Антифрикционный чугун — это любой серый, ковкий или модифицированный чугун, имеющий перлитную и даже перлитно-ферритную структуру, если количество перлита не менее 85%. Кроме того, имеется специальный антифрикционный чугун, химический состав которого приведен в табл. 109. Детали, изготовленные из антифрикционного чугуна, работают в узлах трения без заеданий и значительного износа, например, в подшипниках для валов, направляющих для ползунов, в червячных и других шестернях (ГОСТ 1585—57).

Структура антифрикционного чугуна представляет собой основную твердую массу с включениями мягких частиц (или наоборот). Хорошая структура такого чугуна содержит более 85% мелкопластинчатого перлита с включениями мелкопластинчатого же или шаровидного графита.

Антифрикционные свойства получает и ковкий чугун, если его подвергнуть специальной дополнительной термической обработке: отжигу или нормализации с целью получения перлитной или перлитно-ферритной структуры (марки АКЧ-1, АКЧ-2 в табл. 109).

Таблица 109. Химический состав в % и применение антифрикционного серого чугуна

Антифрикционный чугун может работать как заменитель цветных сплавов в подшипниковых узлах. Однако для удовлетворительной работы требуется: 1) чистая механическая обработка и точное сопряжение трущихся поверхностей деталей; 2) непрерывная и хорошая смазка; 3) повышенные против обычных на 15—30% зазоры; 4) приработка на холостом ходу и постепенное повышение рабочих нагрузок. При ударной нагрузке антифрикционный чугун работает хуже.

Для определения возможности замены бронзы и использования антифрикционного чугуна в какой-либо конструкции узла трения станка или машины подсчитывают величины: удельного давления (p), окружной скорости (v) и удельной мощности (pv) и сравнивают их с допустимыми для данной марки антифрикционного чугуна. Так, для указанных в табл. 109 марок допустимые величины приведены в табл. 108.

Таблица 108. Значения допустимых величин для антифрикционного чугуна

Пример. Рационализатор предложил заменить бронзовую (ОЦС 6—6—3) втулку с внутренним диаметром 50 мм, длиной 100 мм, работающую на 200 об/мин в паре с закаленным валом и хорошей смазкой. Подсчитано, что втулка воспринимает усилие (реакцию опоры) 500 кг. Определить, какой антифрикционный чугун можно применить.

Удельное давление

p = p/dl = 220/0,5*10,0 = 110 кг/см²

окружная скорость

v = πdn/60 = 3,14*50*200/60 = 0,52 м/сек

удельная мощность

pv = 110*0,52 = 57,5 кгм/см²

Для таких условий лучше всего подходит антифрикционный чугун марок АВЧ-1 АВЧ-2, АКЧ-1, АКЧ-2.