Способ получения антифрикционных материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

22, А1 (19) (111

SU, (59 4 В 22 FЗ/26,,С 22 С 1/04, C 04 В 35/54 Г

Д(0 (91

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (1 I

1 В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, ";„ К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2589530/22-02 (22) 28.02.78 (46) 30.06.87. Бюл. Р 24 (72) В.И.Костиков, Ю.И.Кошелев, В.Д.Телегин, А.А.Хоменко и Е.Ф.Филимонов (53) 669.018.29(088.8) (56) Патент Франции Н - 1368129, кл. С 04 В, 1964.

Патент США Р 3619430, кл. 264-29, 1971. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий формирование углеродной основы и пропитку ее металлами или их сплавами, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности и износостойкости, в качестве углеродной основы используют силицированный графит, а перед пропиткой проводят термическую обработку основы в вакууме .

10- — 10 мм рт.ст. при 1500-2000 С в течение 15-60 мин. 1320022

Изобретение относится к производству конструкционных самосмазывающихся материалов и деталей, предназначенных для использования в качестве элементов трения в центробежных на- 5 сосах, транспортирующих нейтральные, агрессивные жидкости, а также жидкости, содержащие абразивные примеси, например, печка, окалины и другой различной дисперсности.

Известен способ получения самосмазывающегося материала путем пропитки углеродных иэделий расплавленным металлом (медью, серебром), заключающийся в том, что углеродную основу и металл в твердом состоянии помещают в электропроводную оболочку и прямым пропусканием тока нагревают до температуры плавления металла.

Недостатком этого способа является неравномерность пропитки углеродной основы, чтО приводит к значительной разнице свойств материала по объему.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения антифрикционных самосмазывающихся материалов пропиткой металлами с температурой плавления 200-1000 С. Пропитку углеродной основы плотностью

1,68-1,79 г/см осуществляют в анток- - лаве под давлением инертного газа.

Недостатком способа является то, что полученные материалы обладают низкими физико-механическими свойствамй, а также не удовлетворяют глав- 35 ному требованию, предъявляемому к самосмаэывающимся материалам — высокой износостойкости при трении и в жидких средах при наличии в них аб40 разивных примесей.

Целью изобретения является повышение прочности и иэносостойкости.

Для достижения поставленной цели предложен способ получения антифрик45 ционных материалов, отличающийся тем, что в качестве углеродной основы используют силицированный графит, а перед пропиткой проводят термическую

1 обработку основы в вакууме 10

10-э мм рт.ст. при 1500-2000 С в тео ° 50 чение 15-60 мин.

Силицированный графит по составу представляет собой соединение кремния, углерода и карбида кремния,, получаемое по следующей технологии.

Углеродную основу в виде изделиякольца помещают B электрическую цепь, -1 создают вакуум 10 мм рт.ст., нагревают до температуры 1800-2100 С и пропитывают кремнием. В процессе пропитки кремний реагирует с углеродом основы, образуя прочный каркас иэ карбида кремния, Удаляют изделия из печи после охлаждения ее до температуры 100-800 С. Механическую обработку изделий производят алмазным инструментом.

Пример 1. Изделие-кольцо из силицированного графита помещают в электрическую цепь, создают вакуум

10 мм рт.ст., со скоростью 50 С/мин нагревают до температуры 1500 С и о выдерживают в течение 15 мин с последующим охлаждением вместе с печью до температуры 500 С. Затем в печь помещают графитовый тигель, в котЬрый загружают изделие совместно с медью и нагревают до температуры

1100 С, с помощью приспособления по гружают изделие в расплав меди и после 15 мин выдержки удаляют. После о охлаждения печи до 500 С кольцо выгружают и охлаждают на воздухе до комнатной температуры.

Пример 2. Пропитку силицированного кольца производят по технологии, описанной в примере 1, с увеличением вакуума до 10 мм рт.ст. и выдержки кольца в расплаве меди до 60 мин;

Пример 3, Кольцо из силицированного графита помещают в электрическую цепь, создают вакуум

10 мм рт ° ст., со скоростью 50 С/мин нагревают до температуры 1800 С и о выдерживают в течение 30 мин с последующим охпаждением вместе с печью до температуры 500 С. Пропитку кольца антифрикционной бронзой БрСН60-2,5 (Pb 57-637, Ni 6,6-1,07, остальное — Cu) производят по технологии, описанной в примере 1.

Пример 4. Кольцо из силицированного графита помещают в электро1 печь, создают вакуум 10 мм рт.ст., со скоростью 50 С/мин нагревают до температуры 2000 С и выдерживают в течение 45 мин с последующим охлаждением вместе с печью до температуры

500 С. Пропитку кольца антифрикционной бронзой БрС-30 (Pb 27-337, остальное — Cu) производят по технологии, описанной в примере 1, Пример 5. Кольцо из силицированного графита пропитывают расплавом сурьмы с железом в соотношении

Прочность при сжатии, кгс/см

ПлотПример

Скорость изнашиСостояние рабочей поверхность, r/cM3 вания, мкм/час ности

1 2,70 2650

2 2,67 2.780

3 3,10 4300

4 2,95 3700

5 2,60 3800

Состояние рабочей поверхности хорошее без видимых следов износа и царапин

6 2,56 2300

7 2,47 2500

Прототип 3,07

1200 0,8-1,0 Задиры и глубокие риски абразивной жидкости в зону трения, т.е. при работе н режиме полусухого трения, что способствует периоду спуска и остановки насосов, известный материал изнашивается.

Материалы, полученные по предлагаемому способу, обеспечивают нормальный режим работы пары без схватывания и резкого повышения температуры трения.

Из данных таблицы следует, что материалы, полученные по предлагаемому способу, обладают высокой износостойкостью и в 2-2,5 раза большей прочностью по сравнению с известным материалом. Известный материал в этих условиях практически не работоспособен.

Дополнительными испытаниями установлено, что после прекращения подачи55

ВНИИПИ Заказ 2559/12 Тираж 740

Подписное

Произв.-полигр пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная 4

3 1320022 4

85:15 по технологии, описанной в при- до 250 С кольцо выгружают и охлаждамере 3. ют на воздухе до комнатной температуры.

Пример 6. Кольцо из силициро" Пример 7. По технологии, опиванного графита помещают в электро- 5 санной в примере 6, используют расппечь, создают вакуум 10 " мм рт.ст., лав свинца с оловом в соотношении со скоростью 50 С/мин нагревают до 95:5. температуры 1600 С и выдерживают в Антифрикционные и физико-механитечение 20.мин с последующим охлаж- ческие свойства материалов, получендением вместе с печью до температуры 10 ных по предлагаемому способу, в срав500 С. Затем в печь помещают графито- нении с прототипом приведены в табвый тигель, в который загружают коль- лице. цо совместно с баббитом Б-83 (Sb 10- Сравнительные антифрикционные ис12 ; Си 5,5-6,5%, остальное — Бп) и пытания проводят на машине трения со нагревают до температуры 500 С, с 1 скоростью 0,5 м/сек, при нагрузке помощью приспособления погружают коль-, 10 кгс/см по стали 4Х13 HRC=45, обцо в расплав,. сбздают давление инерт- работанной по 9 кл. в воде, содержаHblM газом 20 атм и после 15 мин вы- щей песок величиной 40-100 мкм и KQHдержки удаляют. После охлаждения печи центрацией 50 г/л.