Порошковый фрикционный сплав на основе железа

 

Изобретение Относится к порошковой металлургии, в частности к фрикционным сплавам на основе железа для работы в условиях ударного трения. Сущность изобретения: порошковый фрикционный сплав на основе железа содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: олово 4-6; дисульфид молибдена 1,5-3, диоксид кремния 2-4, графит 3,5-4,5, свинец 1,7-2,5, железо - остальное. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ss>s С 22 С 33/02, 38/60 I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1. (21) 4836400/02 (22) 07,06.90 (46) 23.07.92, Бюл. ¹ 27 (71) Брянский институт транспортного ма шиностроения (72) Б.Г. Кеглин, B.Ï. Мигунов, В,В. Ионов и

О,В, Бузюн (56) 1.Авторское свидетельство СССР

¹ 398674, кл . С 22 С 33/02, 1970.

2.Научно-технический бюллетень ВИЛСа "Технология легких сплавов", - 1968, N. 5, с.95-98.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым .фрикционным сплавам на основе железа для работы в условиях ударного трейия, и может быть использовано во. фрикционных узлах поглощающих аппаратов автооцепки железнодброжных транспортных средств, Известен металлокерамический фрикционный сплав на основе железа, содержащий 4-6 мас,% олова, 8-9 мас.% графита, 1,5-3 мас.% дисульфида молибдена, 2-4 мас.% диоксида кремния и остальное железо (1).

Недостатками данного фрикционного сплава являются низкие износостойкость и общая прочность при работе в условиях ударного трения.

Наиболее близким к предлагаемому яв.ляется порошковый фрикционный сплав на основе железа, содержащий 5 мас,% олова, 2 мас.% дисульфида молибдена, 5 мас.% диоксида кремния, 4 мас,% графита, 2 мас.% свинца, остальное железо (2), Недостатками этого сплава являются низкие износостойкость и стабильность ко„„5U „„1 749287А1

2 (54) ПОРОШКОВЫЙ ФРИКЦИОННЫЙ

СПЛАВ HA ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА (57) Изобретение. относится к порошковой металлургии, в частности к фрикционным сплавам на основе железа для работы в условиях ударного тренйя, Сущность изобретения: порошковый фрикционный сплав на основе железа содержит компоненты в следующем соотношении; мас.%: олово 4-6: дисульфид молибдена 1,5-3, диоксид кремния 2 — 4, графит 3,5 — 4,5, свинец 1,7-2,5, железо — остальное. 1 табл, эффициента трения при работе в условиях ударного трения; в частности, во фрикционных узлах поглощающих аппаратов железнодорожных транспортных средств, Целью изобретения является повышение износостойкости и стабильности коэффициента трения прй работе сплава в условиях ударного трения, Поставленная цель достигается тем, что порошковый фрикционный сплав на основе 4 железа, содержащий олово, дисульфид мо- 4Ъ либдена, диоксид кремния; графит и свинец, ЧО содержит компоненты в.следующем соотношении, мас.%: 00

Олово — . 4 — 6

Дисульфид молибдена 1,5 — 3

Диоксид кремния 2 — 4

Графит 3,5-4,5 Ъ

Свинец 1,7 — 2,5

Железо Остальное

Для изготовления порошкового фрикционного сплава используются порошковые материалы. В режиме ударного трения, характеризуемого малой длительностью процесса (0,03-0,10 с) и высоким удельным

1749287 давлением (до 100 МПа), при температурах вспышки на поверхности трения до 870 К компоненты выполняют следующие функции..

Железо — порошок серебристого цвета с температурой. плавления около 1800 К классов М, ВМ, марок ПМЗ, ПЖ4 по ГОСТ

9849-74, просеянный через сетку 0125 (ГОСТ 6613-53), Железо является основным связующим компонентом и обеспечивает общую прочность порошкового сплава, Олово — порошок серого цвета с темпе-. ратурой плавления 505 К марок П01, П02 по

ГОСТ 9723-73. Слово, благодаря низкой температуре плавления, образует а процессе ударного трения фрикционный рабочий слой, обеспечивающий положительный градиент механических свойств по глубине и предохраняющий поверхности трения от интенсивного изнашивания. Содержание олова в порошковом фрикционном сплаве менее 4 мас, приводит к снижению износостойкости и коэффициента трения, Введение в состав сплава более 6 мас.7ь олова снижает показатель стабильности коэффициента трения, Дисульфид молибдена — порошок черного цвета с температурой плавления 1458

К, соответствующий ТУ48-19-133-75. Дисульфид молибдена служит а процессе тре ния твердой смазкой; препятствующей молекулярному схватыванию поверхностей, и способствует повышению общей прочности сплава. Содержание в сплаве дисульфида молибдена мейее:1;5 мас,% резко уменьшает износостойкость; а при содержании более 3 мас.% не наблюдаются существенные изменения характеристик порошкового фрикционного сплава в процессе ударного трения.

Диоксид кремнйя используется в виде формовочного кварцевого песка марок 1К, 2К, 3К с содержанием кремнезема не менее

97 по ГОСТ 2138-58 с температурой плавления около 1980 К, прошедшего сетку 016 и оставшегося на сетке 0063. Диоксид кремнйя увеличивает коэффициент трения. При введении в сплав менее 2 мас.% диоксида кремния коэффициент трения значительно сйижается, Введение в сплав более 4 мас. диоксйда кремния приводит к значительному снижению износостойкости и стабильности коэффициента трения.

Графит — порошок черного цвета марки

ГЛ-1 (графит кристаллический литейный) с температурой возгонки около 4070 К, прошедший через сетку 02 и оставШийся на сетке 01. Графит имеет сложную структуру и в процессе ударного трения служит твердой смазкой, препятствуя моледкулярному о схватыванию трущихся поверхностей, Содержание а составе металлокерамики графита менее 3,5 мас, приводит, при некотором увеличении износостойкости, к

5 значительному снижению стабильности коэффициента трения. При увеличении количества графита более 4,5 мас. с ростом стабильности значительно уменьшается изНОСОСТОЙ КОСТЬ.

Свинец — порошок темно-серого цвета с

10 температурой плавления 600 К, Введение в состав порошкового фрикционного сплава свинца приводит к повышению общей прочности сплава и увеличению износостойко.15 сти фрикционного слоя "при работе а условиях ударного трения, Введение в сплав свинца менее 1,7 мас. уменьшает износостойкость и стабильность коэффициейта трения, а при введении свинца более

2;5 мас. вместе с некоторым увеличением стабильности падает средний коэффициент трения.

Указанные свойства компонентов, вводимых s предлагаемый сплав в предлагае25 мом соотношений, обеспечивают

" повышение износостойкости и стабильно: сти коэффициента трения при работе в условиях ударного трения.

Пример. Для экспериментальной проверки свойств предлагаемого металлокерамического фрикционного сплава подготовили восемь смесей ингредиентов, четыре из которых показали наилучшие результаты (см, таблицу).

Сплав готовят перемешиванием исходных порошков. прессоаанием полученной шихты в стальных пресс-формах при удельном давлении 650 МПа и спеканием а атмос40 фере.. водорода при; температуре

1030-1050 С под нагрузкой 1,5 МПа в течение 2;5-3 ч, Охлаждение спеченного сплава после выдержки осуществляют в водороде до температуры 100 С под давлением 1,5

45 МПа, Исследования фрикционных характеристик сплавов в условиях ударногб трения проводились на специальной лабораторной установке (см. Никольский Л,Н., Кеглин Б.Г.

50. Амортизаторы удара подвижного состава .—

М.: Машиностроение, 1986, с.105-107} при начальной скорости трения 3 м/с и удель1 ном давлении 30 МПа. При этом для сплавов . определялись: интенсивность износа -- от55 ношение весового износа к вызвавшей его энергии ударов; средний коэффициент трения в паре со сталью; стабильность коэффи- . циента трения — отношение среднего коэффициента Трения к максимальному за

УДдР, 1749287

Составитель B.Ионов

Редактор M. Кузнецова Техред M.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 2566 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

B таблице представлены полученные результаты исследований для вариантов сплава с различными конкретными соотношениями ингредиентов в предлагаемых пределах (n.2-5); в количествах, выходящих за пределы, укаэанные в предлагаемом сплаве (п.1, п.6): данные по аналогу (п.7) и прототипу (п.8).

Результаты испытаний свидетельствуют о том, что при введении в сплав олова, дисульфида молибдена, диоксида кремния, графита и свинца в количествах, меньших предлагаемых нижних пределов (п.1), значительно снижаются износостойкость и стабильность. коэффициента трения. При увеличении содержания ингредиентов за верхние предлагаемые пределы несколько уменьшаются средний коэффициент трения и стабильность коэффициента трения (п.6).

Предлагаемый порошковый фрикционный сплав по сравнению с известным (п.8) имеет увеличенные износостойкость и стабильность коэффициента трения при работе в условиях ударного трения, что обеспечивает более высокую надежность и долговечность поглощающих аппаратов автосцепки и уменьшает затратй на ремонт, связанный

5 с заменой содержащих порошковый фрикционный сплав деталей поглощающих аппаратов.

Формула изобретения

Порошковый фрикционный сплав на ос10 нове железа, содержащий олово, дисульфид молибдена, диоксид кремния, графит и свинец, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости и стабильности коэффициента трения при работе спла15 ва в условиях ударйогб трейия, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Олово 4-6

Дисульфид молибдена 1,5-3

Диоксид кремния 2 — 4

Графит;......... 3,5 — 4,5

Свинец - 1,7-2,5

Железо Остальное.