Спеченный антифрикционный материал на основе хрома

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным антифрикционным материалам на основе хрома для изготовления деталей, работающих без смазки при умеренных температурах. Цель изобретения - повысить износостойкость и уменьшить коэффициент трения спеченных материалов на основе хрома при температуре окружающей среды 20-500°С, а также упростить технологический процесс изготовления - уменьшить температуру спекания, длительность спекания, применение более безопасной недорогой газовой среды спекания. Поставленная задача решена за счет введения в известный химсостав материала-прототипа дополнительных компонентов. Материал имеет следующий состав, мас.% : графит 1-2; магний 1-3; медь 2,5-10; титан 8-12; хром - остальное; может дополнительно содержать никель в количестве 8-20 мас.%. Триботехнические свойства предложенного материала выше известного. Способ может быть использовано на любом металлоперерабатывающем предприятие, имеющем кузнечно-прессовое и термическое оборудование. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным антифрикционным материалам на основе хрома для изготовления антифрикционных деталей, работающих без смазки при умеренных температурах.

Известны спеченные антифрикционные материалы на основе хрома с различными добавками для изготовления износостойких деталей, работающих без смазки при высоких температурах [1].

Недостатками известных материалов являются повышенный износ и коэффициент трения при невысоких температурах без смазки, а также необходимость спекания в водороде при температуре 1300-1500^оС, что усложняет, удорожает технологический процесс изготовления.

Наиболее близким к заявленному материалу по химсоставу является спеченный антифрикционный материал, содержащий 2,5-10 мас.% меди, 1-3 мас.% магния, остальное - хром, который предназначен для трения и изнашивания при высоких температурах [2]. Однако при умеренных температурах (до 500^оС) триботехнические характеристики известного материала не позволяют рекомендовать его для использования в узлах трения.

Целью изобретения является повышение износостойкости и уменьшение коэффициента трения спеченных материалов на основе хрома при температуре окружающей среды 20-500^оС, а также упрощение технологического процесса изготовления - уменьшение температуры длительности спекания, применение более безопасной недорогой газовой среды спекания.

Для достижения поставленной цели предложен спеченный антифрикционный материал на основе хрома следующего состава, мас.%: графит 1-2; магний 1-3; медь 2,5-10; титан 8-12; хром остальное. Материал может содержать 8-20% никеля.

П р и м е р 1. Указанные в таблице массовые соотношения компонентов смешивают в шаровой мельнице в течение 4 ч, после чего прессуют при нагрузке 6 т/см² образцы размером диаметра 10 -17 мм с последующим их размещением в воздушную камеру печи, предварительно нагретую до 1000^оС. В течение 7 мин происходит нагрев, воспламенение, экзотермическое СВС-спекание, которое считается законченным, когда более яркий тепловой фон горящей прессовки сравнивается со световым фоном нагрева камеры печи, после чего горячие спеченные образцы вынимают из печи для остывания на воздухе.

П р и м е р ы 2-10 - в условиях примера 1.

П р и м е р 11 (сопоставительный) - в условиях прототипа.

Охлажденные образцы испытывают на трение и изнашивание при скорости скольжения 1 м/с и нагрузке 4 МПа без смазки при разных температурах окружающей среды в камере вертикальной электропечи нагрева.

Как видно из примеров таблицы, триботехнические свойства предложенного материала выше по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

1. СПЕЧЕННЫЙ АНТИФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ХРОМА, содержащий магний, медь, отличающийся тем, что он дополнительно содержит титан и графит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Графит 1 - 2 Магний 1 - 3 Медь 1,5 - 10,0 Титан 8 - 12 Хром Остальное 2. Материал по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 8 - 20% никеля.

РИСУНКИ

Рисунок 1