Антифрикционный материал

 

Назначение: материал для изготовления трущихся деталей, направляющих цилиндров насосов, колец торцовых уплотнений подшипников скольжения. Сущность изобретения: керамический материал содержит , мас.%: А120з60, алюмоборосиликатное волокно 20-30, графит или Мо$2 - остальное . Отличительными характеристиками материала являются низкая температура спекания 1200-1280° С, высокие триботехнические характеристики как при трении насухо, так и в агрессивных средах. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s С 04 В 35/10,35/80

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Л

С:

0О О Ql ) (21) 4938003/ЗЗ (22) 29,03,91 (46) 23,01,93. Бюл, ¹ 3 (71) Хмельницкий технологический институт (72) А.Н.Колесник, И,А.Мандзюк, Г.М,Сорокин и Г.А.Сиренко (56) Износостойкие материалы в химическом машиностроении, / Справочник под ред. Виноградова Ю.М. — Л.: Машиностроение, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N- 336313, кл. С 04 B 35/10, 1972.

Изобретение относится к области машиностроительных композиционных материалов, в частности, керамических материалов используемых в узлах трения машин и механизмов работающих при высоких температурах до 1100 К и химически активных средах.

Известны составы керамических материалов на основе оксида алюминия — ГМ

2/24, стекол — технические ситаллы СТЛ-1.

Недостатком данных материалов является хрупкость, низкая износостойкость и высокие коэффициенты трения при высоких удельных нагрузках (особенно при работе без смазки) и высокая температура (1600—

1800 С) спекания.

Наиболее близким материалом по составу (совокупности свойств) является керамика на основе А!гОз — ЦМ 332. Однако для нее характерны те же недостатки, что и для предыду..цих — хрупкость, низкая износостойкость и высокие коэффициенты трения при высоких удельных нагрузках (при работе без смазки) и высокая (1700 — 1850 С) температура спекания.

„„Я „„1789521 А1 (54) АНТИФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ (57) Назначение: материал для изготовления трущихся деталей, направляющих цилиндров насосов, колец торцовых уплотнений подшипников скольжения. Сущность изобретения: керамический материал содержит, мас,%: А(гОз 60, алюмоборосиликатное волокно 20 — 30, графит или Моорг — остальное. Отличительными характеристиками материала являются низкая температура спекания 1200 — 1280 С, высокие триботехнические характеристики как при трении

"насухо", так и в агрессивных средах, 1 табл.

Цель изобретения состоит в уменьшении коэффициента трения, повышении износостойкости, при высоких удельных нагрузках, снижении хрупкости, Поставленная цель достигается тем, что в матрицу на основе А!гОз вводят дополнительно алюмоборосиликатное волокно и дисульфид молибдена или пластинчатый графит в следующем составе, об.%:

Оксид алюминия 60

Алюмоборосиликатное волокно 20-30

Дисульфид молибдена или пластинчатый графит 20 — 10

Антифрикционный материал получают смешиванием порошка оксида алюминия и алюмоборосиликатного волокна набором длин 40- 150 мкм состава, об.%: 50г53,05;

А1гОЗ 14,94; СаО 17,06; МагО и Кг0 0,16;

ВгОз 10,25; РегОЗ 0,08 — 0,16 с вводимыми добавками, а также со связкой (4,5. 0,2%-ного раствора синтетического каучука в бензине), прессованием при давлении 350-500 кгс/см и спеканием в печи в среде COz npu г температуре 1200 — 1280 С.

1789521

Состав материала, об,%

Ха акте истики

Хрупкость испек. С о

ИзносоСТОЙКОСТЬ з мм /Нм

Коэффи- Удельная циент тре- нагрузка, ния МПа

Твердость

HRA

Контртело

AI2O3

Я! Сг.п. сталь

20,1

0,09

0,44

0,39

1,6

11,49

1200

1,8

0,46

6,93

А!20з-65 волокно-20

МОЯ2-15

А 203

SiCr.n. сталь 45

6,3

0,9

0,7

0,72

0,87

1,52

1,21.

1200

30,6

2,0

AIzOg-55 волокно-30

Мо32-15

АЬОз

SiCr.n. сталь 45

0,47

0,44

0,53

1,53

6,0

5,97

1200

А 20з-60 волокно-20

MoSz-20

1,1

3,0

А!гОз

SiCr.n. сталь 45

0,48

0,40

0,55

1,45

9,76

5,46

12000

А!20з-60 волокно-30

М о .>2-10

АЬОз

S i Cr.n. сталь 45

68

60

0,62

0,53

0,61

1,25

6,01

1,21

1200

0,57

0,47

А!20з-60 волокно-15

МоЯ2-25

АЬОз

SiСг.п. сталь 45

96

6,5

1,08

1,49,1200

А120з-60 волокно-35

МО32-5

А!гОз

SiCr.n. сталь 45

6,8

1,18

1,47

1,15

1200

Пример 1. 60 об.ч, порошка А 20з (глинозема) смешивают с 20 об.ч. боросиликатного волокна и 15 об,ч. МОЯ2 прессуют и спекают при 1200 — 1230 С, Триботехнические характеристики разработанного материала приведены в таблице.

Износ и коэффициент трения определяли на машине трения ХТИ вЂ” 72.

Формула изобретения

Антифрикционный материал, содержащий в качестве матрицы оксид алюминия и арми рующее ал юмоборосил и катное волокно, отличающийся тем, что, с целью уменьшения коэффициента трения, повышения износостойкости при высоких удельных нагрузках, снижения хрупкости, он

А!20з-60 волокно-25 (а люмоборосиликатное)

МоЯ2-15

Условия испытаний: давление на образцы P=195 Н; V=0,15 м/с Т=383 К, контртело: оксид алюминия, карбид кремния, сталь 45.

Образцы: цилиндры d=10 мм, h=10 мм с концевой сферой диаметром 12,3 мм, путь трения 2 км.

Разработанный материал может быть использован для изготовления торцовых уплотнений центробежных насосов, подшипников скольжения, направляющих и т.д. дополнительно содержит дисульфид молибдена йли пластинчатый графит при следующем соотношении компонентов, об.%: оксид алюминия 60; армирующее алюмоборосиликатное волокно дисульфид молибдена или пластинчатый графит 20 — 10, 1789521

Продолжение таблицы

Ха акте истики о спек. С

Коэффи- Удельная Хрупкость циент тре- нагрузка, ния МПа

Твердость Контртело

HRA

2,1

9,96

0,61

0,43

АlгОз

SiCr.n.

1200

0,68

4,57 сталь 45

4,5

1200

1200

1200

1200

7,9

0,47

1,39

Продолжение таблицы

Составитель Ю.Матвеев

Техред М.Моргентал Корректор М.Сливка

Редактор Т.Иванова

Заказ 327 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Состав материала, об.%

А!гОз-60 волокно-25 углеродпластинчатый (С)-15

А1гОз-60 волокно-20

С -20

А!гОз-60 волокно-30

С -10

А1гОз-60 волокно-35

С-5

А1гОз-65 волокно-15

С -25

АlгОз

SIC r.n. сталь 45

А!гОз

Я1Сг.п. сталь 45

А1гОз

SiCr.n. сталь 45

А1гОз

S l Cr.n. сталь 45

ИзносоСТОЙКОСТЬ (10 ), мм /Нм

98

96

63

3,4

7,3

68

6,3

0,60

0,41

0,68

0,6

0,47

0,69

0,6

0,5

0,56

1,05

3,73

1,16

1,20

5,98

3,47

1,18

1,42

1,12