Антифрикционный керамический материал

Антифрикционный керамический материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(61) дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 03. 02. 75 (2)) 21039 10/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05.09.77.Бюллетень № 33 (46) Дата опубликования описания 13.10.77 (53) М. л.

С 09 K3/OOt/

//Р 16 С 33/04

Гасудерстеенный наннтет

Саввта Инннстрае СССР аа делан неааретеннй п атнрытнй (53) УДК 621. .893. (088.8) (72) Авторы изобретения

Г ° Остапенко, B. М. Хрусталев, H. Н. Зудин, B. И. Гайгеров и A. Г. Бичев (7l) Заявитель (54) AHTHC PVIKkiHOHHblA KEPAMH ECKHé

МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к антифрикционным керамическим материалам на основе тугоплавких соединений, которые предназначены для работы в условиях сухого т = -.èÿ лри повышенных температурах, например для 5 уплотнений вращающегося теплообменника газотурбинной силовой установки.

Известны керамические материалы на ,основе туголл авких соединений, применяемые для уплотнений вращающегося теплообмен- ит ника, состоящие из карбидов хрома, титана или кремния или содержащие в качестве основы окислы металлов, например никеля, кобальта и меди, с добавками фторидов лития, натрия, бария или кальция (1Ц2). тб

Недостатками этих материалов являют» ся либо неудовлетворительные антифрикционные свойства, либо невысокий диапазон рабочих температур. 20

Из известных антифрикционных керамических материалов, применяемых для уплотнений вращающегося теплообменника, наиболее высокотемлературным является материал, который содержит в основе туголлав- 2$ кое соединение — окись никеля и добавки фтористого кальция (3).

Однако такой керамический материал, изготовленный методом горячего прессования и, в частности, нанесенный плазменным напылением на подложку из нержавеющих сталей, имеет высокий коэффициент трения

,бо".ее 0,25), значительный износ и низкую термостойкость. Он способен выдерживать не более 2-3 нагревов до 750 С.

С цепью снижения коэффициента трения и повышения износо- и термостойкости предлагаемый антифрияционный керамический материал содержит в качестве тугоплавкого соединения нитридкремния и дололнитель-! но окись магния при следующем соотношении между компонентами в весЛ:

Нитрид кремния 80-90

Окись магния 5-10

Фтористый кальций 5-10

Предлагаемый антифрикци онный материал получают методом горячего прессования в графитовых пресс-формах при 1300 С и удельном давлении 380 кг/сек.

Попучеиный материап по сравнению с известным имеет меньший (в 2-3 раза) коэффициент трения и повышенную износои термостойкость, меньшую (в 2-3 раьа) скорость износа и способен выдерживать более 10 цикпов нагрева до 750 С с поспедующим охпаждением в воде ипи на воздухе.

Пример 1. Смешивают 85 г нитрида кремния, 5 r окиси магния и 10 г фто- 1() ристого капьция. Смесь подвергают горячему прессовапию в графитовых пресс-формах при 1300 С и удепьном давпении

380 кг/смв °

Попученный керамический материал испы- l5 тывают на трение, износ и термостойкость.

Испытания на трение и износ проводят на экспериментапьн ой установке 07 2 при огноситепьной скорости скопыкения Ч „0 25 м/сек и нагружающем усилии Р„О,4 кг/см Ю при 20 и 450 С. Пои указанных усповиях испытания коэффициент трения данного материапа при 20 С равен 0,2,при 450 С— окопо 0,6, а скорость износа при 20 С

0,15 мкм/час. 25

Испытания на термостойкость проводят путем нагревания опытных образцов в муфепьной печи до 756 С с последующим охпаждением на воздухе ипи в воде. Предпагаемый керамический материал выдерживает бопее 10 вышеуказанных нагревов с охлаждением в воде и бопее 100 при охлаждении на воздухе.

Пример 2. Приготовпяют керамический материал по примеру 1 из порошковой смеси, содержащей 80 r нитрида кремния, 10 г окиси магния и 10 г фтористого капьция.

Попученный керамический материал поо- 4 пе испытания на трение, износ и термостойкость в усповиях примера 1, в частности при ец0,4 м/сек и Рк 0,1 кг/смй, имеет коэффициент трения при 20 С,, pasный Î, 1, cmop ость износа О, 1 MKM/час и вЬщерживает бопее 100 цикпов нагрева до 750 С, при охлаждении на воздухе.

Предпагаемый антифрикционный материал благодаря упучшенным антифрикционным свойствам имеет расширенную обпасть применения и может быть рекомендован дпя изготовления узлов трения в виде копец, втупок ипи тонких нистов, прикреппенных механическим способом ипи с помощью диффузионной сварки к подложке, работающих в усповиях сухого трения при температуре, достигающей 800 С.

Формупа изобретения

Антифрикционный керамический материап, вкпючающий тугоппавкое соединение и фтористый кальций, î r и и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения коэффициента трений и повышения износЬ- и термостойкости материапа, он содержит в качестве

1 тугоппавкого соединения нитрид кремния и допопнитепьно окись магния при спедующем соотношении между компонентами (в вес.%):

Нитрид кремния 80-90

Окись магния 5-1 О

Фтористый каньций 5-10

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США ¹ 3407866, кл.165-9, 29. 10.68.

2. Патент США ¹ 3659861, кп. 277-96, 02.05.72.

3. Патент Ангпии № 1297869, кп. Р4 И

29.11.72.

Составитель Л. Романцева

Редактор 3. Бородкина Техред О. Луговая Корректор А. Гриценко

Заказ 3199/17 Тираж 834 П одп исн ое

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиап ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4