Патент на изобретение №2191844
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ФРИКЦИОННЫЙ ПОРОШКОВЫЙ МАТЕРИАЛ
(57) Реферат: Изобретение относится к порошковым материалам и может быть использовано для изготовления фрикционных элементов механизмов и машин. Заявлен фрикционный порошковый материал на основе железа, содержащий медь, углерод, серу, кремний, асбест, в который дополнительно введены марганец, фосфор, хром, никель, молибден, титан, ванадий, карбид кремния и фтористый кальций, при следующем соотношении компонентов, мас.%: медь 6,0-8,0; углерод 9,5-11,5; сера 0,01-0,07; кремний 2,5-2,9; асбест 4,0-6,0; марганец 0,1-0,16; фосфор 0,1-0,13; хром 0,01-0,05; никель 0,01-0,04; молибден 0,02-0,06; титан 0,01-0,05; ванадий 0,01-0,04; карбид кремния 3,0-5,0; фтористый кальций 5,0-7,0; железо основа. Техническим результатом изобретения является создание фрикционного порошкового материала, обладающего повышенными триботехническими характеристиками (коэффициентом трения, сопротивлением износу), обеспечивающими работоспособность и надежность фрикционных элементов изделий. 1 табл. Изобретение относится к порошковым материалам и может быть использовано для изготовления фрикционных элементов механизмов и машин. Известна композиция для получения фрикционного материала, содержащая бутадиеновый или бутадиен-стирольный каучук, вулканизирующую группу, окись алюминия, барит, графит, асбест и мел, при следующем соотношении ингредиентов, маc.%: Каучук – 20-25 Вулканизирующая группа – 3-4 Окись алюминия – 5-10 Барит – 30-40 Графит – 5-10 Асбест – 20-30 Мел – 5-10 (a.c.CCCP 505664, С 08 J 5/14, 1973). Известная композиция имеет недостаточные триботехнические характеристики для надежной эксплуатации элементов силовых установок. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является материал на основе железа, содержащий медь, углерод, серу, кремний, бор и асбест, при следующем соотношении, маc.%: Медь – 9,0-11,0 Углерод – 8,5-11,0 Сера – 0,6-1,2 Кремний – 3,0-4,3 Бор – 3,0-4,3 Асбест – 2,5-4,0 Железо – Основа (ОСТ 1-90115-73, “Детали с фрикционным металлокерамическим материалом”, табл.1, материал МКВ – 50А). Известный материал имеет недостаточные триботехнические характеристики для надежной эксплуатации элементов силовых установок. Задачей изобретения является создание фрикционного порошкового материала, обладающего повышенными триботехническими характеристиками (коэффициентом трения, сопротивлению износу), обеспечивающими работоспособность и надежность фрикционных элементов изделий. Задача решается за счет того, что в известный фрикционный порошковый материал на основе железа, содержащий медь, углерод, серу, кремний, асбест, в него дополнительно введены марганец, фосфор, хром, никель, молибден, титан, ванадий, карбид кремния и фтористый кальций, при следующем соотношении компонентов, маc.%: Медь – 6,0-8,0 Углерод – 9,5-11,5 Сера – 0,01-0,07 Кремний – 2,5-2,9 Асбест – 4,0-6,0 Марганец – 0,1-0,16 Фосфор – 0,1-0,13 Хром – 0,01-0,05 Никель – 0,01-0,04 Молибден – 0,02-0,06 Титан – 0,01-0,05 Ванадий – 0,01-0,04 Карбид кремния – 3,0-5,0 Фтористый кальций – 5,0-7,0 Железо – Основа Одним из исходных материалов для приготовления предлагаемого порошкового материала является порошок специального легированного чугуна, содержащий, маc. %: углерод – 3,6-3,9, кремний – 2,5-2,9, марганец – 0,5-0,85, фосфор – 0,5-0,7, сера – до 0,07, хром – 0,06-0,25, никель – 0,06-0,20, молибден – 0,1-0,35, титан – до 0,25, ванадий – до 0,2. (ТУ ЗН-254). Специальный легированный чугун используют для отливки заготовок поршневых колец. При его термообработке образуются структурные фазы, способствующие повышению упругости, сопротивлению износу и стабильности коэффициента трения. Порошок, полученный путем размола стружки специального легированного чугуна, полностью сохраняет данные свойства и структуру. Заявителю не известны технические решения, в которых порошок специального легированного чугуна используется для изготовления фрикционного материала. Введение в состав фрикционного порошкового материала фтористого кальция повышает его антифрикционные противозадирочные свойства (В.Д. Зозуля. Эксплуатационные свойства порошковых подшипников. – Киев: Наукова думка, 1989, с. 151). Введение в состав фрикционного порошкового материала карбида кремния повышает и стабилизирует коэффициент трения (Федорченко И.М. и др. Современные фрикционные материалы.- Наукова думка: Киев, 1975, с. 107). Известны фрикционные порошковые материалы на основе железа. В качестве фрикционных добавок используют диоксиды алюминия и кремния, асбест, кварцевый песок, увеличивающие коэффициент трения и его стабильность (И.М. Федорченко и др. Порошковая металлургия. – Киев: Наукова думка, 1985, с. 334 – 335). Известные материалы имеют недостаточные триботехнические свойства (коэффициенты трения и износа) при работе в паре с контртелом из стали. Предлагаемый фрикционный порошковый материал готовится по следующей технологии. Стружку, полученную при изготовлении поршневых колец, превращают в порошок. Восстанавливают порошок специального легированного чугуна в среде диссоциированного аммиака при температуре 650-700oС в течение 0,5-2,5 ч. Компоненты дозируют, причем порошок специального легированного чугуна составляет 17-19 маc. %, перемешивают в смесителях в течение 4-6 ч. При необходимости полученную смесь гранулируют. Фрикционный порошковый материал готов к применению для напрессовки или напыления в качестве рабочей поверхности фрикционных элементов силовых установок. Подготовленный фрикционный порошковый материал напылили на образцы и провели испытания его триботехнических свойств. Испытания проводились с контртелом, изготовленным из стали 40ХН2МА – Ш твердостью 40-45 HRc. Результаты триботехнических испытаний предлагаемого и известного фрикционных порошковых материалов показаны в таблице. Характеристики предлагаемого фрикционного порошкового материала (коэффициент трения, износ фрикционного материала и износ контртела) превосходят аналогичные показатели известного материала. Формула изобретения
Медь – 6,0 – 8,0 Углерод – 9,5 – 11,5 Сера – 0,01 – 0,07 Кремний – 2,5 – 2,9 Асбест – 4,0 – 6,0 Марганец – 0,1 – 0,16 Фосфор – 0,1 – 0,13 Хром – 0,01 – 0,05 Никель – 0,01 – 0,04 Молибден – 0,02 – 0,06 Титан – 0,01 – 0,05 Ванадий – 0,01 – 0,04 Карбид кремния – 3,0 – 5,0 Фтористый кальций – 5,0 – 7,0 Железо – Основа РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
