Способ получения антифрикционного материала

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИК- , ЦИОННОГО МАТЕРИАЛА на основе сплава баббита, отличающийся тем, что, с целью повышения антифрикционных свойств материала, сплав измельчают в стружку до размера частиц 2-4 мм, добавляют в нее 0,110 мас.% порошкообразного дисульфида молибдена и полученную смесь нагревают в форме до 240-380 с с последующим охлаждением.

COOS СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

4l "f: (мй ф З

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ж МИ4 "ИВ1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3488108/23-04 ,(22) 30.08.82 (46) 07.03 .84. Бюл. 9 9. (72) Г.Д. Вилянская, Н.М. Первушина, Т.Н. Куликовская, В.В. Лыско, A.Ï.Æàров;. В В. Наумов, В.Г. Зеленский,.

Ю.A. Челюканов, С.И.-Д. Мнкунис и Н.Н. Жуков (71) Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф.Э. Дзержинского (53) 621 ° 892(088.8) (56) 1. Патент Франции М 1157600, кл, С 10 М опублик. 1958, 2. Петриченко Ц.К. Антифрикционные материалы и подшипники скольже-, ния, М., Машгиз, 1954, с. 302 (про-. тотип) .

„.SU„„! 077924 А,щ> C 10 М 7/02 С 10 М 7/06 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИК-, ЦИОННОГО МАТЕРИАЛА на основе сплава баббита, отличающийся тем, что, с целью повышения антифрикционных свойств материала, сплав измельчают в стружку до размера частиц .2-4 мм, добавляют.в нее 0,110 мас.% порошкообразного дисульфида молибдена и полученную смесь нагревают в форме до 240-380 С с посо ледующим охлаждением.

1077924

Изобретение относится к металловедению, в частности к способам получения самосмазывающихся антифрикционных материалов, применяемых для понижения коэффициента трения и повышения антифрикционных свойств трущихся металлических поверхностей.

Известен способ получения твердосмазочного материала, включающий смешивание пластического компонента с дисульфидом молибдена и последующую термообработку полученной смеси (1) .

Однако получаемый при этом материал характеризуется малой жесткостью и прочностью. Это ограничивает применение его в условиях высоких механических нагрузок.

Известен также способ получения антифрикционного материала,, включающий нагревание смеси олова, меди и сурьмы до температуры плавления с образованием сплава - баббита p2).

Однако баббит имеет недостаточные .противозадирные, противоизносные и антифрикционные свойства, необходимые для длительной эксплуатации элементов подшипников турбин, обычно изготавливаемых иэ него. Ухудшение даже одного иэ свойств баббита приводит к значительному увеличению силы трения, и, как следствие, к резкому повышению температуры подшипника, что может вызвать выплавление баббитового вкладыша, аварийную остановку и повреждение турбоагрегата.

Антифрикционные свойства баббита недостаточны в условиях сухого или полужидкого трения с небольшим количеством смазки. В связи с этим при безмасляной остановке турбоагрегата использование баббита не обеспечивает предотвращения повреждения ротора турбины.

Цель изобретения — улучшение антифрикционных свойств материала.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения антифрикционного материала на основе сплава баббита, последний измельчают в стружку до размера частиц 24 мм, добавляют в нее 0,1-10 мас.Ъ порошкообразного дисульфида молибдена и полученную смесь нагревают и форме до 240-380 С с последующим о охлаждением.

Практически процесс охлаждения до ., комнатной температуры заканчивается в течение 30-40 мин. Введение в баббит дисульфида молибдена позволяет значительно улучши гь антифрикционные свойства материала эа счет понижения коэффициента трения. Установлено, что при длительном нагревании смеси баббита и дисулъфида молибдена происходит обменная реакция, в результате которой образуются хрупкие сульфиды олова, сурьмы, меди и окись молибдена. При измельчении баббита до стружки размером 2-4 мм время нагрева значительно сокращается и реакция обмена практически нв идет. При размерах стружки менее

2 мм сильно развитая поверхность не позволяет замедлить течение реакции. При размерах стружки более 4 мм время нагрева увеличивается, что неже лательно. Для сплавления смеси баббита с дисульфидом молибдена ее нагревают до 240-380 С. Интервал темо ператур выбран исходя иэ следующих соображений: при температуре 240 С о начинается расплавление баббита, 15,дри температуре больше 380 С обменная реакция с образованием сульфидов олова, сурьмы, меди и окислов молибдена протекает практически мгновенно что также нежелательно. Нагрев полученной смеси производят в форме, повторяющей форму иэделия, .то исключает отходы при изготовлении требуемых деталей. Формы со смесью подвергают охлаждению, приблизительно в .течение 30-40.мин.

Пример 1. Готовят стружку баббита марки Б 83 по ГОСТ 1320-74 на токарном станке и сеют на ситах фракцию 2-4 мм. Полученную стружку смешивают с дисульфидом молибдена встряхиванием в закрытой емкости в течение 8 ч в соотношении баббит: дисульфид молибдена, Мас.Ъ! 99,9 и 0,3., Полученную смесь помещают в пресс35 форму, и нагревают до 380 С в печи.

При достижении температуры 380 С о форму со спекаемым образцом вынимают иэ печи и оставляют остывать при комнатной температуре.

Пример 2. Готовят стружку

40 баббита размером 2-4 мм, смешивают ее с дисульфидом молибдена в соотношении, мас.Ъ: 99,0 и 1,0. Смесь спекают при температуре 240 С. После этого форму вынимают из печи и

45 оставляют остывать при комнатной температуре.

Пример 3. Готовят стружку баббита размером 2-4 мч и смешивают ее с дисульфидом молибдена в соотношении, мас.Ъ: 90 и 10, аналогично примеру 1, Полученную смесь нагревают до температуры 300 С, после чего о охлаждают при комнатной температуре, Пример 4. Готовят баббитовую стружку размером 2-4 мм иэ бруска баббита (марки Б-83, изготовленного по ГОСТ 1320-74) аналогично примеру 1. Баббитовую стружку уплотняют и нагревают в форме до температуры гречи 300 С. При достижении темпера60,туры образца 300 С форму вынимают иэ печи и оставляют остывать на.воздухе при комнатной температуре. Образцы антифрикционного материала, полученные в примерах 1-4 были испытаны на трение скольжения на се1077924

Температура об- Момент трения разца, С кгс/мм2

Бремя достижения износа до 2 мм, мин

Образец по примеру

190

17

14

9

52

4,5

Составитель Е. Пономарева

Редактор Л. Авраменко Техред М. Кузьма

Корректор Ю, Макаренко

Тираж 489 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5, Заказ 864/17

Филиал ППП Патент ., г. Ужгород, ул. Проектная., 4 рийно выпускаемой машине трения

СМЦ-2, Для этих испытаний образцы антиФрикционного материала получены в условиях, описанных в примерах 1-4, в форме цилиндров диаметром 50 мм и высотой 10 мм, в которых радиусоь

25 мм вытачивается поверхность, по которой испытуемый образец, неподвижно закрепленный (статор), приводится в контакт с вращающимся ротором. Роторный образец представляет собой цилиндр диаметром 50 мм, высотой 10 мм, изготовленный из стали, используемой для изготовления роторов паровых турбин (Р2).

Роторный и статорный образцы устанавливаются таким образом, чтобы площадь соприкосновения во всех испытаниях была одинаковой и равнялась

1 сМ, скорость вращения ротора

500 об/мин, нагрузка 20 кг/см . В процессе испытаний Фиксируются величина износа статорного образца, температура статорного образца на расстоянии 3 мм от рабочей поверхности, а также момент трения. Испытания проводятся до одинаковой величины износа образцов равной 2 мм.

Необходимо отметить, что основным критерием, оценки антифрикционных свойств испытуемого материала принят износ статорного образца, поскольку именно этот показатель является основным при оценке работы подшипников с баббитовыми вкладышами в реальных условиях работы турбоагрегата.

Результаты испытаний на трениескольжение образцов, полученных в примерах 1-4 представлены в таблице.

Полученные данные наглядно показывают повышение иэносостойкости предлагаемого материала по сравнению с известным. Одновременно в 1,4 раза снижается момент трения и íà 10-20 С температура испытуемого образца ., вблизи места контакта. !

О Внешний вид испытанных образцов также свидетельствует о значительноь, повышении антифрикционных свойств . ,предлагаемого материала по сравнению с известным.

f5 Образец чистого баббита, получен,ный в условиях примера 4, после испытаний на трение-скольжение имеет глубокие борозды и следы оплавления металла на рабочей поверхности. На

2О рабочей поверхности парного ему ро,торного образца имеются явные наво лакивания баббита.

Обраэцыуполученные в условиях примеров 1-3, имеют после испытаний

5,гладкие рабочие поверхности, покрытые темной пленкой дисульфида молибдена. Парные роторные образцы были чистыми без следов металла с темной поло. сой дисульфида молибдена.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать материалы со значительно улучшенными антнфрикционными и противоиэносньпеи свойствами, вследствие образования на трущих.ся поверхностях пленки дисульфида

З5,молибдена.