Способ изготовления антифрикционного композиционного материала

22 3/26 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА(71) Заявитель Научно-исследовательский институт порошковой металлургии с опытным производством(73) Патентообладатель Научно-исследовательский институт порошковой металлургии с опытным производством(57 Способ изготовления антифрикционного композиционного материала, включающий приготовление смесей для рабочей части и основы, содержащих графит и железо, последовательное засыпание их в прессформу, прессование, спекание, пропитку составом на основе меди, отличающийся тем, что приготавливают смесь для рабочей части, дополнительно содержащую дисульфид молибдена, при следующем содержании компонентов, мас.графит - 1-3, дисульфид молибдена - 0,2-1, железо - остальное приготавливают смесь для основы при следующем содержании компонентов, мас.графит - 0,1-1, железо - остальное пропитку ведут составом, дополнительно содержащим олово, графит, алюминий, железо, при следующем содержании компонентов, мас.олово - 3-7, графит - 0,1-0, 9, алюминий - 0,1-0,9, железо - 3-7, медь - остальное а после пропитки проводят холодное доуплотнение в направлении проведения пропитки. Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам изготовления антифрикционных композиционных порошковых материалов на основе железа, подвергаемых пластической деформации. Известны способы получения антифрикционных изделий из материалов на основе железа, содержащих 1,5-3 углерода, включающий приготовление шихты, прессование и спекание 1, или композиционных антифрикционных изделий, включающий раздельное прессование заготовок частей изделий, их спекание, последующую обработку и пайку 2. Однако в первом случае изделие из антифрикционного материала имеет повышенную пористость и хрупкость и неспособно деформироваться, во втором случае образуется недостаточно прочный контакт между разнородными частями, что может привести к разрушению изделия при его пластической деформации. 4540 1 В качестве прототипа выбран способ изготовления горлового кольца для стеклоформующей машины,включающий приготовление шихт двух составов, последовательное засыпание их в пресс-форму, спекание и пропитку медью 3. Однако при данном способе образуется остаточная пористость, снижающая пластичность материала, а пропитка медью при температуре, выше температуры плавления меди, приводит к оплавлению материала основы, содержащей углерода более 1 , необходимое для получения удовлетворительной износостойкости. Техническая задача - повышение износостойкости антифрикционного композиционного материала с одновременным повышением его пластичности. Поставленная техническая задача достигается тем, в способе изготовления антифрикционного композиционного материала, включающем приготовление смесей для рабочей части и основы, содержащих графит и железо, последовательное засыпание их в пресс-форму, прессование, спекание, пропитку составом на основе меди, приготавливают смесь для рабочей части, дополнительно содержащую дисульфид молибдена, при следующем содержании компонентов, мас.графит - 1-3, дисульфида молибдена - 0,2-1, железо - остальное приготавливают смесь для основы, при следующем содержании компонентов, мас.графит - 0,1-1,0,железо - остальное, пропитку ведут составом, дополнительно содержащим олово, графит, алюминий, железо,при следующем содержании компонентов, мас.олово - 3-7, графит - 0,1-0,9, алюминий - 0,1-0,9, железо 3-7, медь - остальное, а после пропитки проводят холодное доуплотнение в направлении проведения пропитки. Экспериментально установлено, что инфильтрированный материал на основе состава рабочей части имеет удовлетворительные триботехнические свойства - коэффициент трения и износостойкость благодаря повышенному содержанию углерода и наличию твердой смазки - дисульфида молибдена, а на основе низкоуглеродистой стали состава основы имеет повышенную пластичность, что дает возможность его деформировать. Пропитка материалом на основе меди, содержащим олово, графит, алюминий, позволяет значительно снизить температуру пропитки и получить качественную поверхность изделия после пропитки. Холодное доуплотнение после пропитки позволяет исключить остаточную пористость и создать субструктуру, обеспечивающую повышение пластичности материала, проведение доуплотнения в направлении,перпендикулярном предварительной пропитке, приводит к созданию текстуры участков инфильтрата на основе меди и, как следствие, снижению пластичности материала. Сущность предлагаемого изобретения поясняется в примерах. Примеры 1-10. Исходные порошки в количестве (мас. ) для рабочей части графит (Гр) - 0,5 1 2 3 3,5 дисульфид молибдена (2) - 0 0,1 0,55 1 1,1 железо- остальное, для основы - графит - 0 0,1 0,55 1 1,1, железо - остальное смешивали в лопастном смесителе в течение 0,5 ч. Полученные составы последовательно засыпали в пресс-форму и прессовали до плотности 82 , прессовки спекали в защитно-восстановительной атмосфере эндогаза при температуре 1100 С и пропитывали при температуре 1080 С в защитновосстановительной атмосфере эндогаза составом (мас. ) олово- 2 3 5 7 8, графит - 0 0,1 0,5 0,9 1,алюминий (А) - 0 0,1 0,5 0,9 1, железо - 2 3 5 7 8, остальное медь . После пропитки проводили холодное доуплотнение при давлении 100 МПа в направлении проведения пропитки. Триботехнические свойства (коэффициент трения и износостойкость) и пластичность приведены в таблице. По способу-прототипу готовили смеси порошков рабочей части и основы (мас. ) рабочая часть - никель - 4, графит - 1,2, железо - остальное, основа графит - 0,5, железо - остальное, засыпали последовательно в пресс-форму, прессовали до плотности 85 , спекали в защитно-восстановительной атмосфере эндогаза при температуре 1200 С, пропитывали составом (мас. ) железо - 5, медь - ост. при температуре 1150 С в защитно-восстановительной атмосфере эндогаза. Свойства материала приведены в таблице. Состав рабочей Состав основы части 0,5 Гр, 0,1 2, 0 Гр,- ост.- ост. 1,0 Гр, 0,2 2, - ост. 2,0 Гр, 0,6 2, - ост. 3,0 Гр, 1,0 2, - ост. 3,5 Гр, 1,1 2, - ост. 2,0 Гр, 0,6 2, - ост. Состав пропитывающего материала 5 , 0,5 Гр,0,5 А 1, 5 , - ост. Направление Коэфхолодного фициент доуплоттрения нения Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать антифрикционные композиционные материалы с удовлетворительными триботехническими свойствами и повышенной пластичностью коэффициент трения- 0,009, износ - 0,35 г/км, относительное удлинение - 5,0 . Источники информации 1. Федорченко И.М., Пугина Л.И. Композиционные спеченные антифрикционные материалы. - Киев Наукова думка, 1980. 2.4425249 МПК 22 7/02, 1981. 3.2052319 МПК 22 3/12, 1996 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3