خواص برنز یاتاقان SAE660 در چهار شرایط ریختگی متفاوت

نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی، واحد آیت الله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد آیت الله آملی

3 کارشناس ارشد، سرپرست واحد بابیت ریزی و برنز ریزی

10.22034/frj.2018.144061.1047

چکیده

در این پژوهش، اثر دو متغیر دمای بارریزی و سرعت خنک‌کاری قالب در فرآیند ریخته‌گری در ماسه بر سختی و مقاومت به سایش برنز یاتاقان SAE660مطالعه شده است. مذاب برنز SAE660در کوره القایی ترانزیستوری تهیه‌شده و سپس ریخته‌گری آن در قالب ماسه‌ای در چهار شرایط متفاوت شامل دماهای ذوب‌ریزی 950 و 1200 درجه سانتی‌گراد و خنک‌کاری قالب با آب و هوا انجام شده است. ریزساختار با میکروسکوپ الکترونی روبشی، سختی به روش ویکرز و مقاومت به سایش به روش پین روی دیسک ارزیابی شده است. نتایج حاکی از این است که اثر دمای ذوب‌ریزی روی مقاومت به سایش، قابل صرف‌نظر کردن است اما کمترین کاهش جرم (یا بیشترین مقاومت به سایش) برای نمونه‌هایی است که قالب آنها در هوا خنک شده است زیرا در این نمونه‌ها، مقدار فازهای سرب، محلول جامد و ترکیب بین فلزی بیشتر است. به‌علاوه، نمونه‌هایی که دمای بارریزی آنها کمتر بوده است، سختی بالاتری داشتند

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Properties of SAE660‎‏ ‏Bronze Bearing at Four Different Casting Conditions

نویسندگان [English]

  • Seyed Ebrahim Vahdat 1
  • Sina Karimifar 2
  • Hamed Kalvand 3
1 Assistant Professor, Department of Engineering, Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran.
2 M.Sc. Student, Islamic Azad University, Ayatollah Amoli Branch
3 M.Sc., Supervisor the unit get started and bronze
چکیده [English]

The goal of this research is an investigation on the effect of 2 parameters of casting process including cooling rate of mold and pouring temperature on the 2 important characterization including Vickers hardness and wear resistance via pin on disc of bearing bronze SAE660. The melting had done by transistor induction furnace and then, pouring had done in sand mold in four different casting conditions, including pouring temperatures of 950C and 1200C, and cooling with water and air and finally, the microstructure via scanning electron microscopy, Vickers hardness and wear resistance via pin on disc of the SAE660 bronze had compared. The results indicated that the effect of pouring temperature can be ignored for wear resistance but the minimum weight loss due to wear via pin on disc (or maximum wear resistance) obtained when the samples cooled with air compared to water cooling, because the contents of lead, intermetallic compounds and the phase of solid solution is more in the samples cooled with air compared to water cooling. In addition, maximum hardness obtained for low pouring temperature.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Microstructure
  • Bearing
  • Pouring
  • Foundry
  • Casting

[1]  ASM Handbook: Casting. Volume 15, Committee AIH, Lampman S, Moosbrugger C, DeGuire E, Metals ASf., ASM International, 2008.

[2]  NEALE, M.J.  Bearings - High speed bearings and rotor dynamics A2, Butterworth-Heinemann, 1993, 45-49.

[3]  Rowe WB. Chapter 6 - Basis of Design Procedures.  Hydrostatic, Aerostatic and Hybrid Bearing Design. Oxford: Butterworth-Heinemann; 2012. 115-124.

[4]  NEALE, M.J.  Bearings-Plain bearing materials A2, Butterworth-Heinemann, 1993, 9-14.

[5]  Campbell J. Chapter5 - Solidification Structure.  Complete Casting Handbook (Second Edition). Boston, Butterworth-Heinemann, 2015, 163-222.

[6]  Zaheri M, Vahdat SE. Strength of the Bond of Structural Steel S235JR to Bronze SAE660 Produced by Casting in Pre-Mold, Archives of Foundry Engineering, 2017,.149-153.

[7]  ظاهری م.، وحدت س.ا.، استحکام اتصال فولاد ساختمانی عمومی به برنز SAE660 تولید شده به روش ریخته‌گری در پیش قالب، اولین کنگره ملی کاربرد مواد و ساخت پیشرفته در صنایع، تهران، دانشگاه علم و صنعت ایران ، 3تا5 خرداد 1396.

 [8] زند ا.، کلوند ح.، وحدت س.ا.، مطالعه ریزساختار برای تعیین طول اتصال بین فولاد CK10 و بابیت گرید ASTM B2 روکش‌کاری شده به روش لحیم‌کاری نرم، 111، ریخته‌گری. 1395، 32-37.

[9]  زند ا.، کلوند ح.، وحدت س.ا.، تعیین طول اتصال بین فولادCK 25  و بابیت گریدASTM B 2  روکش‌کاری شده به روش لحیم‌کاری نرم با استفاده از ریزساختار، پنجمین کنفرانس بین‌المللی مهندسی مواد و متالورژی و دهمین کنفرانس مشترک انجمن مهندسی متالورژی ایران و انجمن ریخته‌گری ایران، دانشگاه شیراز، 18و 19 آبان 1395.

[10]  زند ا.، کلوند ح.، وحدت س.ا.، اتصال نفوذی برنز C52100 به صفحه فولادی CK20 به روش جوشکاری MIG جهت ساخت یاتاقان محوری دولایه، دومین همایش و نمایشگاه ملی تجهیزات و مواد آزمایشگاهی صنعت نفت ایران، دانشگاه تهران، 27و28مهر 1395.

 [11]Soflaei H, Vahdat S. Microstructure Study of diffusion bonding of centrifuged structural steel-bronze, Archives of Foundry Engineering, 2016,16(2), 99-104.

[12]  ماهر ج.، زند ا.، کلوند ح.، بررسی ریزساختار اتصال بین لایه‌های برنز و فولاد در یاتاقان ژورنال تولید شده به روش ریخته‌گری گریز از مرکز افقی، ریخته‌گری، 1394، 110، 1-7

[13]  Neale, M.J.,  Bearingsselection of journal bearings A2, Butterworth-Heinemann, 1993, 4-6.

[14]  Challen B, Baranescu R. Diesel Engine Reference Book: Butterworth-Heinemann, 1999, 682.

[15]  Rowe WB., Chapter 1 - Application Hydrostatic, Aerostatic and Hybrid Bearing Design, Oxford, Butterworth-Heinemann, 2012, 1-23.

[16]  وحدت س.ا.، مواد مناسب برای موتور دیزل، چاپ دوم، تهران، چرتکه، 1391، 124.

[17]  Rowe WB., Chapter 3 - Power, Temperature Rise, and Shape Optimization,  Hydrostatic, Aerostatic and Hybrid Bearing Design, Oxford, Butterworth-Heinemann, 2012, 49-64.

[18]  NEALE, M.J.  Bearings,Selection of bearing type and form A2 - Butterworth-Heinemann, 1993, 1-3.

[19]  Wardle F., 4 - Aerostatic bearings,  Ultra-Precision Bearings, Oxford, Woodhead Publishing, 2015, 227-306.

[20]  کلوند، ح.، آقامیری، س.ا.، وحدت س.ا.، ارتباط بین سختی و ریزساختار آلیاژ بابیت در ریخته‌گری گریز از مرکز افقی، ریخته‌گری، 1393، 106، 48-59.