Способ изготовления антифрикционного материала с повышенной износостойкостью

(51)22 3/12, 3/16, 3/26 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА С ПОВЫШЕННОЙ ИЗНОСОСТОЙКОСТЬЮ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Дьячкова Лариса Николаевна Дмитрович Александр Анатольевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(56)4540 1, 2002. Федорченко И.М. и др. Композиционные спеченные антифрикционные материалы. - Киев Наукова думка, 1980. С. 68-73, 80-85, 150-153, 349-351.1654362 1, 1991.429120, 1974.(57) Способ изготовления антифрикционного материала с повышенной износостойкостью,включающий прессование шихты, содержащей 1-3 мас.графита, 0,2-1,0 мас.дисульфида молибдена и остальное - железо, спекание прессовки и ее пропитку составом, включающим 3-7 мас.олова, 0,1-0,9 мас.графита, 0,1-0,9 мас.алюминия, 3-7 мас.железа и остальное - медь, отличающийся тем, что используют шихту, дополнительно содержащую 3-10 мас.карбида хрома 32, и состав для пропитки, дополнительно включающий 2-4 мас.свинца, а спекание проводят при температуре 1050-1100 С. Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам изготовления антифрикционных порошковых материалов на основе железа, применяемых для деталей узлов трения. Известны способ получения антифрикционных изделий из материала на основе железа, содержащего 1,5-3 углерода, включающий приготовление шихты, прессование и спекание 1 или способ изготовления износостойких деталей, содержащих 5-12 порошка лигатуры ПХ 18 Н 15 и 1-1,5 углерода, железо - остальное, инфильтрированных медью 2. Однако в первом случае изделия из антифрикционного материала имеют повышенную пористость и невысокую износостойкость, во втором случае материал также имеет невысокую износостойкость из-за невысокого содержания хрома 0,9-2,2 , который находится в материале в виде твердого раствора хрома в железе, а также инфильтрации медью,имеющую низкую твердость и прочность. В качестве прототипа выбран способ изготовления антифрикционного композиционного материала, включающий прессование основы из состава 1-3 графита, 0,2-1 дисульфида молибдена, железо - остальное, спекание основы, пропитку составом 3-7 олова, 0,1-0,9 графита, 0,1-0,9 алюминия, 3-7 железа, медьостальное 3. 7514 1 2005.12.30 Однако изделия, изготовленные из такого материала имеют невысокую износостойкость из-за низкой твердости основы, не содержащей легирующих элементов, а также пропитывающий материал, не содержащий включений твердой смазки, обеспечивает невысокие значения усилия схватывания, что еще более снижает износостойкость. Задача - повышение износостойкости антифрикционного материала. Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления антифрикционного материала с повышенной износостойкостью, включающем прессование шихты, содержащей 1-3 мас.графита, 0,2-1 мас.дисульфида молибдена и остальное - железо, спекание прессовки и ее пропитку составом, включающим 3-7 мас.олова, 0,1-0,9 мас.графита,0,1-0,9 мас.алюминия, 3-7 мас.железа и остальное - медь, используют шихту, дополнительно содержащую 3-10 мас.карбида хрома 3 С 2, и состав для пропитки, дополнительно включающий 2-4 мас.свинца, а спекание проводят при температуре 1050-1150 С. Экспериментально установлено, что введение в стальную шихту 3-10 мас.карбида хрома в виде орторомбического карбида 3 С 2, имеющего высокую твердость - 1350013600 МПа и стойкость к разложению при нагреве, а также спекание при температуре 1050-1150 С позволяет существенно повысить твердость основы и соответственно износостойкость материала. Включения стойкого орторомбического карбида хрома в количестве 3-10 мас.создают гетерогенную структуру, имеющую повышенную износостойкость. При содержании карбида хрома менее 3 мас.существенного повышения износостойкости материала не наблюдается, при содержании карбида хрома более 10 мас.твердость материала существенно повышается и происходит значительное изнашивание контртела в узле трения. Температура спекания 1050 С недостаточна для получения необходимой прочности материала, соответственно износостойкости. При спекании выше 1150 С начинает интенсивно разлагаться карбид хрома, хром диффундирует в железную матрицу, повышая ее однородность и твердость, однако износостойкость материала падает. Введение в пропитывающий материал 2-4 мас.свинца, создающего при трении защитную пленку, препятствующую схватыванию, обеспечивая снижение коэффициента трения и повышение предельного усилия схватывания и износостойкость материала. При содержании менее 2 мас.свинца существенных изменений в свойствах материала не наблюдается, при более 4 мас.- значительно снижается прочность материала. Сущность предлагаемого изобретения поясняется в примерах. Примеры 1-5 Исходные порошки в количестве (мас. ) графит - 1,5 дисульфид молибдена - 0,5,карбид хрома - 1 3 6,5 10 12, железо - остальное смешивали в лопастном смесителе в течение 0,5 ч. Полученную шихту засыпали в пресс-форму и прессовали до плотности 82 , прессовки спекали в защитно-восстановительной атмосфере эндогаза при температуре 1050 1100 1150 С и пропитывали при температуре 1080 С в защитно-восстановительной атмосфере эндогаза составом (мас. ) олово - 5 графит - 0,5 алюминий - 0,5 железо - 5 свинец - 0,5 2 3 4 5,5 медь - остальное. Свойства материала приведены в таблице. По способу-прототипу исходные порошки (мас. ) графит - 1,5 железо - остальное,засыпали в пресс-форму, прессовали до плотности 82 , спекали в защитно-восстановительной атмосфере эндогаза при температуре 1100 С, пропитывали составом (мас. ) олово - 5 графит - 0,5 алюминий - 0,5 железо - 5 медь - остальное при температуре 1080 С в защитно-восстановительной атмосфере эндогаза. Свойства материала приведены в таблице. Предель- Предел ное прочности усилие при рассхватыва- тяжении,ния, кг/см 2 МПа Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить износостойкость антифрикционного материала - износ снижается в 1,8 раза, коэффициент трения - в 1,25 раза, предельное усилие схватывания повышается в 2,7 раза, прочность повышается в 1,13 раз. Источники информации 1. Федорченко И.М., Пугина Л.И. Композиционные спеченные антифрикционные материалы. - Киев Наукова думка, 1980. 2.93057633, МПК 22 3/26, С 22 С 1/04, 1993. 3.П. 4540, МПК 722 1/00, 3/26, 2002 // Бюл.2 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.