Самосмазывающийся материал

Самосмазывающийся материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (1,) 535336

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со.оз Советскик

Соииапистинескнк

Респубпик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.08.75 (21) 2168050/04 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.76. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 13.12.76 (51) М, Кл. С 10М 7/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.892(088 8) (72) Авторы изобретсппя

И. A Кондратьев, В. И. Костиков, В. Ф. Мелехин, А. М. Златкис, E. Ф. Филимонов, И. М. Розенман, А. Н. Варенков, В. П. Чучин и И. С. Пятов (71) Заявитель (54) САМОСМАЗЫВАЮЩИЙСЯ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к области высокопрочных самосмазывающихся материалов, работающих при повышенных динамических нагрузках, температурах и скоростях, например в элементах трения агрегатов в машиностроении.

Известен антифрикционный материал на углеродной основе, сухой смазки и сплава сурьмы с железом jl).

Известен также антифрикционный материал, состоящий из, вес. %: сплав алюминия с кремнием и марганцем 15 — 35, сухая смазка

5 — 20 и углеродная основа до 100, где в сплав алюминия введено, вес. %. кремний 0,5 — 5,0 и марганец 0,2 — 1,5.

Этот материал обладает высокой износостойкостью и статической прочностью (2). Однако основным недостатком этих материалов является сравнительно невысокая динамическая прочность (ударная вязкость, изгиб и модуль упругости), что особенно важно в условиях вибрации и знакопеременных нагрузок.

Целью изобретения является повышение динамической прочности антифрикционного самосмазывающегося материала. Цель достигается тем, что самосмазывающийся материал на углеродной основе, сухой смазки содержит сплав на основе алюминия с 1 — 5 вес. % титана и 3 — 7 вес. % олова, Состав самосмазывающегося материала, вес. %:

Сухая смазка 4 — 20

Сплав алюминия с титаном и оловом 25 — 55

Углеродная основа До 100

В качестве углеродной основы используют карбонизованные сырой кокс, полукокс, пек

10 и т. д. В качестве сухих смазок могут быть использованы такие, как искусственный или естественный графит, нитрид бора, дисульфид молибдена и др.

Использование указанного сплава обеспе15 чивает прочную химическую связь на границе углерод †мета за счет образования закрытой карбидной фазы оптимальной толщины (5 — 20 мкм), что обусловлено введением в сплав алюминия добавок титана и олова.

Для получения предлагаемого материала измельченный нефтяной или пековый полукокс или каменноугольный пек (температура размягчения 135 — 250 С) с добавкой сухой смаз25 ки прессуют без нагревания при удельном давлении 500 — 1000 кг/см, подвергают термообработке в окислительной среде при 150—

300 С, карбонизуют при 1000 — 1300 С и пропитывают сплавом алюминия (88 — 96 вес. о

ЗО алюминия, 1 — 5 вес. % титана и 3 — 7 вес. %

535336

Таблица 1

Состав сплава, вес. о, Характеристики

Ударная вязкость кг см/см

Прочность при изгибе, кг/см

Алюминий

Олово

Титан

4,5

12,0

6,5

95,5

90,0

92,0

88,0

94,0

90,0

1300

0,5

4

4

1750

14,5

Таблица 2

Состав материала, вес. „

Характеристики

Естественный графит

Предел прочности при изгибе, кг/спи

Ударная вязкость, кг/см

Модуль упругости

Е.10, кг/см

Карбоиизованный сверхтвердый пек

Сплав

8,3

10,2

12,1

15,0

1800

2,9

3,3

3,4

3,8

66

24

55 олова) при температуре 600 — 1000 С и давлении 10 — 40 ати.

П р и м ер 1. Материал на основе карбонизованного каменноугольного сверхтвердого пека (тем пер атур а р аз мягчения 230 С) .

Объемный вес углеродной основы, 1,64 г/смз.

Состав сплава, вес. /в.

Алюминий 95

Титан 1,5

Олово 3,5

Соотношение ингредиентов, вес. %..

Углеродная основа 70

Естественный графит 5

Сплав 25

Объемный вес материала 1,94 г/см .

Пример 2. Материал на основе карбонизованного пекового полукокса.

Объемный вес углеродной основы 1,60 г/см .

Как видно из табл. 1, отклонение от оптимального состава сплава приводит к ухудшению динамической прочности предлагаемого м атер и ал а.

В табл. 2 приведены свойства предлагаемого материала в зависимости от содержания сплава (по примеру 1) при одинаковой углеродной основе и сухой смазке.

Как видно из табл. 2, уменьшение в материале содержания сплава приводит к снижению прочности материала.

Состав сплава, вес. %.

Алюминий 93,5

Титан 3,5

Олово 3

5 Соотношение ингредиентов, вес. .

Углеродная основа 55

Нитрид бора 10

Сплав 35

Объемный вес материала 2,0 г/см .

10 Пример 3. Материал на основе карбонизованного нефтяного полукокса.

Объемный вес углеродной основы 1,56 г/см .

Соотношение ингредиентов, вес. %.

Углеродная основа 35

15 Искусственный графит 20

Сплав 45

Объемный вес материала 2,3 г/см .

В табл. 1 приведены свойства предлагаемого материала в зависимости от состава спла20 ва (по примеру 3).

Увеличить содержание сплава в материале более 55 вес. % не представляется возможным из-за размера пор и наличия открытой пористости углеродной основы.

40 В табл. 3 приведены сравнительные свойства предлагаемого и известного материалов.

Как видно из табл. 3, динамическая прочность предлагаемого материала в 1,5 — 2 раза выше, чем у известного. Это дает возмож45 ность увеличить моторесурс работы двигателей, работающих в условиях вибрации и знакопеременных нагрузок.

535336

Таблица 3

Материал

Показатели предлагаемый известный

1,8 — 2,4

4300 †58

1,8 — 2,6

3500 — 5000

Сухая смазка

4 — 20

Сплав алюминия с титаном и оловом 25 — 55

1400 — 1800

10 — 15

1000 †12 10

Углеродная основа

До 100

2,4 — 2,8

3,2 — 3,8

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

Формул а изобретения 1. Авт. св. № 400751, М. Кл з F 16С 33/04, 1973.

Самосмазывающийся материал на углерод- 2. Авт. св, № 437800, М. Кл, С 10М 7/02, ной основе, сухой смазки и сплава на основе 20 1974 (прототип).

Составитель Е. Пономарева

Техред Е. Подурушина

Корректор 3. Тарасова

Редактор Т. Девятко

Заказ 2541/8 Изд. ¹ 1815 Тираж 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Объемный вес, г/смз

Предел прочности при сжатии, кг/см

Предел прочности при изгибе, кг/см

Ударная вязкость, кг см/см

Модуль упругости Е 10, к г/см2 алюминия, отлич а ющий ся тем, что, с целью повышения динамической прочности материала, он содержит сплав на основе алюминия с 1 — 5 вес. % титана и 3 — 7 вес. % оло5 ва при следующем содержании компонентов материала, вес. :