Способ изготовления радиальных подшипников

 

Сущность изобретения: смешивают металлический порошок с не более, чем 20 мас.% твердых частиц. Приготовленную смесь прессуют в форме, соответствующей форме подшипника. Пористость прессованного изделия составляет не менее 15%. Прессованное изделие спекают, после чего отверстие под вал доводят до нужного размера путем пропускания через него калиброванной оправки. Содержание твердых частиц в смеси может составлять 30-10 мас.%. Предпочтительно, чтобы содержание твердых частиц в смеси составляло 5 мас.%. Пористость подшипника может составлять 20-30%. В качестве металлического порошка можно использовать порошок бронзы. Твердые частицы могут быть выполнены из оксида алюминия, нитрата кремния или другого керамического материала. Размеры твердых частиц и частиц металлического порошка могут быть величинами одного порядка и иметь близкую к сферической форму. 8 з.п. ф-лы. ч w fe

союз сОВетских

СОЦИАЛ ИСТИЧЕ С К ИХ

РЕСПУБЛИК (я)э F 16 С 33/12

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ ской форму. 8 э.п. ф-лы. (21) 4894289/27 (86) РСТ/Е P 89/00777 (06.07.89) (22) 04.01.91 (46) 15;07.93.Бюль 26 (31) Р 3822919,6 (32) 06.07.88 (33) ОЕ (71) Интерэлектрик АГ (СН) (72) Бодо Фюттерер (ОЕ) (56) Патент США М 3137927. кл. 29-182.5, 1964. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАДИАЛЬНЫХ ПОДШИПНИКОВ (57)Сущность изобретения: :смешивают металлический порошок с не более, чем 20 мас.g твердых частиц. Приготовленную смесь прессуют в форме, соответствующей форме подшипника. Пористость прессованИзобретение относится к области машиностроения.

Известен способ получения изделий, состоящих из керамических частиц, находящихся в металлической матрице, по которому смешивают порошки металла и керамического материала и затем спекают полученную смесь. Полученные таким образом изделия имеют некоторую пористость.

Цель изобретения — повышение срока службы ПОдшипников

Способ включает стадии смешивания металлического порошка и не более 20 мас. твердых частиц. прессования смеси в форме. соответствующей форму будущего подшипника, таким образом, чтобы обеспечить пористость как минимум 15;(,, и последующего спекания прессованного иэделия

„„Я „„1828521 А3 ного изделия составляет не менее 157,.

Прессованное изделие спекают, после чего отверстие под вал доводят до нужного размера путем пропускания через него калиброванной оправки. Содержание твердых частиц в смеси может составлять 30-10 мас.$. Предпочтительно, чтобы содержание твердых частиц в смеси составляло 5 мас. . Пористость подшипника может составлять 20 — 30ф,. В качестве металлического порошка можно испольэовать порошок бронзы. Твердые частицы могут быть выполнены из оксида алюминия, нитрата кремния или другого керамического материала. Размеры твердых частиц и частиц металлического порошка могут быть величинами одного порядка и иметь близкую к сферичеи доведения отверстия подшипника до нужного размера, осуществляемого путем простого пропускания через него калиброванной оправки.

Способ позволяет без больших затрат получать подшипники с твердыми частицами, распределенными в поверхности стенки отверстия, которые контактируют с валом.

Результатом такого взаимодействия материала вала с твердыми частицами является очень низкий коэффициент трения, как и в случае керамических подшипников. В то же время процесс изготовления подшипников в соответствии с настоящим изобретением значительно упрощается, благодаря тому, что твердые частицы, находящиеся на поверхности стенки отверстия иэ сравнительно мягкой металлической матрицы, могут

1828521 быть впрессованы в нее при пропускании калиброванной оправки через отверстие, и в результате отверстие может быть доведено до.нужного размера без помощи шлифо-. вания и притирки. Таким образом, удается быстро и недорого получать высокоточные подшипники с повышенным сроком службы. Помимо этого, подшипники, изготовленные по способу в соответствии с настоящим изобретением, имеют то преимущесво, что выделяющаяся в них теплота может быстро рассеиваться в окружающей среде благодаря высокой теплопроводности металлической матрицы. Этому способствует также довольно высокая пористость подшипников, благодаря которой обеспечивается пропитка их маслом, что еще больше повышает их теплоправодность. Кроме того, масло снижает уровень шума при работе подшипников.

Изготовленные по способу радиальные подшипники в соответствии с настоящим изобретением, сохраняют очень длительный срок службы даже в тех случаях, когда содержание твердых частиц в металлической матрице находится в пределах 3-10 .

Такое низкое содержание твердых частиц в гомогенной смеси их с металлическим порошком оказывается достаточным, для того чтобы снизить износ прессового оборудования, используемого для изготовления прессованных изделий, Предпочтительным, в частности, является содержание твердых частиц, около 15 мас., Процесс калибровки еще больше облегчается при использовании металлической матрицы с высокой пластичностью, чего можно добиться, если пористость спеченного подшипника будет составлять примерно

20-30 .

Хотя для изготовления металлической матрицы можно использовать и железный порошок, обычно предпочитают изготавливать ее из порошка бронзы.

В качестве материала твердых частиц предпочтительно использовать оксид алюминия, нитрит кремния или другие керами. ческие материалы, хотя можно испольэовать для этой цели и карбиды металлов. Важно лишь, чтобы при взаимодействии этих частиц с материалом вала обеспечивался бы низкий коэффициент трения.

Получение гомогенных смесей.металлического порошка и твердых частиц существенно упрощается, если размер частиц обоих материалов есть величина примерно одного порядка. Предпочтительно, чтобы размер частиц, вводимых в матрицу, не превышал 50 мкм. . Хотя угловатая форма вводимых в мат-. рицу твердых частиц является более подходящей с точки зрения процесса спекания и закрепления твердых частиц в металлической матрице, предпочтительно однако использовать твердые частицы сферической формы,.так как в этом случае еще больше снижается трение в подшипнике.

Более подробно способ изготовления радиальных подшипников поясняется с по10 мощью нижеприведенного примера

Для получения подшипника, описанного в примере, порошок бронзы с размером частиц 50 мкм смешивают в соотношении

7:1 (объемные части) с порошкообразным смеси примерно 5 мас. На этой стадии необходимо следить за.тем, чтобы порошкообразный нитрит кремния был гомогенно распределен в смеси.

25 Приготовленную смесь помещают затем в форму, соответствующую форме будущего подшипника, и подвергают прессованию. Полученное прессованное изделие извлекают иэ формы и.спекают

З0 Процесс спекания проводят, как прави. ло, таким же образом, как и при получении обычных спеченных бронзовых подшипников.

После повторного удаления подшипника иэ формы проводят калибровку его отверстия, таким же образом, как и в случае спеченных подшипников, а именно, путем пропускания соответствующей калиброванной оправки через отверстие, После этого подшипник пропитывают маслом в вакууме, которое сохраняется в

40 порах такого композиционного материала.

После этого подшипник готов для использования.

Из приведенного описания видно, что изготовление подшипников может быть осуществлено очень простым способом, с использованием в основном такого же оборудования, которое используется при изготовлении обычных спеченных подшипников. Однако подшипники такого рода

50 имеют существенное преимущество, заключающееся s том, что на внутренней поверхности стенки отверстия у них имеется слой из твердого нитрита кремния, который в комбинации с монтируемым в отверстии керамическим валом обеспечивает очень низкий коэффициент трения. Благодаря этому подшипники этого типа, независимо от наличия или отсутствия смазки маслом отличанитритом кремния с частицами сферической формы размером 50 мкм. Это соответ20 ствует содержанию нитрита кремния.в

1828521

Составитель В.Ситушкин

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор

Заказ 2368 Тираж Подписное

8НИИПИ 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

< ются довольно продолжительным сроком службы и могут использоваться на неритмично работающих валах с частыми включениями и остановками.

Формула изобретения

1. Способ изготовления радиальных подшипников с отверстием для вала, содержащих твердые частицы, находящиеся в металлической матрице и образующие часть поверхности стенки отверстия, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения срока службы подшипников, смешивают металлический порошок с не более чем 20 мас.ф указанных твердых частиц, приготовленную смесь прессуют в форме, соответствующей форме подшипника, таким образом, чтобы пористость прессованного изделия составляла не менее 15,.прессованное изделие спекают, после чего отверстие под вал доводят до нужного размера путем пропускания через него калиброванной оправки, 2. Способпо п,1. отличающий ся тем, что содержание твердых частиц в смеси, составляет 3-10 мас,g.

3. Способ по и. 1 или 2, о т л и ч в юшийся тем, что содержание твердых частиц в смеси составляет 5 мас. .

4. Способ по пп; 1-3, о т л и ч а ю щ и й5 с я тем, что пористость спеченного подшипника составляет 20 — 30 .

5. Способ по пп. 1-4, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве металлического порошка используют порошок бронзы.

10 6. Способ по пп. 1-5, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что твердые частицы состоят из оксида алюминия, нитрита кремния илидругого керамического материала.

15 7. Способ по пп. 1-5, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что твердые металлические частицы состоят из карбида металла.

8. Способ по пп. 1-7, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что размеры твердых частиц и час20 тиц металлического порошка являются величинами одного порядка.

9. Способ по пп, 1-8, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что укаэанные частицы имеют близкую к сферической форму.