Антифрикционный спеченный материал на основе железа

 

Антифрикционный спеченный материал на основе железа относится к порошковой металлургии, в частности к материалам, используемым для изготовления подшипников скольжения, работающих при сухом трении. Цель изобретения: снижение коэффициента трения и повышение износостойкости при работе в условиях сухого трения при скоростях скольжения от 0,4 до 0,7 м/с и нагрузках от 4 до 6 МПа. Сущность изобретения: антифрикционный спеченный материал на основе железа дополнительно содержит коллоидный графит, дисульфид молибдена, титан и нержавеющую сталь при следующем соотношении компонентов, %: коллоидный графит 1,2-1,5; дисульфид молибдена 2,0-2,5; медь 2,0-2,5; титан 0,5-0,7; нержавеющая сталь ПХ18Н15 5,5-5,8. 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к антифрикционным спеченным материалам на основе железа, используемым для изготовления подшипников скольжения, работающих при сухом трении.

Известен антифрикционный спеченный материал на основе железа, содержащий дополнительно, медь 1,5-2,5; силицид молибдена 4-6; углерод 2-4; хром 2-4 [1] Недостаток известного материала состоит в том, что он не работоспособен при скоростях скольжения до 12 м/с.

Известен также антифрикционный спеченный материал на основе железа, содержащий дополнительно графит 1,5% и сульфид цинка 4% [2] Однако указанный материал может работать в условиях сухого трения только при скоростях до 4,5 м/с.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является антифрикционный спеченный материал на основе железа [3] содержащий, мас.

Дисульфид молибдена 4-6 Медь 2,7-5,0 Графит 1,0-1,5 Железо остальное Недостаток известного антифрикционного спеченного материала заключается в высоком значении коэффициента трения и низкой износостойкости при работе в условиях сухого трения при нагрузках более 2,5 МПа. При скорости скольжения 0,6 м/с и нагрузке 3,0 МПа коэффициент трения указанного материала 0,18, линейный износ 0,70 мкм/км. А при скорости скольжения свыше 0,4 м/с и нагрузках более 3,5 МПа известный антифрикционный материал без периодического смазывания не работоспособен, так как при трении по стали возникает явление переноса материала (см. ГОСТ 27674-88).

Целью изобретения являются снижение коэффициента трения и повышение износостойкости антифрикционного материала при работе в условиях сухого трения при скоростях скольжения 0,4; 0,6; 0,7 м/с.

Поставленная цель достигается тем, что в состав антифрикционного материала вводятся титан, порошок из нержавеющей стали ПХ18Н15 (ГОСТ 13084-88), а в качестве графита коллоидный графит при следующем соотношении компонентов, мас.

Коллоидный графит 1,2-1,5 Дисульфид молибдена 2,0-2,5 Медь 2,0-2,5 Титан 0,5-0,7 Нержавеющая сталь ПХ18Н15 5,5-5,8
Железо остальное
Предлагаемый антифрикционный спеченный материал работоспособен в условиях сухого трения при скоростях скольжения от 0,4 до 0,7 м/с и нагрузках от 4 до 6 МПа, при этом коэффициент трения не превышает 0,09, а износ 0,6 мкм/км.

Пример. Холоднопрессованную заготовку из сложнолегированного порошка указанного состава спекают в вакууме при 1373-1423 К (1100-1150^oC) в течение 4-5 ч. Спеченную заготовку подвергают термообработке: нагрев до температуры 1173 К, выдержка 1 ч, охлаждение в масле с последующим отпуском при 453 К в течение 2 ч.

Указанным методом получают антифрикционные материалы следующих составов, мас.

1. Коллоидный графит 1,2
Дисульфид молибдена 2,0
Медь 2,0
Титан 0,7
Нержавеющая сталь ПХ18Н15 5,5
Железо остальное
(при температуре 1373 К в течение 5 ч)
2. Коллоидный графит 1,5
Дисульфид молибдена 2,5
Медь 2,5
Титан 0,5
Нержавеющая сталь ПХ18Н15 5,8
Железо остальное
(при температуре 1423 К в течение 4 ч)
Были произведены лабораторные испытания рассматриваемых материалов по рекомендациям ГОСТ 23.204-78, ГОСТ 26614-85 и [4, с.83] на машине трения "МИ".

Результаты испытаний систематизированы и сведены в табл. 1 (пористость составляет 17%).

Список используемой литературы
1. Авторское свидетельство СССР N 263161, кл. C 22 C 33/02, 1968.

2. Федорченко И.М. и др. Порошковая металлургия, 1967, N 8, с.39-45.

3. Авторское свидетельство СССР N 564356, кл. C 22 C 33/02, 1977.

4. Раковский В.С. Саклинский В.В. Порошковая металлургия в машиностроении. Справ. пособие. М. Машиностроение, 1973.

Формула изобретения

Антифрикционный спеченный материал на основе железа, содержащий графит, дисульфид молибдена и медь, отличающийся тем, что он дополнительно содержит тантал и нержавеющую сталь ПХ18Н15, в качестве графита коллоидный графит при следующем соотношении компонентов, мас.

Коллоидный графит 1,2 1,5
Дисульфид молибдена 2,0 2,5
Медь 2,0 2,5
Титан 0,5 0,7
Нержавеющая сталь ПХ18Н15 5,5 5,8
Железо Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1