Износостойкий спеченный материал на основе титана

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к спеченным материалам и деталям триботехнического назначения. Повышение износостойкости спеченного материала на основе титана достигается за счет использования износостойких добавок и подбора химического состава матрицы; мас. медь 17 22; алюминий 2 2,8; титан остальное. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к спеченным материалам и деталям триботехнического назначения, используемым для подшипников, работающих в условиях коррозионно-абразивного изнашивания при умеренных нагрузках и скоростях скольжения.

Известны литые сплавы, спеченные материалы на основе титана, металлические связки, в состав которых кроме титана входит медь, кремний, магний, алюминий, марганец. Материалы обладают повышенными коррозионной стойкостью, твердостью, прочностью.

Недостатки известных материалов невысокая износостойкость в коррозионно-абразивных средах.

Цель изобретения не усложняя чрезмерно химический состав, повысить износостойкость спеченного материала на основе титана при трении и изнашивании его в водной среде в контакте с азотированной поверхностью титанового сплава ВТ-14.

Поставленная цель достигается за счет изыскания износостойких добавок и подбора химсостава матрицы, наиболее полно совместимой с добавками.

Сущность изобретения заключается в том, что в качестве износостойких добавок, вводимых в шихту спекаемого материала, выбраны электрокорунд, карбиды титана, вольфрама, кремния, искусственно полученные кубический нитрид бора, алмаз, имеющие повышенную стойкость к абразивному изнашиванию, а также в том, что с целью более прочного закрепления добавок в металлической матрице-связке все компоненты связки взяты в новом оптимальном сочетании, мас. медь 17-22; алюминий 2-2,8; титан остальное.

П р и м е р ы 1-5. Сначала смешивают в течение 3 ч в шаровой мельнице шихту без износостойких добавок. Из шихты прессуют образцы размером D 10х17 мм усилием 5 т/см² и помещают в предварительно нагретую до 700^оС камеру печи с воздушной атмосферой. Спекание производят в режиме горения: при разогреве до 650^оС прессовка загорается и в течение 3 мин горит в режиме теплового взрыва без газовыделений. При уравнивании светового фона камеры печи и разогретой прессовки последнюю вынимают из печи, остывание происходит на воздухе, прессовка держит форму и размеры в допустимых технологических пределах. Остывший образец испытывают на трение и изнашивание при скоростях скольжения 1 м/с и нагрузках 2-6 МПа в паре c валом-роликом D 40 мм из титанового сплава марки ВТ-14 с азотированной поверхностью трения (HRC 56-59). Пара трения смазывается водой (фитильной смазкой). Результаты определения износа пары трения представлены в таблице.

П р и м е р 6 (сопоставительный) в условиях прототипа.

П р и м е р 7-11 в условиях примера 1 с добавлением вышепоименованных износостойких добавок, с четырехчаcовым перемешиванием со связкой.

С целью сокращения данной части содержимого таблицы, численные значения эксплуатационных характеристик всей испытанной гаммы материалов с износостойкими добавками указаны в интервалах, в зависимости от количества добавки.

В силу упрощения технологии спекания на воздухе, изготовление предложенных материалов может быть налажено на любом металлоперерабатывающем предприятии имеющем кузнечно-прессовый и термический участки.

Формула изобретения

1. ИЗНОСОСТОЙКИЙ СПЕЧЕННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ТИТАНА, содержащий медь, алюминий, отличающийся тем, что его компоненты взяты в следующем соотношении, мас.

Медь 17 22 Алюминий 2 28 Титан Остальное 2. Материал по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 5 - 25 мас. порошковых износостойких добавок из группы веществ: корунд, карбиды металлов, кубический нитрид бора, искусственный алмаз.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2