11nd International Conference of Mechanical Engineering
COMEC 2023
XVIII Materials and Welding Symposium
Abstract
The problem of increasing wear resistance of friction units, for example, sliding bearings, determines the durability of many important machines and mechanisms used today (electric motors, pumps, compressors, turbines, etc.) and therefore, the development of materials to achieve this is relevant.
The goal of the study was to create a fundamentally new antifriction bronze with high wear resistance and high technological properties. For this purpose, a set of metallographic, durometric, mechanical and tribological tests of BrFeNiAl 12-7-1 bronze in the welded and cast state was used.
The widely used tin bronze BrSn10 (Cu-10% Sn) with good tribological properties, but low technological properties (deformability, weldability), which limits its use in structures, was used as a reference. The study of the solubility and mutual solubility of various metals in copper, such as: Fe, Ni, Al, Cr, etc., allowed the creation of an alloy reinforced with martensitic steel dendrites that give it the character of composite bronze. The presence of such dendrites in bronze leads to improved weldability and surface deposits and a significant increase in wear resistance, especially in the cast state, compared to BSn10 bronze.
The creation of new composite bronzes with greater wear resistance and manufacturing capacity than BrSn10 bronze is relevant, as is its use in various friction units present in important elements of high-responsibility machines.
Resumen
El problema del aumento de la resistencia al desgaste de las unidades de fricción, por ejemplo, los cojinetes de deslizamiento, determina la durabilidad de muchas máquinas y mecanismos importantes empleados en la actualidad (motores eléctricos, bombas, compresores, turbinas, etc.) y por ende el desarrollo de materiales para lograrlo resulta relevante.
El objetivo del estudio fue crear un bronce antifricción fundamentalmente nuevo con alta resistencia al desgaste y elevadas propiedades tecnológicas. Para ello se empleó un conjunto de pruebas metalográficas, durométricas, mecánicas y tribológicas del bronce BrFeNiAl 12-7-1 en estado soldado y fundido.
Se usó como referencia el bronce al estaño BrSn10 (Cu-10% Sn) ampliamente utilizado con buenas propiedades tribológicas, pero bajas propiedades tecnológicas (deformabilidad, soldabilidad), lo que limita su uso en estructuras. El estudio de la solubilidad y solubilidad mutua de varios metales en el cobre, como: Fe, Ni, Al, Cr, etc., permitió crear una aleación reforzada con dendritas de acero martensítico que le confieren el carácter de bronce compuesto. La presencia de tales dendritas en el bronce conduce a una mejora de la soldabilidad y de los depósitos superficiales y a un importante aumento de la resistencia al desgaste, especialmente en estado fundido, en comparación con el bronce BSn10.
La creación de nuevos bronces compuestos con mayor resistencia al desgaste y capacidad de fabricación que el bronce BrSn10 es relevante, así como su uso en diversas unidades de fricción presentes en elementos importantes de las máquinas de alta responsabilidad.
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Prof. Arcelio Hernandez Fereira
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