Спеченный фрикционный материал на основе меди

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПЕЧЕННЫЙ ФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ МЕДИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Дмитрович Александр Анатольевич Артюхов Александр Николаевич Роговой Александр Николаевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Спеченный фрикционный материал, содержащий медь, олово и графит, отличающийся тем, что дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.олово 5-6 графит 12-14 титан 5-7 медь остальное. Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным фрикционным материалам, предназначенным для работы в узлах трения машин и механизмов в условиях жидкостного трения. Известные фрикционные материалы состоят из меди (основа), легированной оловом,цинком или алюминием, твердых смазок (графит, дисульфид молибдена, свинец и т.д.) и фрикционных добавок (окись алюминия, карбиды и нитриды металлов, окись кремния и т.п.) 1. Известны фрикционные материалы (диафрикты) на основе меди, легированные оловом, в которых изменяется в основном содержание двуокиси кремния и графита. При этом отношение содержания двуокиси кремния и графита сохраняется постоянным 1. Недостатками данных материалов являются низкий коэффициент трения и значительный износ при повышенных нагрузках. Известен фрикционный материал на основе меди, имеющий следующий состав(мас. ) - прототип 1 олово - 810, графит - 68, свинец - 79, железо - 35, медь остальное. Недостатками этого материалами являются низкий коэффициент трения и недостаточный коэффициент стабильности момента сил трения (отношение среднего моментаср трения к максимальному моменту тренияст 18489 1 2014.08.30 материал в своем составе содержит свинец, который является экологически вредным веществом. Технической задачей, которую решает предлагаемое изобретение, являются увеличение коэффициента трения и повышение коэффициента стабильности момента сил трения. Поставленная задача решается тем, что материал на основе меди, содержащий олово,графит, дополнительно содержит порошок титана при следующем соотношении компонентов (мас. ) олово 56, графит - 1214, титан - 57, медь - остальное. Использование порошка титана в данном материале позволяет дополнительно легировать медь, что приводит к повышению прочности несущей матрицы. Кроме того, часть титана расходуется на образование нитрида титана, который играет роль фрикционной добавки, обеспечивающей повышение коэффициента трения при скольжении, так как частицы титана прочно связаны с матрицей за счет диффузионного соединения с частицами меди, материал не разупрочняется из-за введения порошка титана. И в данную композицию можно дополнительно вводить большее количество графита, который обеспечивает более плавную работу фрикционного элемента (повышает коэффициент стабильности момента сил трения). Повышение содержания графита более 14 приводит к разупрочнению материала и его повышенному износу. Повышение содержания титана более 7 также ведет к повышенному износу материала из-за того, что часть титана слабо связана с матрицей из-за ограниченной растворимости титана в меди. Содержание титана менее 5 не обеспечивает повышение коэффициента трения из-за того, что образовавшихся при спекании частиц нитрида титана недостаточно для увеличения коэффициента трения, поэтому содержание титана в количестве 57 является оптимальным. В процессе спекания часть титана диффузирует в медь, упрочняя матрицу, а часть титана соединяется с азотом, содержащимся в защитной атмосфере, образуя нитрид титана,являющимся фрикционным материалом. Испытания, проведенные на инерционном стенде ИМ-58 при скорости скольжения 10 м/с и усилии сжатия 2 МПа, изделий, изготовленных из известного и предлагаемого материала и неподвижного образца из стали 45, в масляной среде показали следующие результаты Образец Коэффициент стабильности сил трения 0,75 0,4 Пример конкретного выполнения, подтверждающий возможность осуществления заявленного изобретения. Порошки материалов (вес. ) медь - 75, олово - 6, графит - 13, титан - 6 - смешивали в лопастном смесителе в течении одного часа. Приготовленную шихту напекали на стальную основу (диск) в проходной конвейерной печи с защитной атмосферой (эндогаз) при температуре 850 С. Напеченный фрикционный материал уплотняем усилием 2000 кН на прессе с одновременным выдавливанием маслоотводящих канавок. Полученную заготовку спекали под нагрузкой 0,1 кН в шахтной печи в атмосфере эндогаза при температуре 840 С в течении двух часов. Спеченный диск испытывали на инерционном стенде ИМ-58 в условиях смазки при скорости скольжения 10 м/с и усилии сжатия 2 МПа в паре с диском из стали 45. Результаты испытаний коэффициент трения - 0,09 износ - 3 мкм/км коэффициент стабильности сил трения - 0,75. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.