, thỏa thuận hàm lượng phốt pho có thể tăng lên là 1,5 %. 3) Đối với thử độ cứng, xem TCVN 9863-2:2013 (ISO 4384-2). Bảng 2 – Hợp kim đúc đồng/chì/thiếc và đồng/nhôm để chế tạo ổ trượt nguyên khối Nguyên tố hóa học và tính chất Thành phần hóa học, % (m/m) CuSn8Pb2 CuSn10P CuSn12Pb2 CuPb5Sn5Zn5 CuSn7Pb7Zn3 Cu Phần còn lại Phần còn lại Phần còn lại Phần còn lại Phần còn lại Sn 6 đến 9 10 đến 11,5 11 đến 13 1) 4 đến 6 6 đến 8 Pb 0,5 đến 4 0,25 1 đến 2,5 4 đến 6 5 đến 8 Zn 3 0,05 2 4 đến 6 2 đến 5 Fe 0,2 0,1 0,2 0,3 0,2 Ni 2,5 0,1 2 2,5 2 Sb 0,25 0,05 0,2 0,25 0,35 P 0,05 2) 0,5 đến 1 0,05 đến 0,4 2) 3) 0,05 2) 0,1 2) Al 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 Mn - 0,02 0,2 - - Si 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 S 0,1 0,05 0,05 0,1 0,1 Tính chất vật liệu thanh thử Độ cứng Brinell 4) HB 2,5/62,5/10,min GS – Khuôn cát GM – Khuôn vĩnh cửu GZ – Đúc ly tâm GC – Đúc liên tục 60 85 85 85 70 95 95 95 80 - 90 90 60 60 65 65 65 65 70 70 Giới hạn bền kéo R m MP a , min GS – Khuôn cát GM – Khuôn vĩnh cửu 250 220 220 310 240 - 200 200 210 210 GZ – Đúc ly tâm GC – Đúc liên tục 230 270 330 360 280 280 250 250 260 260 Độ dãn dài, % sau khi đứt A, min GS – Khuôn cát GM – Khuôn vĩnh cửu GZ – Đúc ly tâm GC – Đúc liên tục 3 2 4 5 3 2 4 6 7 - 5 7 13 13 13 13 12 12 12 12 Ứng suất chảy 0,2 % R p 0,2 , MP a , min GS – Khuôn cát GM – Khuôn vĩnh cửu GZ – Đúc ly tâm GC – Đúc liên tục 130 130 130 130 130 170 170 170 130 - 150 150 90 90 100 100 100 100 120 120 Mô đun đàn hồi, E MPa ≈ 75.10 3 95.10 3 95.10 3 90.10 3 85.10 3 Hệ số giãn nở nhiệt, α l 10 -6 K ≈ 18 18 18 18 18 Độ dẫn nhiệt , ở 15 o C W/(m.K) ≈ 47 50 54 71 59 Khối lượng riêng , ρ, kg/dm 3 ≈ 8,8 8,8 8,7 8,7 8,8 1) Đối với đúc ly tâm và đúc liên tục, cho phép hàm lượng của thiếc từ 10,5 % đến 13 %; 2) Đối với đúc liên tục, theo thỏa thuận hàm lượng của phốt pho có thể tăng tối đa 1,5 %; 3) Theo thỏa thuận, hàm lượng phốt pho phải được cố định; 4) Đối với thử độ cứng, xem TCVN 9863-2:2013 (ISO 4384-2). 4.2. Phương pháp thử 4.2.1. Thử độ cứng Tiến hành thử độ cứng theo TCVN 9863-1:2013 (ISO 4384-1) và TCVN 9863-2:2013 (ISO 4384-2). Nếu kích thước của mẫu không cho phép tiến hành thử theo qui định thì có thể lựa chọn phương pháp thử theo phương pháp thỏa thuận giữa người cung cấp và khách hàng. Chấp nhận giá trị nhỏ nhất khi thỏa thuận. 4.2.2. Thử kéo Tiến hành thử kéo theo TCVN 197:2002. Nếu kích thước của mẫu không cho phép sử dụng mẫu thử tiêu chuẩn thì có thể lựa chọn phương pháp thử và các giá trị phải đạt khi thử theo thỏa thuận giữa người cung cấp và khách hàng. Đối với trường hợp đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn vĩnh cửu, mẫu thử được đúc riêng. Đối với trường hợp đúc liên tục, mẫu thử được lấy từ vật đúc và trường hợp đúc ly tâm, mẫu thử cũng được lấy từ vật đúc. Mẫu thử có thể được thử hoặc ở dạng đúc hoặc có thể đã được gia công cơ. Mẫu thử đúc phải có đường kính nằm trong phạm vi từ 12 mm đến 25 mm; mẫu thử đã được gia công cơ, phải có đường kính sau gia công nằm trong phạm vi từ 10 mm đến 18 mm. Trong trường hợp mẫu thử đã được gia công cơ, nên dùng đường kính 14 mm ± 0,5 mm. 5. Ký hiệu và thông tin đặt hàng Ký hiệu được phân theo các dạng đúc sau: GS – Đúc trong khuôn cát GM – Đúc trong khuôn vĩnh cửu GZ – Đúc ly tâm GC – Đúc liên tục Các phương pháp thử dưới đây do khách hàng yêu cầu: R: Thử độ bền kéo; Ra: Thử độ bền kéo và độ giãn dài; H: Thử độ cứng Brinell (cho vật liệu đúc hoặc ổ trượt một lớp hoàn chỉnh). VÍ DỤ: Ký hiệu kim loại ổ được đúc (GC) CuPb10Sn10, được tiến hành thử độ bền kéo và độ giãn dài (RA) trên mẫu thử: Kim loại ổ trượt TCVN 9861:2013 – GC – CuPb10Sn10 – RA Đối với vật liệu đã gia công cơ khí hoàn chỉnh, các kích thước có thể được chọn, ví dụ theo TCVN 9866:2013 (ISO 4379). Đối với vật liệu chưa qua gia công cơ khí, lượng dư gia công cơ khí của nhà chế tạo phải được cộng thêm với đường kính ngoài và trừ đi đường kính trong. Người giao hàng phải trình ra chứng chỉ thích hợp yêu cầu. PHỤ LỤC A (Tham khảo) HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG KIM LOẠI Ổ ĐỂ CHẾ TẠO Ổ TRƯỢT VÀ ĐỘ CỨNG CỦA NGÕNG TRỤC LẮP VÀO Ổ (TRỤC) Hợp kim ổ Đặc tính và ứng dụng chính 1) Độ cứng nhỏ nhất của ngõng trục 2) CuPb9Sn5 Hợp kim ổ trượt mềm, có kim loại nền là đồng, thích hợp cho chế độ tải trọng trung bình và vận tốc trượt từ trung bình đến cao. Hàm lượng thiếc tăng sẽ làm tăng độ cứng và độ chịu mòn 250 HB CuPb10Sn10 CuPb15Sn8 Hợp kim ổ trượt mềm, có kim loại nền là đồng, thích hợp cho chế độ tải trọng trung bình và vận tốc trượt từ trung bình đến cao. Hàm lượng thiếc sẽ làm tăng độ cứng và độ chịu mòn. Chịu được bôi trơn bằng nước. 250 HB CuPb20Sn5 Hợp kim ổ trượt mềm, có kim loại nền là đồng, thích hợp cho chế độ tải trọng trung bình và vận tốc trượt từ trung bình đến cao. Hàm lượng thiếc tăng sẽ làm tăng độ cứng và độ chịu nước. Thích hợp cho bôi trơn bằng nước. 200 HB CuAl10Fe5Ni5 Hợp kim rất cứng dùng cho các bộ phận làm việc trong điều kiện trượt. Thích hợp với môi trường biển. Trục được làm cứng. Hợp kim tương đối khó bám dính. 55 HRC CuSn8Pb2 Áp dụng cho các trường hợp thông thường không có yêu cầu nghiêm ngặt với tải trọng thấp và trung bình; có bôi trơn đầy đủ. 300 HB CuSn7Pb7Zn3 CuSn10P Dùng cho ổ cứng, làm việc trong điều kiện tải trọng cao, vận tốc trượt cao chịu tải va đập trước khi được bôi trơn đầy đủ và có bộ đồng tâm tốt. 55 HRC CuSn12Pb2 CuPb5Sn5Zn5 Áp dụng cho các trường hợp thông thường không có yêu cầu nghiêm ngặt với tải trọng thấp; có bôi trơn đầy đủ. 250 1) Hàm lượng chì cao hơn sẽ cải thiện được dung sai của độ đồng tâm và bôi trơn gián đoạn. 2) Độ cứng của ngõng trục nên cao hơn 4 lần độ cứng của hợp kim ổ trượt. Sự chênh lệch về độ cứng giữa vật liệu ổ trượt và vật liệu trục phải đảm bảo sao cho, trong điều kiện làm việc, tránh được hoàn toàn hiện tượng hàn của vật liệu ổ trượt. Điều kiện bôi trơn có ảnh hưởng đáng kể đến việc lựa chọn vật liệu, đặc biệt với việc lựa chọn độ cứng. Các giá trị độ cứng của vật liệu trục cho trong bảng là các giá trị nhỏ nhất trong hầu hết các trường hợp sử dụng. THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 9866:2013 (ISO 4397:1997), Ổ trượt – Bạc hợp kim đồng .