Спеченный антифрикционный материал на основе железа

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11952990 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 04.12.80 (21) 3212668/22-02 с присоединением заявки N9 (23) Приоритет

Опубликовано 230882. Бюллетень Мо 31

Дата опубликования описания 230882,Р1 М Кп з

С 22 С 38/16

С 22 С 38/60//

С 22 С .33/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 669. 018.

24 621 762 (088.8) Г (72) Авторы изобретения

С.Н. Бошин и В.Б. Левин

1

Костромской технологический институт

4ФФ=, (71) Заявитель (54) СПЕЧЕННЫЙ АНТИФРИКЦИОННЬЯ МАТЕРИАЛ

НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к спеченным антифрикционным материалам на основе железа, которые могут быть использованы в качестве направляющих клуппов для ширильных, сушильно-ширильных и сушильно-ширильностабилизационных машин, работающих в условиях агрессивных сред, при температурах до 200 С, без смазки или при ограниченной смазке в процессе эксплуатации.

Известен спеченный антифрикционный материал на основе железа f1J., имеющий следующий состав, вес.Ъ:

Дисульфид молиб1 дена 2-4

Медь -3-5

Железо Остальное.

Недостатком известного материала являются низкие механические и антифрикционные свойства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является спеченный антифрикционный материал на основе железа (2J, имеющий следующий состав, вес.Ъ:

Дисульфид молибдена 4-6

Медь 2, 7-5,0

Графит 1,0-1,5

Железо Остальное

Недостатком известного материала является недостаточно высокие антифрикционные и механические свойства .при работе в условиях повьхаенных температур и повышенной влажности.

Целью изобретения является повьваение антифрикционных и механических свойств при работе в условиях повыаенных температур и повышенной влажности.

Поставленная цель достигается тем, что спеченный антифрикционный материал на основе железа, содержащий дисульфид молибдена, медь и графит, который. содержит компоненты в следующем соотношении, вес.Ъг

Дисульфид молибдена 7 - 7,5

Медь 2,0 - 2,5

Графит 2,0 -2,5

Железо Остальное

25 Для получения антифрикционного спеченного материала. были подготовлены три шихтовые смеси ингредиентов, содержащие каждая, вес.Ът

1.Железо- 2.Железо- З.Желеэо30 основа основа . основа

952990

Медь 2, 2

Графит 2,2

Медь 2 Медь 2, 5

Графит 2 Гра— фит 2,5

Дисуль- Дисуль- Дисульфид фид фид

Молиб- Молиб- Молибдена 7 дена 7,3 дена 7,5

Каждая шихта составлялась по весу отдельно, смешивалась в механическом смесителе, Из смеси получали листовой порошковый прокат на промышленном прокатном стане при давлении

5 т/см с последующим спеканием в

2 электрической муфельной печи в среде остробгущенного водорода (точка росы — 60 С) при температуре 1180 С 15 в течение 60 мин. Затем материал подвергали уплотняющей прокатке с обжатием 15% с последующим отжигом в водороде по режиму, аналогичному режиму спекания, обеспечивающему пористость 18 — 23%.

Ввиду того, что предложенный материал работает в условиях повышенных температур, агрессивных сред и при весьма скудной смазке или вообще без нее, было увеличено содержание дисульфида молибдена до 7,5%.

Он является твердой смазкой, и для данных условий работы такое содержание является оптимальным. 30

Выбранное соотношение компонентов в,случае первого состава после прокатки, спекания и отжига обеспечило структуру с высокими антифрикционными свойствами: перлит, легированный медью и молибде,ом, цементит

35 в виде мелкой сетки, участки, обогащенные молибденом. с включением сульфидов, в порах следы графита, до

20% легированного феррита. учитывая, что в полученной структуре предлагаемого материала в порах недостаточно свободного графита, который является дополнительной хорошей смазкой, а медь проявляет графитизирующее свойство, содержание 45 графита было увеличено до 2,2%, меди — до 2,2%. С целью снижения коэффициента трения, содержание дисульфида молибдена было увеличено до 7,3% (состав 2). 50

В этом случае после прокатки, спекания и отжига была получена структура с еще более высокими антифрикционными свойствами: перлит, легированный медью и молибденом, цементит в виде тонкой мелкой сетки, и в виде отдельных игл, участки, обогащенные молибденом с включениями сульфидов, в порах графит, до

20% легированного феррита.

И, наконец, в .случае прокатки, спекания и отжига состава 3 получена структура: перлит, лигированный медью и молибденом, цементит в виде мелкой сетки и в некоторых местах игл, участки, обогащенные молибденом с включением сульфидов, в порах графит, до 15 — 20% легированного феррита.

Свободный графит в порах в сочетании с молибденом является хорошей твердой смазкой для работы при повышенных температурах и в условиях агрессивных сред.

Таким образом, выбранные соотношения дисульфид молибдена, меди, графита и железа в процессе спекания и отжига за счет образования структуры, легированного медью и молибденом перлита, пор, мелкой сетки и игл цементита, участков, обогащенных молибденом с включениями сульфидов и свободного графита в порах обеспечивают необходимые качества: износостойкость, теплопроводность и механическую прочность, хорошие антифрикционные свойства. Указанные свойства предложенного антифрикционного спеченного проката позволяют его использовать для узлов трения машин отделочного производства текстильной промышленности в качестве материала для направляющих планок клуппных цепей.

В таблице представлены состав и

1 свойства предложенного и известного спеченных антифрикционных материалов на основе железа.

Испытуемые направляющие пластины маркировались и устанавливались по длине рабочего поля машины, работающей в три смены со средней скоростью выпуска ткани 50 — 60 м/мин и температуре в зоне камер сушки 160 — 195 C.

Смазка направляющих осуществлялась маслом МС-20 в течение 3 мин перед каждой рабочей сменой.

Как следует из данных, представленных в таблице, предложенный материал имеет более высокие антифрикционные и механические свойства при работе в условиях повышенных температур и повышенной влажности, чем известный материал.

Предложенное изобретение может быть применено для узлов трения отделочных машин текстильной промышленности, при этом-годовой экономический эффект от одной машины отделочного производства составит 2,5

3,0 тыс. руб.

952990

Физико-механические свойства

Состав материала

Антифрикционные свойства

1. Железо-основа

Медь 2,0

Дисульфид молибдена 7,0

Интенсивность износа — 0,7 мкм/км

Графит 2

Предел прочности при сжатии,. кгс/мм — 140

Пористость, Ъ вЂ” 18-2 3

2. Железо-основа

Медь 2,2

Дисульфид молибдена .7,3

Предел прочности при Интенсивность растяжении, кгс/мм — 26,3 износа — 0,6 мкм/км

Графит 2,2

Ударная вязкость, кгс/ммг — 0,64

Предел прочности при сжатии, кгс/мм — 147

Пористость,Ъ. — 18 — 23. 3. Железо-основа

Медь 2,5

Дисульфид молибдена 7,5

Интенсивность износа - 0,5 мкм/км

Графит 2,5

Ударная вязкость, кгс/см — 0,7

Предел прочности при сжатии, кгс/ммг - 150

Пористость,Ъ вЂ” 18-23

4. Железо-основа

Медь 3

Коэффициент при 160 — 220 С вЂ” 0,095

Интенсивность износа — 1,05 мкм/км

Дисульфид молибдена 5

Предел прочности при сжатии, кгс/мм — 130

Пористость,  — 18 - 23

Графит 1,3 (известный) Твердость кгс/мм 120 г

Предел прочности при изгибе, кгс/мм ° — 46

2, Предел прочности при растяжении, кгс/мм — 26

Ударная вязкость, кгс/см

0,6

Твердость, кгс/мм — 126

Предел прочности при изгибе, кгс/мм — 46

Твердость, кгс/мм. — 130

Предел прочности при изгибе, кгс/мм — 48

Предел прочности при растяжении, кгс/мм — 27

Твердость, кгс/мм — 116

Предел прочности при изгибе, кгс/мм - 45

Предел прочности при растяжении, кгс/мм — 25

2 г

Ударная вязкость, кгс/см

0,5

Коээфициент трения при

160-200оС вЂ” 0,07

Коэффициент трения при

160-220oC - 0,063

Коэффициент трения при

160-200 С вЂ” 0,06

952990

Дисульфид молибдена

Медь

Графит

Железо

Формула изобретения

7 - 7,5

2,0 — 2,5

2,0 - 2,5

Остальное

Составитель Э. Залманова

Редактор Г. Волкова Техред A,À÷ Корректор Г. Решетник

Заказ 6219/44 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Спеченный антифрикционный материал на основе железа, содержащий дисульфид молибдена, медь и графит, о тл и ч а ю шийся тем, что, с 5 целью повышения антифрикционных и механических свойств при работе в условиях повьпаенных температур и повышенной влажности, он содержит компоненты в следующем соотношении, 1О вес. В г

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 552367, кл. С 22 С 33/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 564356, кл. С 22 С 33/02, 1976.