Спеченный антифрикционный материал на основе меди

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченному антифрикционному материалу на основе меди. Предложенный материал имеет следующий состав, мас.%: алюминий 9 - 12; железо 10 - 30; графит 2 - 4; медь - остальное. В качестве железа материал содержит порошок стали ШХ - 15 или порошок сплава ПР - ХЧГ2Р4С2ФЮД. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным антифрикционным материалам на основе меди для изготовления антифрикционных деталей, работающих в условиях смазки с абразивной пылью при средних и тяжелых нагрузках.

Известен спеченный антифрикционный материал на основе меди, содержащий алюминий, железо, предназначенный для работы в условиях смазки при средних и тяжелых нагрузках.

Недостатком известного материала является повышенный износ, когда смазывание узлов трения, например, сельскохозяйственных машин, производится минеральными смазками, запыленными абразивной почвенной пылью, а также сравнительно высокая стоимость материалов, которая снижается за счет высокой концентрации более дешевого железа, устранения из состава дорогостоящего никеля.

Наиболее близким к изобретению по составу и триботехническим свойствам является материал, однако в условиях масляноабразивного износа в случае присутствия в смазке абразивной пыли материал недостаточно износостоек.

Цель изобретения - повышение износостойкости материала на основе меди в условиях масляно-абразивного износа при средних и тяжелых нагрузках при снижении его стоимости.

Это достигается за счет значительного увеличения в составе материала на основе меди количества порошка железа или его сплавов, а также введения в состав графита.

Сущность изобретения заключается в том, что наличие в составе материала увеличенной концентрации железа или его сплавов повышает износостойкость медной матрицы за счет ее микродисперсного упрочнения. Некоторое ухудшение при этом антифрикционности (увеличение коэффициентов трения) компенсируется введением в состав материала графита, снижающего трение.

В таблице приведены характеристики спеченных антифрикционных материалов.

П р и м е р 1-7. Порошки меди, алюминия, графита, железа (или его сплавов), например порошка марки ПР - Х4Г2Р4С2ФЮД, содержащего мас.%: 3,8-4,2 Cr; 1,8-2,3 Mn; 3,9-4,1 B; 1,9-2,1 Si; 0,6-8Al; 0,44-0,6Cu Fe, смешивают в шаровой мельнице в течение 4-х часов. Из готовой шихты при усилиях прессования 4-6 т/см² прессуют цилиндры диаметром 10х15 мм. Затем помещают в предварительно нагретую до 900^оС камеру электропечи с воздушной атмосферой. После 2-5 мин происходит воспламенение прессовки, спекание в режиме горения. Когда световой фон горящей прессовки сравнивается с фоном камеры печи, раскаленную прессовку сбрасывают в масляную ванну для охлаждения, закалки, пропитки в масле. Спеченные образцы испытывались на трение и изнашивание при скорости скольжения 1 м/с и нагрузках 4-20 МПа, в паре трения с валом-роликом диаметром 45 мм из стали 45, термообработанной до HRC 49...51. Пара трения смазывалась маслом с добавками речного песка дисперсностью 0,04-0,08 мм. Масло с добавкой песка в количестве 2 мас.% находилась в масляной ванне-резервуаре, в которой погружалась пара трения. Определялись также пределы прочности спеченных образцов на сжатие.

П р и м е р 8, 9 (сопоставительные) - в условиях прототипов.

Как видно из примеров, основные эксплуатационные характеристики и стоимость изготовления предложенных материалов более предпочтительны, чем у прототипов, особенно в случае дешевых добавок стальных порошков - отходов.

Предлагаемый материал может быть изготовлен на любом металлообрабатывающем предприятии, имеющем кузнечно-прессовый и термический участки.

Формула изобретения

1. СПЕЧЕННЫЙ АНТИФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ МЕДИ, содержащий алюминий и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит графит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Алюминий - 9 - 12 Железо - 10 - 30 Графит - 2 - 4 Медь - Остальное 2. Материал по п.1, отличающийся тем, что он в качестве железа содержит порошок стали IIIX-15.

3. Материал по п.1, отличающийся тем, что он в качестве железа содержит порошок сплава ПР-Х4Г2Р4С2ФЮД.

РИСУНКИ

Рисунок 1