close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13052

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.04.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 22C 33/02
B 22F 1/00
ПОРОШКОВЫЙ АНТИФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ
НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
(21) Номер заявки: a 20081439
(22) 2008.11.13
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(72) Авторы: Дьячкова Лариса Николаевна; Волчек Анатолий Яковлевич;
Глуховский Игорь Анатольевич; Воронецкая Леонора Яковлевна; Перцев Александр Владимирович (BY)
BY 13052 C1 2010.04.30
BY (11) 13052
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(56) RU 2101380 C1, 1998.
BY 8765 C1, 2006.
SU 1366293 A1, 1988.
UA 56743 A, 2003.
BY 6085 C1, 2004.
ФЕДОРЧЕНКО И.М. и др. Композиционные спеченные антифрикционные
материалы. - Киев: Наукова думка,
1980. - C. 150-153.
(57)
Порошковый антифрикционный материал на основе железа, полученный из шихты,
содержащей 1,0-3,0 мас. % графита и медь, отличающийся тем, что получен из шихты,
дополнительно содержащей бикарбонат натрия с размером частиц 100 мкм и свинец при
следующем соотношении компонентов, мас. %:
графит
1,0-3,0
медь
15-25
бикарбонат натрия
0,1-0,3
свинец
6-12
железо
остальное.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к порошковым антифрикционным материалам на основе железа, применяемым для изготовления изделий, работающих в условиях повышенного износа, тепловых и механических
воздействий.
Известны порошковые антифрикционные материалы на основе железа, для получения
которых в шихту вводят, мас. %: 1,3-2,1 графита, 2,9-3,7 кремния, 3,5-5,0 меди, 0,1-0,2
сурьмы, 0,03-0,07 кальция, 0,3-0,7 хрома, железо - остальное [1], или 1,5-2,2 графита, 1,53,0 кремния, 1,5-4,0 меди, 0,5-1,0 бора, 0,005-0,01 кальция, железо - остальное [2], или 0,23,0 графита, 2,0-23,0 никеля, 0,4-15,0 хрома, 0,3-3,5 дисульфида молибдена, железо - остальное [3].
Однако первый и второй материалы содержат кремний и кальций, а первый - еще и
сурьму, которые после спекания охрупчивают материал и снижают его прочностные свойства, а третий материал содержит хром и никель, являющиеся дорогостоящими элементами, кроме того, введение хрома осложняет спекание материала, так как требует
BY 13052 C1 2010.04.30
остроосушенной атмосферы для предотвращения его окисления. Кроме того, данные материалы обладают недостаточной износостойкостью и прочностью для изделий, работающих в отсутствие дополнительной смазки и при повышенных скоростях.
Известен также порошковый антифрикционный материал на основе железа, шихта которого содержит, мас. %: 4-5 меди, 4-5 никеля, 0,7-1,5 хрома, 2-4 дисульфида молибдена,
0,3-0,5 бора, железо - остальное [4].
Однако материал имеет недостаточную износостойкость и прочность для изделий, работающих в отсутствие дополнительной смазки и при повышенных скоростях. Кроме того, введение хрома и бора в материал, имеющих повышенное сродство к кислороду,
требует остроосушенной атмосферы спекания.
В качестве прототипа выбран порошковый антифрикционный материал на основе железа, полученный из шихты, содержащей 1,0-3,0 мас. % графита и медь [5].
Однако материал имеет недостаточную износостойкость.
Техническая задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в повышении износостойкости материала.
Поставленная техническая задача решается тем, что порошковый антифрикционный
материал на основе железа получен из шихты, дополнительно содержащей бикарбонат
натрия с размером частиц менее 100 мкм и свинец при следующем соотношении компонентов, мас. %: графит - 1,0-3,0; медь - 15-25; бикарбонат натрия - 0,1-0,3; свинец - 6-12;
железо - остальное.
Экспериментально установлено, что введение меди в количестве 15-25 % приводит к
существенному (в 1,8-2,5 раза) повышению теплопроводности материала, снижению его
пористости и, соответственно, повышению износостойкости. Повышение содержания меди более 25 % нецелесообразно, так как теплопроводность материала практически не изменяется. Введение меди менее 15 % приводит к существенному уменьшению
теплопроводности материала.
Введение 6-12 % свинца, который является твердой смазкой и в процессе трения образует тонкий слой на поверхности изнашиваемого изделия, препятствующий схватыванию
изделия с контртелом, также обеспечивает повышение износостойкости материала. Введение свинца менее 6 % не обеспечивает создания непрерывной пленки на изнашиваемом
изделии, а более 12 % - приводит к резкому снижению прочности материала.
Добавка 0,1-0,3 % бикарбоната натрия со средним размером частиц менее 100 мкм
приводит к измельчению зерна материала при спекании, что повышает износостойкость
материала. Введение бикарбоната натрия менее 0,1 % нецелесообразно, так как эффект его
введения недостаточен, а более 0,3 % - приводит к появлению в материале пор. Применение порошка бикарбоната натрия со средним размером частиц более 100 мкм приводит к
неравномерному его распределению в материале, а также увеличению размера пор.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется в примерах.
Примеры 1-5.
Исходные порошки в количестве (мас. %): графит - 2; медь - 10, 15, 20, 25, 30; свинец 3, 6, 9, 12, 15; бикарбонат натрия - 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,5, остальное - железо смешивали в лопастном смесителе в течение 0,5 ч. Из полученной шихты прессовали при давлении
500 МПа заготовки диаметром 10 мм, высотой 12 мм и спекали при температуре
1020 + 20 °С в защитно-восстановительной атмосфере эндогаза.
Износостойкость материала определяли на машине трения МТ-3 при удельном давлении 10 МПа, скорости вращения 6 м/с. Контртелом служила закаленная сталь 40Х.
Износ образцов измеряли на оптиметре с точностью 0,001 мм. Образцы замеряли до и
после испытания.
Материал по прототипу (мас. %): 2 графита, 5,5 меди, остальное - железо готовили по
технологии примеров 1-5 и испытывали при тех же режимах, что и в примерах 1-5. Износостойкость материалов приведена в таблице.
2
BY 13052 C1 2010.04.30
№ примера
1
2
3
4
5
Прототип
Графит
2
2
2
2
2
2
Содержание компонентов, %
Бикарбонат
Медь
Свинец
натрия
10
3
0
15
6
0,1
20
9
0,2
25
12
0,3
30
15
0,5
5,5
-
Железо
Ост.
Ост.
Ост.
Ост.
Ост.
Ост.
Износ, мкм/км
0,021
0,008
0,0052
0,005
0,005
0,045
Таким образом, предлагаемый материал позволяет повысить износостойкость антифрикционного материала на основе железа в 9 раз.
Источники информации:
1. RU 2332484, МПК C 22C 33/02, 2006.
2. RU 2006141770, МПК C 22C 33/02, 2006.
3. JP 2004-232088, МПК B 22F 1/00, C 22C 38/00, 2004.
4. RU 2006141744, МПК B 22F 1/00, 2006.
5. RU 2101380, МПК C 22C 38/20, 1998 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
77 Кб
Теги
by13052, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа