close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6085

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6085
(13) C1
(19)
7
(51) C 22C 33/02
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ПОРОШКОВЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
(21) Номер заявки: a 20000488
(22) 2000.05.24
(46) 2004.03.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт порошковой
металлургии" (BY)
(72) Авторы: Дмитрович Александр Анатольевич; Ермоленко Валентина Иосифовна; Артюхов Александр Николаевич; Моисеенко Игорь Леонидович;
Жарин Анатолий Лаврентьевич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
BY 6085 C1
(57)
Порошковый материал на основе железа, содержащий медь и графит, отличающийся
тем, что он дополнительно содержит олово, цинк, свинец, марганец, кремний и хром при
следующем соотношении компонентов, мас. %:
медь
6,8-10,2
графит
16-24
олово
0,4-0,6
цинк
0,4-0,6
свинец
0,4-0,6
марганец
0,1-0,3
кремний
0,1-0,3
хром
0,8-1,2
железо
остальное.
(56)
RU 2126457 C1, 1999.
RU 2044790 C1, 1995.
RU 95122519 A, 1997.
RU 2085336 C1, 1997.
RU 2033463 C1, 1995.
EP 0665300 A1, 1995.
WO 95/32827 A1.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к порошковым материалам на основе железа, и может быть использовано для изготовления контактных вставок токосъемников троллейбусов.
Известны порошковые материалы на основе железа, применяемые для изготовления
контактных вставок токосъемников троллейбусов, содержащие (мас. %): графита - 14 %,
меди - 4 %, свинца, олова или серебра 0,5-10 % (вводятся методом пропитки) [1]; 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 [2].
BY 6085 C1
Однако наличие в составе материалов дефицитных и дорогих (вольфрама, серебра и
олова) приводит к значительному удорожанию электроконтактной вставки.
Известен также порошковый материал на основе железа для электроконтактных вставок троллейбусов, выбранный в качестве прототипа, содержащий (мас. %): графита - 8-18,
меди - 8-20 [3].
Данный материал на основе железа обладает удовлетворительными для скользящих
контактов антифрикционными свойствами и способностью мало изнашивать контактный
провод. Однако материал недостаточно износостоек и его производство в условиях Беларуси довольно дорого из-за отсутствия собственной сырьевой базы (железный порошок
закупается за пределами Беларуси).
Задачей изобретения является создание недорогого порошкового материала для электроконтактных вставок, способного стабильно работать в любых погодных условиях, что
позволит увеличить срок службы порошковых вставок токосъемников.
Технический результат изобретения - повышение износостойкости материала.
Поставленная задача решается тем, что порошковый материал на основе железа, содержащий графит и медь, дополнительно содержит олово, цинк, свинец, марганец, кремний и хром при следующем соотношении компонентов (вес. %):
медь
6,8-10,2
графит
16-24
олово
0,4-0,6
цинк
0,4-0,6
свинец
0,4-0,6
марганец
0,1-0,3
кремний
0,1-0,3
хром
0,8-1,2
железо
остальное.
Олово, цинк, свинец и медь вводятся в материал в виде бронзы БрОЦС.
Марганец, кремний и хром вводятся с железом в виде порошка низколегированной стали
ШХ-15, получаемого переработкой обкатного шлама подшипниковой промышленности.
Сущность изобретения заключается в том, что заявляемый порошковый материал на
основе железа благодаря высокому содержанию в нем графита и наличию бронзы обладает необходимыми для скользящих контактов антифрикционными свойствами, а также
способностью мало изнашивать дорогостоящий медный токопроводящий провод. Очень
важно, что заявляемый материал является недорогим благодаря использованию отходов
шарикоподшипниковой стали. Стоимость порошка, получаемого переработкой шламовых
отходов подшипниковой стали, в 2-2,5 раза ниже стоимости железного порошка.
В качестве основы материала взят порошок низколегированной стали ШХ-15. Применение мелкодисперсного стального порошка (частицы менее 50 мкм составляют 60-70 %),
обладающего низкой насыпной плотностью (1,0-1,3 г/см3), позволяет получать порошковые композиции с повышенным содержанием графита, играющего роль твердой смазки в
процессе скольжения вставки токосъемника по медному проводу и предотвращающего
развитие процессов поверхностного разрушения пары трения. Наличие в составе порошка
стали ШХ-15 марганца, кремния и хрома приводит к легированию порошкового материала на основе железа, что уменьшает схватывание трущихся поверхностей и, как следствие,
увеличивает износостойкость материала.
Графит ГЛ-1 в составе материала оказывает основное влияние на износостойкость материала. Графит обеспечивает стабильность работы без дополнительного подвода смазки,
улучшает прирабатываемость материала и снижает износ контактного провода. Содержание графита в материале составляет 16-24 % по весу. С увеличением содержания графита
происходит уменьшение величины износа материала, однако введение графита более 24 мас. %
приводит к разупрочнению материала. Введение повышенного количества графита (20-24
2
BY 6085 C1
мас. %) возможно благодаря низкому насыпному весу мелкодисперсного порошка ШХ-15
в шихте. Уменьшение количества вводимого в шихту графита (менее 16 мас. %) снижает
антифрикционные свойства и износостойкость материала.
Бронза БрОЦС значительно увеличивает механическую прочность материала на основе железа за счет протекания процесса спекания в присутствии жидкой фазы, легирования
основы материала и образования сложных эвтектик. Материал имеет более высокие физико-механические и электрические свойства по сравнению с железографитом. Содержание
бронзы в предлагаемом материале составляет 8-12 % по весу. Уменьшение количества
бронзы (менее 8 мас. %) снижает прочностные свойства материала и отрицательно влияет
на его электрические свойства. Увеличение количества бронзы (свыше 12 мас. %), существенно не сказываясь на прочностных и электрических характеристиках, приводит к значительному удорожанию вставки токосъемника.
Таким образом, повышение механической прочности и износостойкости, теплопроводности и электропроводности, антифрикционных свойств, способности стабильно работать в любых погодных условиях троллейбусных вставок токосъемников достигается
путем применения материала, получаемого методом порошковой металлургии и содержащего, мас. %:
медь
6,8-10,2
графит
16-24
олово
0,4-0,6
цинк
0,4-0,6
свинец
0,4-0,6
марганец
0,1-0,3
кремний
0,1-0,3
хром
0,8-1,2
железо
остальное.
Сущность изобретения иллюстрируется примером.
Пример.
Подготовлены и испытаны смеси трех составов, мас. %: графит марки ГЛ-1, порошок
бронзы БрОЦС-5-5-5, порошок стали ШХ-15, полученный переработкой обкатного шлама
(таблица).
Исходные порошки просеивали и смешивали в необходимых расчетных количествах в
течение 1 ч в смешивающем устройстве (шаровая мельница, конусный смеситель) до получения однородной гомогенной смеси. Затем прессовали порошковые композиции при
давлении 3 т/см2 и спекали при температуре 980-1000 °С (состав прототипа - при
Т = 1050 °С) в среде эндогаза в течение 2 ч. Готовые изделия подвергались испытанию на
износостойкость на испытательной установке МТ-2.
медь
графит
олово
цинк
свинец
марганец
кремний
хром
железо
Приведенный износ, мкм/км
1
6,8
16
0,4
0,4
0,4
0,1
0,1
0,8
75
7,5*10-2
2
8,5
20
0,5
0,5
0,5
0,2
0,2
1,0
68,6
6,2*10-2
3
3
10,2
24
0,6
0,6
0,6
0,3
0,3
1,2
62,2
6,8*10-2
по прототипу
15
14
84
9,3*10-2
BY 6085 C1
Образцы, изготовленные из композиций всех трех составов, показали хорошие результаты при испытаниях (таблица). По сравнению с испытанными на данной установке образами, изготовленными по прототипу, износостойкость образцов из заявляемого
материала в 1,5 раза выше. Повреждения поверхности медного контртела и переноса меди
на поверхность испытанных образцов из заявляемого материала не наблюдалось.
Источники информации:
1. Патент CS 87231, МПК7 B60L5/08, 1958.
2. A.c. SU 434036, A1, МПК7 B60L5/08, 1973.
3. Патент RU 2126457, МПК7В60L5/08, 1999 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
119 Кб
Теги
by6085, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа