Антифрикционный сплав на основе алюминия

 

Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе алюминия, используемых в качестве антифрикционного материала для подшипников скольжения. Антифрикционный сплав на основе алюминия, содержащий свинец, олово и медь, дополнительно содержит по крайней мере один элемент, выбранный из группы, содержащей индий и висмут, при следующем соотношении компонентов, мас.%: свинец 10,0 - 18,0, олово 6,0 - 10,0, медь 1,0 - 3,0, по крайней мере один элемент, выбранный из группы, содержащей: индий 0,5 - 5,0, висмут 0,1 - 0,6, алюминий - остальное. При одновременном содержании индия и висмута из соотношение (In:Bi) составляет (50-1):1. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе алюминия, используемых в качестве антифрикционного материала для подшипников скольжения.

Известен сплав на основе алюминия следующего состава, мас. свинец 2,0, олово 17,0, медь 1,0, индий 0,5, алюминий остальное [1] Сплав применяется в качестве антифрикционного материала, однако содержание свинца и индия в указанных пределах не обеспечивает существенного повышения антифрикционных свойств.

Наиболее близким сплавом к предложенному является сплав следующего состава, мас. свинец 15 40, олово 0,5 2,0, медь 0,2 2,5, цирконий 0,03 3,0, алюминий остальное [2] Сплав данного состава за счет высокого содержания свинца обеспечивает высокие антифрикционные свойства. Однако высокая температура гомогенизации и высокое содержание свинца делают невозможным применение литейной технологии для получения материала с однородной структурой. Для получения массивных образцов данного сплава с однородной структурой требуется применение методов порошковой металлургии. Однако полученный из гранулята материал, обладая высокими антифрикционными характеристиками, не может быть использован в современном технологическом процессе изготовления биметаллических подшипников скольжения, включающем в себя прокатку с высокой степенью обжатия. Этот недостаток обусловлен образованием плотных окисных пленок на поверхности гранул в процессе охлаждения, что приводит к образованию в компактном материале сетки хрупкой структурной составляющей, разрушающейся при высоких степенях деформации.

Технический результат, получаемый настоящим изобретением, состоит в том, что сплав предлагаемого состава, обладая высокими антифрикционными свойствами, имеет однородную мелкодисперсную структуру и может быть получен методом линейной технологии, обеспечивающей возможность использования его в современном технологическом процессе производства подшипников скольжения без увеличения себестоимости материала, обусловленной применением дорогостоящих материалов и оборудования.

Данный результат достигается тем, что антифрикционный сплав на основе алюминия, содержащий свинец, олово и медь, дополнительно содержит по крайней мере один элемент, выбранный из группы, содержащей индий и висмут, при следующем соотношении компонентов, мас.

Свинец 10,0 18,0 Олово 6,0 10,0 Медь 1,0 3,0 По крайней мере один элемент, выбранный из группы, содержащей: Индий 0,5 5,0.

Висмут 0,1 0,6.

Алюминий остальное.

При одновременном содержании индия и висмута их соотношение (In:Bi) составляет (50-1):1.

Предложенный состав выбран экспериментально. При содержании свинца менее 10% не достигается существенного повышения антифрикционных свойств материала, а при увеличении содержания свинца выше 18% не дает существенного повышения антифрикционных свойств сплава и в то же время резко увеличивает сложность его производства.

Экспериментально определено, что введение в сплав 0,5 5,0% индия ведет к снижению температуры гомогенизации и, как следствие, к сокращению времени его кристаллизации и повышению однородности структуры по сечению слитка. Однако при этом отмечается некоторое увеличение среднего размера включений мягкой структурной составляющей.

Совместное введение в предложенный сплав индия и висмута в заявленном соотношении обеспечивает высокую однородность распределения мягкой структуры составляющей.

Совместное введение в предложенный сплав индия и висмута в заявленном соотношении обеспечивает высокую однородность распределения мягкой структурной составляющей по объему слитка без увеличения размеров ее включений.

Пример осуществления изобретения.

В разогретый до 1150^oC расплав алюминия добавляли олово, после чего температуру расплава доводили до 1150^oC. По достижении указанной температуры в расплав вводили индий и/или висмут, расплав перемешивали, вновь нагревали до 1150^oC, после чего вводили свинец. Затем расплав выдерживали при этой температуре в течение 20 30 минут и при его периодическом перемешивании. В конце плавки вводили медь, расплав еще раз выдерживали при указанной температуре в течение 5 10 минут, после чего осуществляли выпуск расплава в водоохлаждаемый кристаллизатор, где осуществляли обработку кристаллизующегося расплава скрещенными электрическими и магнитными полями.

Данные по полученным составам и их свойствам приведены в таблице.

Формула изобретения

1. Антифрикционный сплав на основе алюминия, содержащий свинец, олово и медь, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по крайней мере один элемент, выбранный из группы, содержащей индий и висмут, при следующем соотношении компонентов, мас.

Свинец 10,0 18,0 Олово 6,0 10,0 Медь 1,0 3,0 По крайней мере один элемент, выбранный из группы, содержащей:
Индий 0,5 5,0
Висмут 0,1 0,6
Алюминий Остальное
2. Сплав по п.1, отличающийся тем, что содержит индий и висмут при соотношении индия к висмуту (50 1):1.

РИСУНКИ

Рисунок 1