Антифрикционный самосмазывающийся материал

 

Изобретение относится к антифрикционным самосмазывающимся материалам, предназначенным для использования в качестве элементов трения, работающих в условиях циклической работы со смазкой и всухую. Цель - повышение термостойкости и износостойкости в условиях циклической работы попеременно в жидкой и сухой средах. Самосмазывающийся материал содержит, мас.%: графит 20-40; сурьма 20-40; кремний 4-8 и карбид кремния остальное. Термостойкость предлагаемой смазки соответствует 800°С, скорость изнашивания 1,9-2.3 мкм/ч, для известной смазки соответственно 550°С и 6.7 мкм/ч. 1 табл.'

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4823355/04 (22) 07.05.90 (46) 15.02,92. Бюл. N. 6 (71) Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита (72) А.Н.Ягубчиков. В.С.Телегин и Ю.И.Кошелев (53) 621.892 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1097656, кл. С 10 М 125/04, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 388014, кл. С 10 М 125/04, 1973. (54) АНТИФРИКЦИОННЫЙ САМОСМАЗЫ ВАЮЩИЙСЯ МАТЕ РИАЛ

Изобретение относится к антифрикционным, термостойким, самосмазывающимся материалам, предназначенным для использования в качестве элементов трения, работающих в условиях циклической работы со смазкой и всухую.

Циклический режим работы, часто встречающийся в практике, является наиболее жестким по причине нестабильности процесса трения.

Изделия из конечного материала с усйехом могут быть использованы в конструкци. ях, подвергающихся многократному термоциклированию.

Известен антифрикционный самосмазывающийся материал на основе графита с добавкой сурьмы, олова и меди...БЫ „„1712392 А1 (51)5 С10 M 0 М 169/04. 103:02, 103;06, 125:02, 125:04, 125:08) С 10

N 30:06 (57) Изобретение относится к антифрикционным самосмазывающимся материалам, предназначенным для использования в качестве элементов трения, работающих в условиях циклической работы со смазкой и всухую. Цель — повышение термостойкости и износостойкости в условиях циклической работы попеременно в жидкой и сухой средах. Самосмаэывающийся материал содержит, мас.g: графит 20-40; сурьма 20-40; кремний 4-8 и карбид кремния остальное.

Термостойкость предлагаемой смазки соответствует 800 С, скорость изнашивания

1,9-2,3 мкм/ч; для известной смазки соответственно 550 С и 6,7 мкм/ч. 1 табл.

Наиболее близким к предлагаемому является антифрикционный самосмазывающийся материал, включающий, мас. : графит 60-80; сурьма 20 — 40.

Однако приведенный материал не обеспечивает требуемый ресурс службы узла трения в условиях циклической работы со смазкой и всухую и, кроме того, недостаточно термостоек.

Целью изобретения является повышение термостойкости и иэносостойкости в ус- . ловиях циклической работы попеременно в жидкой и сухой средах.

Поставленная цель,достигае1ся тем, что антифрикционный самосмазывающийся материал, содержащий графит и сурьму, дополнительно содержит карбид кремния и

1712392 кремний при следующем соотношении компонентов, мас, :

Графит (С) 20-40

Сурьма (Sb) 20-40

Кремний ($!) 4-8 5

Карбид кремния (SiC) Остальное

Высокая износостойкость в условиях циклической работы со смазкой и всухую обеспечивается оптимальным соотношением в материале твердого и износостойкого 10 каркаса из карбида кремния и самосмазывающих, пластичных компонентов — графита и сплава системы сурьма — кремний, т,е, в данном случае выполняется и работает классическое правило Шарпи — наличие 15 прочных и твердых шипов из карбида кремния и смазывающей пластичной составляющей.

Пример 1. Углеродное кольцо ф»= 110;

Фьн= 70; Н = 40 мм помещают в электриче- 20 скую печь. Чашу с шихтой состава, мас. :

Sl 83, Sb 17, располагают над углеродным кольцом. Печь вакуумируют до <10 мм;рт.ст., нагревают до температуры

1800 С. и пропитывают углеродное кольцо методом дождевания. Охлаждение кольца производят вместе с печью до 800 С, затем выгружают и охлаждают до комнатной температуры. В последующих примерах получения изделия методом .дождевания, 30 вакуумирование печи, размеры углеродного кольца, режим нагрева и охлаждения проводят аналогично примеру 1.

П р им е р 2. Углеродное кольцо @ =110;

А»- 70; Н = 40 мм помещают в электриче- 35 скую печь над расплавом состава, мас. : Si

80; $Ь 20. Печь нагревают до температуры

1750 С и погружают углеродное кольцо в расплав с изотермической выдержкой в течение 10 мин. Затем изделие удаляют из 40 печи и охлаждают на воздухе. В последующих примерах получения изделий методом погружения размеры углеродного кольца, режим нагрева и охлаждения аналогичны примеру 2.

Пример 3. Углеродное кольцо пропитывают методом дождевания составом, мас. : Si 70; Sb 30 при 1700 С, Пример 4. Углеродное кольцо пропитывают методом погружения расплавом 50 следующего состава, мас, : Si 60; $Ь 40, при 1650 С с изотермической выдержкой 15 мин.

Пример 5. Углеродное кольцо пропитывают методом дождевания составом, мас, : Si 58, Sb 42, при 1650 С.

В таблице приведены химический состав, антифрикционные свойства и термостойкость предлагаемого объекта и прототипа. Сравнительные антифрикционные испытания проводили на установке трения в условиях циклической работы со смазкой и всухую в паре с одноименным материалом при следующих условиях: скорость 10 м/с; нагрузка 30 кг/см ; среда— переменная вода-воздух; продолжительность цикла (6 мин.) — 3 мин работы всухую и 3 мин работы со смазкой.

Гарантийный ресурс циклической работы составляет не менее 10000 циклов.

Термостойкость элементов трения из конечного материала оценивали по появлению видимых визуально микротрещин на рабочей поверхности по мере нагрева при работе всухую до температуры 80QOC и быстром охлаждении.

Примеры 1 — 5 по процентному содержанию компонентов выходят за предлагаемые пределы и показывают более высокие скорости изнашивания.

Из данных таблицы следует, что предлагаемый антифрикцион н ый самосмазы вающийся материал существенно превосходит прототип по износостойкости в условиях циклической работы попереме::но в жидкой и сухой средах (в три раза) и на 250 С превосходит по термостойкости, Формула изобретения

Антифрикционный самосмазывающийся материал, содержащий графит и сурьму, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости и износостойкости в условиях циклической работы попеременно в жидкой и сухой средах, материал дополнительно содержит кремний и карбид кремния при следующем соотношении компонентов, мас. j

Графит 20-40

Сурьма 20-40

Кремний 4 — 8

Карбид кремния Остальное

1712392

Составитель Е.Пономарева

Техред M.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор Ю.Середа

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 509 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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