Металлокерамический фрикционный сплав


 


Владельцы патента RU 2567778:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к порошковым фрикционным сплавам на основе железа, которые могут быть использованы в узлах трения предохранительных фрикционных муфт сцепления винтовых стрелочных переводов, применяемых на высокоскоростных железнодорожных магистралях. Порошковый фрикционный сплав содержит 9-11 мас.% олова, 1,5-2,5 мас.% дисульфида молибдена, 1,5-2,5 алмазного порошка, 8,5-9,5 мас.% графита, 1,5-2,5 мас.% свинца и остальное железо. Обеспечивается повышение износостойкости фрикционного сплава и улучшение его триботехнических характеристик. 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым фрикционным сплавам на основе железа, и может быть использовано в узлах трения фрикционных предохранительных муфт сцепления винтовых стрелочных переводов типа ВСП, применяемых на высокоскоростных железнодорожных магистралях.

Известен металлокерамический фрикционный сплав на основе железа, содержащий мас.%: олово 9-11; графита 8,5-9,5; дисульфида молибдена 1,5-2,5; диоксида кремния 4-6; свинца 1,5-2,5; железа - остальное [1].

Недостатками описанного материала являются недостаточная износостойкость при работе в условиях теплоимпульсного трения, в частности в предохранительных муфтах сцепления стрелочных переводов, применяемых на высокоскоростных железнодорожных магистралях.

Наиболее близким к предлагаемому сплаву является порошковый фрикционный сплав на основе железа [2], содержащий масс.%:

олово 9-11;
дисульфид молибдена 1,5-2,5;
алмазный порошок 4,5-5,5
графит 8,5-9,5;
свинец 1,5-2,5;
железо остальное

Недостатком данного фрикционного сплава является недостаточная износостойкость пар трения, а также стабильность коэффициента трения при работе в условиях теплоимпульсного трения, в частности в муфтах сцепления винтовых стрелочных переводов для высокоскоростных железнодорожных магистралей.

Изобретение направлено на решение задачи повышения долговечности, обеспечения надежной работы фрикционной предохранительной муфты винтовых стрелочных переводов типа ВСП для высокоскоростных железнодорожных магистралей и безопасности железнодорожного движения путем повышения износостойкости фрикционного сплава и улучшения его триботехнических характеристик.

Поставленная задача достигается за счет того, что порошковый фрикционный сплав на основе железа, содержащий олово, дисульфид молибдена, алмазный порошок, графит и свинец, содержит компоненты в следующем соотношении, масс.%:

олово 9-11;
дисульфид молибдена 1,5-2,5;
алмазный порошок 1,5-2,5;
графит 8,5-9,5;
свинец 1,5-2,5;
железо остальное

Для изготовления порошкового фрикционного сплава используются порошковые материалы. В режиме теплоимпульсного трения во фрикционных узлах муфты сцепления винтовых стрелочных переводов для высокоскоростных железнодорожных магистралей ингредиенты выполняют следующие функции.

Железо - порошок серебристого цвета с температурой плавления около 1600 К классов М, БМ, марок ПЖВ2, ПЖВ3, ПЖВ4 по ГОСТ 9849-86, просеянный через сетку 0125 (ГОСТ 6613-53). Железо является основным связующим компонентом и обеспечивает общую прочность порошкового сплава.

Олово - порошок серого цвета с температурой плавления 505 К марок П01, П02 по ГОСТ 9723-73. Олово, благодаря низкой температуре плавления, образует в процессе теплоимпульсного трения рабочий слой, обеспечивающий положительный градиент механических свойств по глубине и предохраняющий поверхности трения от интенсивного изнашивания. Содержание олова в порошковом фрикционном сплаве менее 9 мас.% приводит к снижению износостойкости при некотором увеличении коэффициента трения. Введение в состав сплава более 9 мас.% снижает величину коэффициента трения.

Дисульфид молибдена - порошок серого цвета с температурой плавления 1458 К марок ДМИ-7, ДМС-140, соответствующий ТУ 48-19-135-85. Дисульфид молибдена служит в процессе трения твердым смазочным материалом, препятствующим молекулярному схватыванию поверхностей, и способствует укреплению каркаса сплава, обеспечивая повышение общей прочности спеченного порошкового материала. Содержание в сплаве дисульфида молибдена менее 1,5 мас.% значительно уменьшает износостойкость, а при его содержании более 3 мас.% не наблюдаются существенные изменения характеристик порошкового фрикционного сплава в процессе теплоимпульсного трения.

Алмазный порошок АС4 - алмазный синтетический шлифовальный порошок ГОСТ 9206-80. Введение в состав порошкового фрикционного сплава алмазного порошка повышает износостойкость, увеличивает коэффициент трения и его стабильность, уменьшает локальный объем материала, подвергающегося схватыванию.

Графит - порошок серого цвета марки ГК-1 (графит карандашный) по ГОСТ 4404-86. Графит имеет слоистую (ламеллярную) структуру и в процессе теплоимпульсного трения служит твердым смазочным материалом, препятствуя молекулярному схватыванию трущихся поверхностей. При увеличении графита свыше 5 мас.% растет стабильность коэффициента трения и существенно уменьшается износостойкость.

Свинец - порошок темно-серого цвета с температурой плавления 600 К марок ПС1, ПС2 по ГОСТ 16138-78. Введение в состав порошкового фрикционного сплава свинца увеличивает общую прочность сплава и повышает его износостойкость. Введение в состав сплава менее 1,7 мас.% приводит к уменьшению износостойкости и стабильности коэффициента трения, а при введении свинца более 2,5 мас.% вместе с некоторым увеличением стабильности уменьшается величина коэффициента трения покоя.

Указанные свойства ингредиентов, вводимых в предлагаемый сплав в предлагаемом соотношении, обеспечивают повышение его износостойкости и надежную работу предохранительной муфты сцепления привода винтового стрелочного перевода.

Пример. Для экспериментальной проверки свойств заявляемого металлокерамического фрикционного сплава на железной основе были подготовлены три смеси ингредиентов, одна из которых показала наилучшие результаты (см. таблицу).

Сплав готовят перемешиванием исходных порошков, прессованием в стальных пресс-формах при давлении 100…150 МПа. Полученные брикеты подвергали спеканию в атмосфере водорода при температуре 1040±10°С при давлении 1,5 МПа в течение 2,5…3 ч. Охлаждение спеченного сплава после выдержки осуществляют в водороде до температуры 100°С при давлении 1,5 МПа.

Исследование фрикционных характеристик проводились в условиях теплоимпульсного трения на стенде, моделирующем работу муфты сцепления быстродействующего стрелочного электропривода в условиях: номинальный момент, передаваемый муфтой сцепления, Тном=4,94 Нм; максимальный момент Tmax=12,36 Нм; коэффициент запаса сцепления β=1,5; начальная скорость на среднем диаметре при передаче момента муфтой V0=1.73 м/с; внутренний радиус дисков Ri=22,5 мм; наружный диаметр Ra=33,5 мм; коэффициент ширины поверхности трения ψ=0,1786.

По результатам испытаний оценивались максимальный коэффициент трения (коэффициент трения покоя) и коэффициент трения скольжения, а также объемный износ, соответствующий величине 105 включений муфты сцепления.

В таблице представлены полученные результаты исследований для вариантов металлокерамического сплава с различными конкретными соотношениями ингредиентов, приведены данные по аналогу (п.4) и прототипу (п.5).

Предлагаемый порошковый фрикционный сплав по сравнению с известным сплавом (п. 5) имеет повышенную износостойкость и улучшенные триботехнические характеристики при работе в условиях теплоимпульсного трения, что обеспечивает более высокую надежность и долговечность предохранительной муфты сцепления и в целом электропривода стрелочного перевода для высокоскоростных железнодорожных магистралей.

Источники информации

1. Патент на изобретение №2299257 RU.

2. Патент на изобретение №2482207 RU.

Порошковый фрикционный сплав на основе железа, содержащий олово, дисульфид молибдена, алмазный порошок, графит и свинец, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %:

Олово 9-11
Дисульфид молибдена 1,5-2,5
Алмазный порошок 1,5-2,5
Графит 8,5-9,5
Свинец 1,5-2,5
Железо Остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению высокоплотного фрикционного порошкового фосфорсодержащего материала на основе железа, который может быть использован для изготовления тяжелонагруженных конструкционных деталей фрикционного назначения, испытывающих динамические и истирающие нагрузки.
Настоящее изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения композиционного материала на основе железа включает перемешивание порошков для матрицы материала и дисперсного порошка оксида металла, механическое легирование полученной смеси, компактирование и прокатку полученного сплава.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к распыленному водой порошку нержавеющей стали и к спеченному конструктивному элементу. Заявлен распыленный водой порошок нержавеющей стали, содержащий, вес.%: 10,5-30,0 Cr, 0,5-9,0 Ni, 0,01-2,0 Mn, 0,01-3,0 Sn, 0,1-3,0 Si, >0,059-0,4 N, при необходимости, макс.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к твердому припою для высокотемпературной пайки нержавеющей стали. Порошок твердого припоя на железохромовой основе для высокотемпературной пайки основного материала из нержавеющей стали содержит, мас.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к поршневому кольцу для двигателя внутреннего сгорания с покрытием, нанесенным термическим напылением порошка.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным композиционным материалам на основе порошковой легированной стали, содержащим антифрикционный наполнитель.

Изобретение относится к электротехнике, к магнитам из редкоземельных металлов. Технический результат состоит в повышении коэрцитивной силы без добавления большого количества таких редкоземельных металлов, как Dy и Tb.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению постоянных магнитов из магнитотвердых сплавов на основе системы железо-хром-кобальт. Готовят шихту, содержащую порошки железа, хрома, кобальта и легирующих элементов, и проводят ее механоактивацию в планетарной шаровой мельнице в среде этилового спирта в течение 2-15 минут, с последующей сушкой.

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к низколегированному порошку на основе железа и может быть использовано для получения высокопрочных спеченных деталей, в частности деталей компонентов автомобиля.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к водораспыленному порошку, и может быть использовано для производства спеченных и при необходимости кованых деталей.

Изобретение относится к области получения поликристаллических материалов, которые могут быть использованы, преимущественно, для изготовления бурового и правящего инструмента.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению алмазных абразивных инструментов. Композиционный алмазосодержащий материал содержит, мас.%: технический порошок алмазов зернистостью 315/250 мкм - 5,0-7,0; ультрадисперсный порошок алмазов зернистостью 2/0 мкм - 1,0-3,0; олово - 18,0-20,0; медь - остальное.

Изобретение относится к производству термостойких поликристаллических алмазных композитов для изготовления режущего элемента. На подложку из керамического материала, металла или кермета накладывают термостойкую алмазную пластину по границе раздела, на которой содержится слой первого пропиточного материала, выбранного из VIII группы периодической системы химических элементов или эвтектической композиции этих элементов и помещенный между нижней поверхностью указанной термостойкой алмазной пластины и верхней поверхностью указанной подложки.
Изобретение относится к области инструментального производства и, в частности, к изготовлению режущих элементов, изготавливаемых из сверхтвердых материалов, таких как алмазы и кубический нитрид бора.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению алмазометаллических композитов на основе железоуглеродистого связующего. .
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым фрикционным сплавам на основе железа, и может быть использовано в узлах трения фрикционных муфт сцепления быстродействующих электроприводов для механизированных сортировочных горок железных дорог.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к композиционным материалам на основе поликристаллического алмаза для изготовления абразивных материалов для использования в резке или обработке подложек, или в бурении.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к сверхтвердым алмазсодержащим композиционным материалам, которые могут применяться для изготовления режущего инструмента.
Изобретение относится к области нанотехнологии, а именно к композиционным материалам с алюминиевой матрицей и наноразмерными упрочняющими частицами. .

Изобретение относится к области нанотехнологии, а именно к композиционным материалам с медной матрицей и наноразмерными упрочняющими частицами. .
Группа изобретений относится к изготовлению спеченного композитного изделия, содержащего частицы кубического нитрида бора, диспергированные в матрице из цементированного карбида. Способ включает спекание смеси, содержащей частицы кубического нитрида бора в количестве 4 вес.% или менее и порошок цементированного карбида, при температуре ниже 1350°С без приложения давления. Полученное указанным способом изделие может быть использовано в качестве подверженной износу детали, в качестве кольцевого стабилизатора буровой колонны в нефтяной или газовой скважине или в качестве вставки в коническую шарошку долота. Обеспечивается повышение износостойкости изделия. 5 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Наверх