Спеченный антифрикционный материал на основе меди
Изобретение относится к порошковой металпургии , в частности к спеченным антифрикционным материалам на основе меди. Сущность изобретения: предложенный материал имеет следующий состав , мас%: алюминий 5-8; железо 2-4; медь остальное Материал может дополнительно содержать 6-8 мас.% никеля Материал имеет повышенные антифрикционные свойства низкую себестоимость и прост в изготовлении 1 табя
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
Комитет Российской Федерации пе патентам и товарным знакам
1 (2М} 5031765/02 (22) 11.03.92 . (46) 30.11.93 Бюп. Мв 43-44 (76) Зозуля ВД; Запара АЛ. (73) Зозуля Владимир Давидович
{54) СПЕЧЕННЫЙ АЯТИФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ МЕДИ (57) Изобретение относится к порошковой метал(в) RU (и) 2003719 С1 (51) лургии, в частности к спеченным антифрикционным материалам на основе меди. Сущность изобретения: предложенный материал имеет следующий состав, мас%: алюминий 5 — 8; железо 2 — 4; медь остальное. Материал может дополнительно содержать б — 8 мас% никеля. Ыатериал имеет повышенные антифрикционные свойства, низкую себестоимость и прост в изготовлении. 1 табл.
2003719
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным анти
Известны спеченные антифрикционные материалы на основе меди (1), содержащие алюминий 10-12 мас., железо 6-8 мас,%, медь остальное, а также методы их изготовления (1), (2) — приготовлением шихты, прессованием, спеканием в контейнерах с нлавким затворам, в защитных, восстановительных средах, засыпках и т.д, Недостатками известных материалов и способов их изготовления являются их высокая стоимость и недостаточно высокие антифриKöèонные свойства при средних и тя>келых нагрузках, в условиях граничной смазки, Причиной этому является достаточ lо сложное аппаратурное оформление процессов спекания, изготовление конструктивнп усложненных контейнеров с плавкими затворами, уплатняемых муфелей, применение взрывоопасных, дорогостоящих газовых сред, длительность нагрева и выдер>кки в печи при спекании и т.п.
Наиболее близким к заявляемому материалу и способу его изготовления и антифриKöèîíHым свойствам является материал (1) и (2), Цель изобретения — повышение антифрикционных свойств и снижение себестоимости изготовления спеченных антифрикционных материалов на основе меди за счет упрощения способа их изготовления, что требует также изменения количественных взаимоотношений уже известных составов.
Поставленная задача решается за счет нагрева, спекания и охлаждения уже известных порошковых материалов на основе меди на воздухе — без уплотнительных муФелей, контейнеров, засыпок и применения восстановительных. защитных газов, а так>ке уменьшения количества алюминия до 48%, железа до 2-4 и дополнительного введения пикеля 6-10%.
Сущность изобретения заключается в следующем. Наличие в составе шихты на основе меди, как нами было установлено, добавок титана, циркония. а также алюминия и др, позволяет производить спекание
I pecc0B0K на воздухе, так как основа — медь и указаннь1е легирующие элементы весьма карастойки и окисление спекаемых контактов настолько незначитель; Io, 4TO образующиеся субмикрапленки окислов не препятствуют обменным диффузионным процессам на контакте. Ва-вторых. наличие
45 добавок — раскислителей, например алюминия, очищает контакты от окислов за счет обменных химических реакций, раскисляя окислы меди, образуя дисперсные включения окислов алюминия, упрочняющие бронзу, повышающие износостойкость, Параллельна с этим происходят экзотермические.твердофазные реакции образования интерметаллидов медь — алюминий (CugA1p) с последующими структурно-фазовыми превращениями (согласно диаграмме состояния), Реакции начинаются при температурах нагрева прессовки до 540560 С на воздухе и заканчиваются в течение нескольких минут, когда яркий световой фон "вспыхнувшей" прессовки сравнивается со световым фоном камеры печи, после чего заготовку вынимают. охлаждают в масле (совмещая пропитку и закалку — что улучшает триботехнические свойства), Избытка тепла хватает также для того, чтобы произошла консолидация (спекание) прессовки, содержащей некоторое количество других легирующих металлов — железа, никеля. Последний усиливает экзотермический эффект за счет реакции образования тройных интерметаллидов А(;Сал% (установлено с помощью рентгеновского анализа).
Однако, если алюминия и никеля будет больше 8 мас,%, появляется избыток жидкой фазы и прессовка теряет форму, размеры, прочность, износостойкость, поэтому уточнены составы предлагаемого материала, без чего предлагаемый способ теряет смысл применения. Он также неприемлем, если количество железа в шихте превышает
4 мас.% происходит расслой образца после спекания.
Пример 1. Порошки меди, алюминия, железа (саотношения мас.% cM, в табл, 1) смешивают в шаровой мельнице в течение
4 ч. Из готовой шихты при усилиях прессования 5-6 т/см прессуют цилиндры разме2 ром Я 10х15 мм, затеял помещают в предварительно нагретую до 650-700 С камеру электропечи (с автоматической регулировкой — отключением при избытке экзатермического тепла) с воздушной атмосферой. После 0,5-1 лин нагрева праисходит воспламенение и спекание прессовки
По истечении 1-2 мин процессы консолидации закайчиваются, раскаленные образцы погружа|ат в масляную ванну для закалки и пропитки маслом, что сообщает материалу более высокие свойства по сравнению с прототипом, Спеченные образцы испытывались на трение и изнашивание при скорости
1 мlс, нагрузках 3 и 6 МПа, 2003719
Эксплуатационные характеристики спеченных антифрикционных материалов
Пример 11 (сопоставительный) — в условиях прототипа (см.табл.1).
Как видно из примеров и таблицы. основные эксплуатационные свойства и себестоимость изготовления предложенных материалов более предпочтительны, чем у прототипа.
Заявленный способ и материал в силу своей простоты может быть использован на любом металлообрабатывающем предприятии, имеющем кузнечно-прессовый и термический участки. (56) Федорченко И.M. и Пугина Л,И.
5 Композиционные спеченные антифрикционные материалы, Киев: Наукова думка, 1980, с. 338.
Авторское свидетельство СССР
Иг 1640190, кл. С 22 С 9/01, 1988, 10
2003719
4 у
Продолжение таблицы
Составитель 8, Зозуля
Техред М;Маргентал
Редактор С. Кулакова
Заказ 3310
Корректор Л Яилипенко
Тираж Подписное
НПО "Поиск" Роспатента
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патейт", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101
Формула изобретения
1, СПЕЧЕННЫЙ АНТИФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ HA ОСНОВЕ МЕДИ, содержащий алюминий и железо, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем соотношении, мас. ф:
Алюминий 5-8
Железо 2-4
Медь Остальное:
2. Материал по п..1, отличающийся тем,что он дополнительно содержит 6 - 8 мас,ф никеля.
