Шихта для получения порошкового антифрикционного материала на основе меди

 

Изобретение может быть использовано для изготовления самосмазывающихся подшипников скольжения, работающих в условиях скудной смазки и без смазки, повышенных температур и влажности, в широком диапазоне скоростей скольжения и удельных нагрузок, например, в узлах трения электродвигателей для электронной промышленности, бытовой техники, машин текстильной отрасли и др. Шихта для получения порошкового антифрикционного материала имеет следующий состав, мас. %: графит 1-2, олово 4-6, фтористый кальций 0,6-1,0, дисульфид молибдена 0,5-1,5, металлид марки ПН55Т45 3-5, бор 0,05-0,08, медь - остальное. Детали из шихты изготавливают методом порошковой металлургии. После спекания материал имеет структуру α-твердого раствора олова, бора и никеля в меди, включений интерметаллидов Ni₃Su, NiSu, NiTi₂, твердых смазок - СаF₂, МоS₂, графита и пор. Технический результат: повышение антифрикционных и физико-механических свойств. 2 табл.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению сложнолегированных порошковых спеченных антифрикционных материалов на основе меди.

Известна шихта для получения спеченного антифрикционного материала на основе меди состава, мас.%: Порошок ПТ-19Н-01 - 5-15 БрОФ 10-1 - 85-95 Материал, полученный после спекания, обладает коэффициентом трения 0,08-0,09 и величиной износа при трении со смазкой 0,35-0,41 мкм/км, имеет низкую износостойкость (авт.св. N 1474177, СССР, опубл. 23.04.89).

Известна шихта для получения спеченного антифрикционного материала на основе меди состава, мас.%: Олово - 4-6 Графит - 1-1,5 Цинк - 2-3 Фтористый кальций - 0,4-0,6 ПН65Х25С3Р3 - 3-5 Медь - Остальное
Порошок сплава ПН65Х25С3Р3 выпускается серийно НПО "Тулачермет", ТУ 14-1-3795-84 (патент РФ 2039110, опубл. 1995).

Наиболее близким аналогом изобретения является шихта для получения антифрикционного порошкового материала на основе меди, содержащая компоненты при следующем соотношении, мас.%:
Олово - 4-5
Графит - 1-2
Фтористый кальций - 0,5-1
Металлид ПН85Ю15 - 4-6
Медь - Остальное
(авт.св. N 1786167, опубл. 07.01.1993).

Свойства материала следующие:
Твердость, кгс/мм² - 62-65
Износ, мкм/км - 0,19-0,21
Материал имеет низкую изностойкость.

Задачей настоящего изобретения является повышение антифрикционных и физико-механических свойств.

Технический результат достигается тем, что шихта для получения порошкового антифрикционного материала на основе меди, содержащая графит, олово, фтористый кальций и металлид, дополнительно содержит дисульфид молибдена и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Графит - 1-2
Олово - 4-6
Фтористый кальций - 0,6-1
Дисульфид молибдена - 0,5-1,5
Металлид марки ПН55Т45 - 3-5
Бор - 0,05 - 0,08
Медь - Остальное
Никель и титан вводятся в шихту в составе порошка металлида ПН55Т45 (ТУ 14-1-3282-81), серийно выпускаемого АО "Тулачермет" (см. табл. 1).

Материал получают методом порошковой металлургии, прессованием при P = 1,7 - 2 т/см², с последующим спеканием в среде эндогаза при t = 750 - 850^oC.

После спекания материал имеет структуру α-твердого раствора олова, бора и никеля в меди, включений интерметаллидов Ni₃Su, NiSu, NiTi₂, твердых смазок - CaF₂, MoS₂, графита и пор.

Металлид ПН55Т45 вводится для повышения износостойкости. Образующиеся при спекании интерметаллиды, совместно с твердыми смазками и отходами продуктов износа в зоне трения, участвуют в формировании вторичных структур, которые выравнивают шероховатость сопряженных поверхностей, резко снижая коэффициент трения, уменьшая износ трущихся пар. Титан, входящий в состав металлида ПН55Т45 повышает антизадирность в зоне трения.

Антифрикционные и физико-механические свойства материалов, полученных из известной шихты и шихты согласно изобретению, приведены в табл. 2.

Фтористый кальций, дисульфид молибдена и графит вводятся в качестве твердых смазок. Сочетание кубической решетки CaF₂ и гексагональной у графита и дисульфида молибдена дает положительный эффект сочетания твердых смазок.

Никель, бор и олово, образуя твердые растворы с медью, повышают прочностные характеристики сплава.

Бор - введен в микродозах, соответствующих пределу его растворимости в меди (до 0,1%). Он препятствует росту зерна, позволяет повысить сопротивление пластической деформации спеченного бронзографитового материала при высоких скоростях скольжения сопряженных поверхностей пары трения (до 25 м/с), повышает износостойкость. Полученный материал может быть использован для изготовления самосмазывающихся подшипников скольжения, работающих в режимах полусухого трения, например в узлах трения высокооборотных электродвигателей радиотехнической и электронной промышленности, приборов бытовой техники, в узлах трения текстильных машин и др., работающих в диапазоне удельных давлений до 1,5 МПа и скоростей скольжения до 25 м/с.

Формула изобретения

Шихта для получения порошкового антифрикционного материала на основе меди, содержащая графит, олово, фтористый кальций и металлид, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит дисульфид молибдена и бор, а в качестве металлида - металлид марки ПН55Т45 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Графит - 1 - 2
Олово - 4 - 6
Фтористый кальций - 0,6 - 1
Дисульфид молибдена - 0,5 - 1,5
Металлид марки ПН55Т45 - 3 - 5
Бор - 0,05 - 0,08
Медь - Остальноед

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2