Способ получения биметаллического металлофторопластового материала

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения подшипниковых металлофторопластовых материалов, и может быть использовано в машиностроении, авиации и др. отраслях при изготовлении узлов трения. Технический результат изобретения - упрощение технологического процесса и повышение срока службы материала за счет повышения сцепления пористого слоя с материалом основы. В предложенном способе получения данного материала, включающем предварительную обработку стальных листов, припекание пористого слоя в виде бронзолатунной сетки и заполнения пор композиционным материалом на основе фторопласта, предварительную обработку осуществляют бронзированием при помощи диффузионного насыщения, припекают бронзолатунную сетку в угольной засыпке, заполняют ячейки припеченной сетки впрессовыванием неориентированной фторопластовой пленки на гидравлическом прессе, исключающим использование дефицитной водной суспензии фторопласта.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности, к способам получения подшипниковых металлофторопластовых материалов.

Известен многослойный антифрикционный материал, включающий стальную основу с припеченным к ней пористым слоем, который пропитывают пастой, содержащей водную суспензию фторопласта, наполнитель и коагулятор. Для получения этого материала использована дефицитная суспензия фторопласта (Патент 1415572, 20.10.1993 г.).

Наиболее близким к заявляемому является способ получения биметаллического металлофторопластового материала (Патент РФ 1418999, 20.10.1993 г.), который включает предварительную подготовку поверхности стального листа, припекание к нему пористого слоя в виде бронзолатунной сетки в восстановительной атмосфере, вкатывание пасты, изготовленной совместной коагуляцией водной суспензии фторопласта и спиртовой суспензии наполнителя, в качестве которого используют порошок дисульфида молибдена, спекание фторопласта в восстановительной атмосфере и калибровку.

Прототипу присущи следующие недостатки, а именно использование в качестве защитной атмосферы диссоциированного осушенного аммиака, что требует наличия специальной печи и дополнительной подготовки обслуживающего персонала, и, кроме того, медные сплавы разрушаются при восстановлении с аммиаком и восстанавливающийся из аммиака водород при взаимодействии со сталью может вызвать ее охрупчивание, так называемую "водородную болезнь" и далее, в способе используется дефицитная водная суспензия фторопласта.

Технический результат изобретения - упрощение технологического процесса и повышение срока службы материала за счет повышения сцепления пористого слоя с материалом основы.

Технический результат достигается тем, что в способе, включающем предварительную обработку стальных листов, припекание пористого слоя в виде бронзолатунной сетки и заполнение пор композиционным материалом на основе фторопласта, предварительную обработку осуществляют бронзированием при помощи диффузионного насыщения, припекают бронзолатунную сетку в угольной засыпке, а заполняют ячейки припеченной сетки впрессовыванием неориентированной фторопластовой пленки на гидравлическом прессе, исключающем использование дефицитной водной суспензии фторопласта.

Ниже приведены примеры осуществления заявляемого способа.

Пример 1. Нарезают листы заданных размеров из стали 20. Защитное коррозионно-стойкое покрытие получают путем бронзирования диффузионным насыщением из обмазок следующего состава (мас.%): Оксид меди - 40 Оксид хрома - 20 Оксид олова - 5 Хлористый аммоний - 1 Тетрафторборат калия - 1 Состав замешивают на дистиллированной воде до сметанообразного состояния. Полученную смесь наносят кистью на поверхность стальных заготовок с обеих сторон слоем в 1-1,5 мм. Сушат при температуре 70-100^oС до полного высыхания. Набирают пакет обмазанных листов и закладывают в контейнер с углесодержащей засыпкой. Толщина засыпки между дном, стенками и крышкой должна составлять 1-1,5 см. Контейнер закрывают крышкой и наводят плавкий затвор из мелкоистолченного стекла, сгоревших ламп дневного света. Контейнер помещают в муфельную печь, нагретую до температуры 940-950^oС, и выдерживают в течение 5-6 ч. Остужают контейнер на воздухе. После остывания раскрывают контейнер и извлекают стальные листы.

Нарезают бронзолатунную сетку по размерам стальных листов. Набирают пакет в специальных рамках: берут прокладку из нержавеющей стали марки 1Х18Н9Т толщиной 0,4 мм, на нее накладывают обработанный лист из стали 20, затем бронзолатунную сетку и опять прокладку из нержавеющей стали. Затем процесс повторяют и так набирается пакет. Из таких пакетов набирают кассету, состоящую из ограничивающих стальных листов, толщиной 5 мм, квадратных рамок, надетых на кассету, и стягивающих клиньев.

Собранную кассету помещают в контейнер с активированным углем так, чтобы расстояние от дна и стенок контейнера составляло 1-1,5 см. В контейнер добавляют 2-3% углекислого натрия. Толщина угольной засыпки над кассетой должна составлять не менее 2 см. Контейнер закрывают крышкой и наводят плавкий затвор из измельченного стекла, отработавших ламп дневного света. Контейнер помещают в печь, нагретую до температуры 850-880^oС, и выдерживают при этой температуре в течение 2 чв. Охлаждают контейнер на воздухе. После охлаждения кассету извлекают из контейнера, разбирают и в ячейки припеченной к стальным листам сетки, впрессовывают под давлением неориентированную пленку из композиционного материала на основе фторопласта-4, приготовленную следующим образом: в скоростном лопастном смесителе смешивают 75-80 мас.% фторопласта-4 и 20-25 мас.% сульфата свинца. Полученную шихту прессуют в цилиндрические заготовки при давлении 350-500 кгс/см² и спекают в печи при температуре 360-380^oС при продолжительности нагревания 0,5 ч на каждый см толщины. Из полученных заготовок на токарном станке получают неориентированную пленку толщиной 0,3-0,7 мм.

Пленку нарезают по размеру стальных листов и впрессовывают в 2-3 слоя при давлении 200-300 кгс/см².

Собирают пакет из стальных листов с припеченной бронзолатунной сеткой и впрессованной фторопластовой пленкой, отделяя их между собой прокладками из нержавеющей стали или алюминиевой фольги толщиной 0,05-0,1 мм.

Из таких пакетов набирают кассету, которая ограничивается толстыми листами из нержавеющей стали, рамками и стягивающими клиньями. Собранную кассету помещают в контейнер с угольной засыпкой, контейнер закрывают крышкой и замазывают глиной.

Контейнер нагревают в печи до температуры 370-380^oС со скоростью 100^oС/ч и выдерживают 1-2 ч при этой температуре. Охлаждение ведут вместе с печью. После охлаждения кассету извлекают из контейнера и разбирают. Готовые детали из полученных металлофторопластовых заготовок изготовляют путем штамповки и калибровки.

Пример 2.

В качестве подложки используют нержавеющую сталь марки 12Х18Н10Т. Для возможности припекания бронзолатунной сетки одну сторону подложки из нержавеющей стали бронзируют диффузионным насыщением в засыпке следующим составом (мас.%): Бронза Бр0 - 10 - 55 Латунь Л60 - 10 Оксид хрома - 45
Тетрафторборат калия - 1
Стальные листы засыпают приготовленной смесью в контейнере.

Контейнер закрывают крышкой и наводят плавкий затвор. Далее повторяют операции аналогично примеру 1.

Изобретение может быть использовано в машиностроительной, авиационной, приборостроительной, химической и др. отраслях для создания самосмазывающихся антифрикционных материалов на стальной подложке с антифрикционным слоем, содержащим фторопласт, с достижением технического результата, составляющего цель настоящего изобретения.

Формула изобретения

Способ получения биметаллического металлофторопластового материала, включающий предварительную обработку стальных листов бронзированием при помощи диффузионного насыщения, припекание пористого слоя в виде бронзолатунной сетки и заполнение пор композиционным материалом на основе фторопласта, отличающийся тем, что бронзолатунную сетку припекают в угольной засыпке и заполняют ячейки припеченной сетки впрессовыванием неориентированной фторопластовой пленки на гидравлическом прессе.