Спеченный материал для токосъемных скользящих контактов

Спеченный материал для токосъемных скользящих контактов

Реферат

 

Использование: в порошковой металлургии для создания антифрикционных износостойких материалов на основе железа для изготовления контактных вставок для токосъема с контактного провода. Сущность изобретения: спеченный материал для токосъемных скользящих контактов на основе железа, содержащий графит и медь, содержит указанные компоненты в следующих количествах, мас.%: графит-8-18, медь-8-20, железо-остальное. Материал является экологически чистым и обладает наряду с хорошими антифрикционными свойствами высокими прочностью и износостойкостью, а также способностью стабильно работать при любых погодных условиях. 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, конкретнее, к области создания антифрикционных износостойких материалов на основе железа, и может быть использовано при изготовлении контактных вставок для токосъема с контактного провода.

Материал для изготовления контактных вставок токосъемников должен обладать следующими свойствами: значительной износостойкостью, низким коэффициентом трения, хорошей прирабатываемостью и высокими прочностными свойствами. Материал не должен содержать в своем составе токсичных элементов.

Известен спеченный материал на основе железа, применяемый для изготовления контактных вставок токосъемников троллейбусов, содержащий, мас.%: графита 1 - 1,5; меди 2,5 - 10; серы 0,3 - 1,0; вольфрама 0,5 - 10; свинца 0,5 - 5; олова 0,5- 5 /а.с. СССР N 434036, кл. B 60 L 5/08, приор. 04.06.73/.

Однако, наличие в составе материала дефицитного вольфрама приводит к значительному удорожанию электроконтактной вставки, а использование токсичного свинца для улучшения антифрикционных свойств материала наносит большой вред экологическому состоянию атмосферы.

Известен также порошковый материал на основе железа для электроконтактных вставок троллейбусов, выбранный в качестве прототипа, содержащий, мас. %: графита 0,3 - 2,0; меди 2 - 10; серы 0,3 - 1,0; свинца 1 - 15; олова 0,5 - 1,5 /а.с. СССР N 385769, кл. B 60 L 5/08, приор. 23.03.72/.

Данный материал, имея удовлетворительные антифрикционные свойства и достаточно высокую износостойкость, может стабильно работать при любых погодных условиях.

Однако, в состав материала входит свинец, который является канцерогенным веществом и запрещен к применению. Использование электроконтактных вставок, имеющих в своем составе сильно токсичные добавки, представляет собой экологическую опасность.

Задача, решаемая данным изобретением, - это создание недорого экологически чистого материала для электроконтактных вставок, обладающего наряду с хорошими антифрикционными свойствами высокими прочностью и износостойкостью, а также способностью стабильно работать при любых погодных условиях.

Поставленная задача решается тем, что спеченный материал для токосъемных скользящих контактов на основе железа, содержащий графит и медь, в соответствии с изобретением, содержит указанные компоненты в следующих количествах, мас.%: Графит - 8 - 18 Медь - 8 - 20 Железо - Остальное Сущность изобретения заключается в том, что заявляемый порошковый материал на основе железа благодаря высокому содержанию в нем графита обладает необходимыми для скользящих контактов антифрикционными свойствами, а также способностью мало изнашивать дорогостоящий контактнный провод. Применение специальной технологии позволяет получать материал для скользящих электроконтактных вставок, обладающий высокими прочностными свойствами и значительной износостойкостью.

В качестве основы спеченного материала взят восстановленный железный порошок с насыпной плотностью до 2 г/см³ - недефицитное, экономичное сырье, способное обеспечить высокий уровень прочностных свойств и хорошую износостойкость материала контактных вставок.

Графит ГК-1 в составе материала вставки повышает ее антифрикционные свойства и обеспечивает стабильность работы без дополнительного подвода смазки. Кроме того, графит улучшает прирабатываемость материала и значительно снижает износ контактного токоподводящего провода. Содержание графита в материале составляет 8 - 18 % по весу. Уменьшение количества вводимого в шихту графита (менее 8 мас.%) приводит к значительному снижению антифрикционных свойств материала, а увеличиение выше верхнего значения (более 18 мас.%) приводит к его резкому разупрочнению.

Медный порошок ПМС-1 значительно повышает прочностные свойства антифрикционного материала на основе железа. Благодаря наличию меди материал имеет более высокие физико-механические и электрические свойства по сравнению с железографитом. Содержание меди в предлагаемом материале составляет 8 - 20 % по весу. Данное количество меди обеспечивает оптимальное сочетание физико-механических и электрических свойств электроконтактных вставок. Уменьшение количества меди (менее 8 мас.%) снижает прочностные свойства материала и отрицательно влияние на его электрические свойства, увеличение же количества медной добавки (свыше 20 мас.%) приводит к значительному удорожанию электроконтактной вставки без существенного улучшения ее свойств.

Таким образом, повышение антифрикционных и прочностных свойств троллейбусных вставок, их прирабатываемости и износостойкости, снижение износа дорогостоящего контактного медного провода, улучшение экологической обстановки в городе путем отказа от электроконтактных вставок, содержащих свинец, достигается путем применения материала, получаемого методом порошковой металлургии и содержащего, мас.%: Графит - 8 - 18 Медь - 8 - 20 Железо - Остальное Для иллюстрации изобретения были подготовлены и испытаны смеси трех составов, мас. %: графит марки ГК-1, медный порошок марки ПМС-1, железный порошок, произведенный Сулинским АО СМЗ методом восстановления.

Смеси готовили следующим образом.

Вначале смешивали в необходимых расчетных количествах компоненты шихты в течение 1 ч в смешивающем устройстве (шаровая мельница, конусный смеситель) до получения однородной гомогенной смеси. Затем проводили прессование порошковых композиций при давлении 3 - 5 т/см² с последующим спеканием при температуре 1040 - 1050^oС в дуге эндогаза в течение 2 ч. Готовые изделия подвергали испытанию на износостойкость.

Вставки, изготовленные из композиций всех трех составов, показали удовлетворительные результаты при стендовых испытаниях на износостойкость.

Формула изобретения

Спеченный материал для токосъемных скользящих контактов на основе железа, содержащий графит и медь, отличающийся тем, что он содержит указанные компоненты в следующих количествах, мас.%: Графит - 8 - 18 Медь - 8 - 20 Железо - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1