Антифрикционный материал на основе железа
„„Я0„„1044657
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3320956/22-02 (22) 17.07.81 (46) 30.09.83. Бюл. N 36 (72) Ю.Н.Васильев, Г.А.Швецова, . В.Я.Берент и А,B.Ëàâðoâ (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта и Государственный научно-исследовательский институт, конструкционных материалов на основе графита (53) 669.018,24:621,762(088,8) (56) 1. Федорченко И.М. и Пугина Л.И, Композиционные спеченные антифрикционные материалы. Киев, "Наукова думка", 1980, с.242-244.
2, Авторское свидетельство СССР N 888987, кл. С 22 С 33/02, 1980. зы> С 22 С 38/16; С 22 С 33/02 (54)(57) АНТИФРИК1 ИОНН и МАТЕРИАЛ HA.
ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА, содержащий медь и фосфатную добавку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения износостойкости при работе во влажной среде в интервале температур 100-600 С, он в качестве фосфатной добавки содержит алюмохромфосфаты или хромфосфаты при следующем ,соотношении компонентов, вес.ь:
Медь 13 15
1 Алюмохромфосфаты .или хромфосфаты 0,05-2,0
Железо Остальное
1044657
1
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к антифрикционным материалам на основе
:железа, которые используются для высокотемпературных узлов сухого трения, работающих в широком интервале температур и влажности окружающей среды.
Известен антифрикционный материал на основе железа, содержащий 0,5- 10
20 ь меди (1 ) .
Недоста ток указанного материалаего невысокая износостойкость, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является антифрикционный материал (2 ) на основе железа, имеющий следующий состав, вес.Ф:
Медь 13-15
Ультрафосфаты марганца 0,05-1,5
Железо Остальное
Однако известный материал имеет недостаточную износостойкость при работе и хранении в атмосфере с нормальной и особенно повышенной влажностью. Кроме того, ультрафосфаты марганца, входящие в состав известного материала, обладают низкой гидролитической стойкостью, в результате 30 лего при работе и хранение с нормальной и особенно повышенной влажностью быстро разлагаются с образованием фосфорной кислотьг, ускоряющей коррозию железного каркаса материала, что влечет эа собои снижение его из- 35
НОсостойкости.
Так, например, интенсивность изнашивания известного материала, содержащего 0,5 вес. i Ультрафосфатов марганца, при трении всухую в паре со
40 сталью при скорости скольжения 4 м/с и нагрузке 5 кгс/см после хранения в течение года при нормальных услоо виях составляет при 100 С 9, при
300 С 4, при 600 С 8 мкм/км, в то . время как непосредственно сразу же после приготовления образцов износ о материала составляет при 100 С 2, при 300 С 1, при 600 С 1,5 мкм/км, 50
Таким образом, интенсивность изнашивания известного материала после хранения в течение года при нормальных условиях возрастает в 4-5 раз.
Цель изобретения - повышение изно- 55 состойкости при работе во влажной среде в интервале температур 100600оС.
Указанная цель достигается тем, что антифрикционный материал на основе железа, содержащий медь и фосфатную добавку, в качестве фосфатной добавки содержит алюмохромфосфаты или хромфосфаты при следующем соотношении компонентов, вес.4:
Медь 13-15
Алюмохром- фосфаты или хромфосфаты 0,05-2,0
Железо Остальное
Вводимые в состав предлагаемого материала алюмохромфосфаты (АХФС) или хромфосфаты (ХФС) при нагревании дегидрируются. При отвердевании связующего на поверхности зерен образуются водостойкие стекловидные пленки фосфатов, защищающие металл от окисления и увеличивающие прочность межзеренной связи в материале, в результате чего повышается износостойкость материала.
При введении в спеченный каркас
АХФС или ХФС в количестве менее
0,5 вес.ь пленки получаются недостаточно плотными, а при содержании
АХФС или ХФС более 2 вес. связующее может вызвать усиленную коррозию приповерхностного слоя, что также отрицательно сказывается на износостойкости материала.
Содержание меди в спеченном материале до пропитки фосфатами должно .быть в установленных пределах (13-.
15 вес.Ф,)так как при содержании
12 весД меди и меньше получается, материал с высокой прочностью (20-25 и соответственно низкими механическими свойствами, а при содержании
16 вес, i меди и больше в спеченном материале поры получаются закрытыми и их недостаточно для введения необходимого количества и обеспечения равномерного распределения фосфатов по.сечению образца.
Пример. Порошки железа марки
ПЖ2МЗ (ГОСТ 9849-74) и меди марки ПМС-2 (ГОСТ 4260-78) смешивают в необходимой пропорции, уплотняют прокаткой или прессованием и спекают в среде осушенного водорода в течение
1,5 4; при 1150 С. Спеченные пористые заготовки помещают в автоклав. Откачивают из автоклава воздух до остаточного давления 5-10 мм рт.ст., после чего в автоклав подают водный раст, вор АХФС (ТУ 6-18-166-73 ) или ХФС необходимой концентрации.
1044657 ф
О
Пропитка образцов насыщенным вод- ратуры от 20 до 400 C со скоростью ным раствором АХФС (плотность 1,82 r/см) 25 С/ч. Такая термическая обработка о обеспечивает содержание алюмохром- . стабилизирует свойства пропитанного фосфатов в материала ? вес. i. Раз- спеченного материала, в результате бавление насыщенного раствора водой чего получают материал, содержащий же" в 2,; 5; 10; 100 и 1000 раз уменьшает лезо, медь и алюмохромфосфаты или содержание алюмохромфосфатов или хром. хромфосфаты. фосфатов в материале соответственно до 1,4; 0,7; 0,4; 0,15 и 0.05 вес А. В таблице представлены результаты
Время выдержки под слоем раствора. 10 испытаний материала предлагаемого составляет 15-30 мин в зависимости состава в сравнении с известным. от размеров заготовок. Антифрикционные свойства материаПропитанные образцы для обеспече" ла определяют при трении всухую в ния водостойкости подвергают термо- паре со сталью при скорости скольжеобработке в муфельной печи в засыпке 1 ния 4 м/с и нагрузке 5 кгс/см2после из кокса или в атмосфере инертного хранения образцов в течение года при
% газа с постепенным повышением темпе- влажности округ ающей среды 60- 03.
104465У
- Ф л
С!
CD
И1
СЧ
LA
О
LA
CD! О л
LA
CD ао
SO
Z л
Э Э а а .0
11» Ф х а
Э Э
X C
=1
S Э
® 1Ф X о а
М C
OO
LA
О!
Ч О
LA О л
О. О л
LA
LA
О (Ч м
1
1
I О
1 CD л
I
)S
Yl
Е
Э
f5.
I !
g с
С?
Э а
CD
СО
О1 О
CO
LA
О
СЧ л
О (> в
X S
m а
S С<> о
1- й1 иу Э о а
I )
Ф °
S K Ф
u s n.
SSЭ
Э 4) C
I- Ф
Х Х Э
3 I (Ч
1
1 О
О л
Л
I1I а о о
I сЧ
Е л Е
u u о 1Y x () в х
1 а
% К N
CC III K о х m сЧ л сЧ
Сп л
1. СХ
1 II fP
Э !
u s
Ф ? а е. и
5 % I
1 3Е а
I Э с
Э I X
ССГ 1эои аао с сх
1
fg
I- Э и о о х
I
I
I !
О л
CD оо и
Э 1
Ф 1 л
Ф 1 (Q ! и о (\ I
1Л е х
1«
-:г е
S <.Э
-. е
s x
I-. Х (Q IQ
Cg
LA
CD е i и а о е
f3.!
»»
Э III
1- !Е о
Ф !
>s а л х х
I- Э и ц э и
Ф о
6 C
Л «
IC. Э
X S
Х Х
Э Э х т
Э
I- Ф
Я ° S а! Ф
I CL
I . .IQ о!
I 1
I 1
О
1 О 1
I O
1 I
l 1
1 I
О
I О 1 сл
1 1 л — — 4
1 l
1 О 1
1 О I
1 О 1
1 1
» 4
1 1
I CD
О
1 (1 1 ! I
I 1 — I сЧ сЧ CV -Ф ! 1 !
<Ч г! . - !Л о и
ЕГЪ
S ! \ .й
6)
It!I а
1О
О (II
Z
CQ
Э
S а с:
7 1044657 8
Иэ таблицы видно, что испольэо- во влажной среде позволяет создавать вание предлагаемого материала позво- узлы трения, работающие без смазки ляет увеличить износостойкость со- при повышенных температурах и влажпряженных деталей более, чем в два ности окружающей среды, увеличить их
Таким образом, более высокая иэно-. долговечность и расширить диапазон состойкость предлагаемого материала применения
Составитель 3.3алманова
Редактор С.Квятковская Техред В.Лалекорей Корректор Л.Бокшан
Заказ 7465/22 Тираж 627 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
