Спеченный антифрикционный материал на основе меди

 

Сущность изобретения: спеченный антифрикционный материал на основе меди имеет следующий состав, мае.%: олово 5 - 15; дисульфид вольфрама 5 -15; сера 0,1 - 0,3; медь остальное. Предлагаемый состав обеспечивает снижение коэффициента трения и повышение износостойкости при высоких скоростях скольжения в нейтральных средах. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л С 22 С 9/08, 32/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4727706/02 (22) 07.08,89 (46) 30.06.92. Бюл. N. 24 (71) Институт проблем материаловедения

АН УССР (72) Н.Г. Баранов, Л.В. Заболотный; В.С.

Агеева, А;И. Ильницкая, В,С. Мокровецкая, Е.А, Ганусец и Ю,Б. Бормотов (53) 621.762.5: 669.018.24(088.8) (56) Федорченко И.Н. и Пугина Л.И. Композиционные спеченные материалы. Киев: Наукова Думка, 1980, с. 128 — 1 41.

Journal Japan Society Lubric Eng., 1972, 17, N 2, 75 — 82.

Изобретение относится к порошковой металлургии. а именно к композиционным материалам, работающим в условиях.трения скольжения без смазки при высоких скоростях скольжения.

Известны антифрикционные материалы на основе меди, содержащие легирующие добавки и дисульфид вольфрама.

Известен спеченный сплав с добавками, содержащий, мас. Д: олово 8 — 11; фосфор

0,2 — 1,7; дисульфид вольфрама 1,7 — 17; остальное медь.

Известен материал на основе сплава медь — олово с добавками, содержащий мас. : никель или кобальт 1 — 20 и один из соединений М/52, MOS2, BN.

Однако эти материалы не обеспечивают низкие значения коэффициента трения и интенсивности изнашивания из-за схватывания в зоне трения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является порошковый материал; со„„5U „„1744136 Al (54) СПЕЧЕННЫЙ АНТИФРИКЦИОННЫЙ

МАТЕРИАЛ НА ОСЙОВЕ МЕДИ (57) Сущность изобретения: спеченный антифрикционный материал на основе меди имеет следующий состав, мас. : олово 5—

15; дисульфид вольфрама 5 -15; сера 0,1—

0,3; медь остальное. Предлагаемый состав обеспечивает снижение коэффициента трения и повышение износостойкости при высоких скоростях скольжения в нейтральных средах. 1 табл. держащий следующие компоненты, мас.g: олово 4 — 10; никель 2 — 15; дисульфид вольфрама 25; остальное медь, Недостатками данного материала являются высокие коэффициент трения и износ при высоких скоростях скольжения в нейтральных средах из-за трибодеструкции дисул ьфида вольфрама.

Цель изобретения — уменьшение коэффициента трения материала и повышение износостойкости при высоких скоростях скольжения B нейтральных средах;

Поставленная цель достигается тем, что порошковый материал на основе меди, содержащий олово и дисульфид вольфрама. содержит серу при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%: олЬво 5 — 15, дисульфид вольфрама 5 — 15; сера 0,1 — 0.3; медь остальное, Отличительными от известного материала признаками являются: введение серы в антифрикционный материал;

1744136 введение серы в антифрикционный материал в количестве 0,1 — 0,3 мас. ; указанное соотношение исходных компонентов антифрикционного материала.

Введение серы обеспечивает высокую 5 стабильность дисульфида вольфрама в спеченном материале, препятствует трибодеструкции его на поверхности трения и способствует тем самым резкому улучшению антифрикционных свойств материала 10 при трении в нейтральных газовых средах.

Материал получают методом порошковой металлургии путем смешивания исходных порошков в фарфоровом барабане с никелевыми "ершами", Загрузка барабана 15 составляет 1/3 объема барабана, загрузка

"ершей" — 1/3 массы шихты, Время смешивания 2 — 4 ч. Смесь прессуют при давлении

2 — 4 тс/см, прессовки спекают в водороде

2 при 800оС в течение 1 ч, калибруют до пори- 20 стости менее 10 и повторно спекают при том же режиме, Пример . Готовят шихту следующего состава, мас.%; олово 10; дисульфид вольфрама 10; сера 0,2; остальное медь. Смеши- 25 вание производят в фарфоровом барабане с никелевыми "ершами" в течение 3 ч, Образцы прессуют при давлении 2 тс/см и

2 спекают в водороде при 800 С в течение 1 ч, затем их калибруют при давлении 3 30 тс/см. и повторно спекают. при том же режиме, Таким образом, изготовлены пять шихт, отличающихся содержанием легирующих элементов, 35

Химический состав шихт, а также триботехнические свойства материалов, изготовленных из этих шихт, приведены в таблице, Испытание на трение и изнашивание проводили на высокоскоростном стенде 40 конструкции Института проблем материаловедения АН УССР в среде аргона.

Скорость скольжения 22 м/с. давление

0,1 МПа, путь трения 6,6 км.

В качестве контртела используют сталь

07Х16Н6 (HPC 36).

Из таблицы видно, что использование предлагаемого антифрикционного материала обеспечивает в сравнении с известным снижение коэффициента трения и уменьшение интенсивности изнашивания более чем в шесть раз.

Содержание в материале порошковой шихты на основе меди, мас.7: Sn 5 — 15; WSg

5 -15 и $0,1 — 0,3, является оптимальным, При большем содержании ингредиентов на-. блюдг,ется повышенный износ из-за разупрочнения порошкового материала, при меньшем содержании не в полной мере реализуются смазывающие свойства дисульфида вольфрама.

Таким образом, материал обладает при трении в среде аргона улучшенными антифрикционными свойствами и высокой износостойкостью.

Предлагаемый материал может быть использован для изготовления приборных подшипников, торцовых уплотнений, газостатических подшипников высокоскорост-, ных узлов трения, работающих в среде инертных газов.

Формула изобретения

Спеченный антифрикционный материал на основе меди, содержащий олово и сульфид вольфрама, отличающийся тем, что, с целью уменьшения коэффициента трения и повышения износостойкости при высоких скоростях скольжения в нейтральных средах, он дополнительно содержит серу при следующем соотношении компонентов, мас. :

Олово 5 — 15

Дисульфид вольфрама 5 — 15

Сера 0,1 — 0.3

Медь Остальное