Самосмазывающийся порошковый материал для узлов трения

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНСГР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ77 7 ) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси 773 7 )77 2) Авторы Ковтун Вадим Анатольевич Пасовец Владимир Николаевич 773 7 )2777-Т.27.-792.-С 277-2757 КОВТУН В.А. и др 77 Весц Наць 1 янальнай акадэм 77 навук Беларус 7 Серь 1 я ф 1 з 1 ка-тэхн 1 чных навук - 2 7 7 7 7 - Не 7 . С. 7 7 -7 7 . КОВТУН В.А и др Полимерные композить 1 и трибология 7 Поликомтриб 2 7 7 7 ) Материалы международной на 77 7) Патентообладатель Государственное учно-технической конференции. - Гонаучное учреждение Институт ме- мель. 2 7 7) 7 7 - С 7 2 . ханики металлополимерных систем В 7 7 7 7 2 С 7 2 7 7 7 . имени В.А.Белого Национальной 7 7 7 5 7 77 7 7 академии наук Беларуси 777 7 ) 7 5 7 7 2 7 7 . 7 7 2 5 7 7 7 . 7 7 2 7 7 2 7 .Самосмазь 1 ваюшийся порошковый материал для узлов трения. содержащий медный порошок крупностью 7 7 7 -7 7 7 мкм. гранулы омедненного графита крупностью 7 7 7 -2 7 7 мкм в количестве 77-77 мас.при содержании меди в гранулах омедненного графита 7 7-75 мас. гранулы омедненного полимера крупностью 57-2 77 мкм в количестве 7 -9 мас.при содержании меди в гранулах омедненного полимера 5 7 -7 7 мас. гранулы омедненного свинца крупностью 57-7 7 7 мкм в количестве 5 -7 маспри содержании меди в гранулах омедненного свинца 2 7 -7 7 маси гранулы омедненного олова крупностью 27-77 мкм в количестве 7-5 мас.при содержании меди в гранулах омедненного олова 7 7 -2 7 мас.. отличающийся тем. что дополнительно содержит луковичные нано структуры углерода в количестве 7 .7 5 -7 .7 7 мас..Изобретение относится к области порошковой металлургии. в частности к порошковым композиционным самосмазываюшимся материалам. и может быть использовано в качестве износостойких антифрикционных материалов в металлоперерабатываюшей промышленности. авто- и тракторостроении. а также других отраслях машиностроенияИзвестны композиционные меднографитовые материалы. содержашие порошок меди и графита в количествах от нескольких до 7 57 ФедорченкоПугина Л.И Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Киев Наук Думка. 7 9 7 7 . с 2 7 7 )Недостатками таких материалов являются низкий срок службы и невысокая износостойкость.Наиболее близким к изобретению по технической сущности к достигаемому результату является самосмазывающийся материал для узлов трения. включающий медный порошоккрупностью 1 1 1 - 1 1 1 мкм. гранулы омедненного графита крупностью 1 1 11 -2 11 11 мкм в количестве 1 1 -1 1 мас.при содержании меди в гранулах омедненного графита 1 11 -1 5 мас. гранулы омедненного полимера крупностью 5 11 -2 11 мкм в количестве 1 -9 мас.при содержании меди в гранулах омедненного полимера 5 1 -1 1 мас. гранулы омедненного свинца крупностью 5 11 - 1 1 11 мкм в количестве 5 -1 мас.при содержании меди в гранулах омедненного свинца 2 1 -1 1 мас.и гранулы омедненного олова крупностью 2 11 -1 1 мкм в количестве 1 -5 мас.при содержании меди в гранулах омедненного олова 1 1 -2 1 мас.Недостатками известного материала являются низкие износостойкость и твердость порошковой матрицы. а также невысокий срок службы Задача изобретения состоит в повышении износостойкости материала и твердости порошковой матрицы. а также увеличении срока службы материала в узлах тренияПоставленная задача решается тем. что самосмазывающийся материал для узлов трения. содержащий медный порошок крупностью 1 11 11-1 1 1 мкм. гранулы омедненного графита крупностью 1 1 11 -2 11 11 мкм в количестве 1 1 -1 1 мас.при содержании меди в гранулах омедненного графита 1 11 -1 5 мас. гранулы омедненного полимера крупностью 5 11 -2 11 11 мкм в количестве 1 -9 маспри содержании меди в гранулах омедненного полимера 5 11 -1 11 мас гранулы омедненного свинца крупностью 5 11 -1 1 1 мкм в количестве 5 -1 мас.при содержании меди в гранулах омедненного свинца 21 -3 1 маси гранулы омедненного олова крупностью 2 11 -1 1 мкм в количестве 3 -5 мас .при содержании меди в гранулах омедненного олова 1 1 -2 1 мас.. дополнительно содержит луковичные наноструктуры углерода в количестве 1 .1 5 -1 .1 1 мас.Сущность изобретения состоит в следующем Использование луковичных наноструктур углерода в количестве 11 .11 5 -1 .1 1 мас.позволяет наиболее равномерно в максимальной степени заполнить свободное межчастичное пространство в порошковой матрице. не перекрывая поверхности остальных гранул наполнителей При этом повышается плотность и улучшаются антифрикционные свойства получаемого материала что обеспечивает уменьшение количества вынесенных из зоны трения частиц и. соответственно. повышение износостойкости самосмазывающегося порошкового материала Использование луковичных наноструктур углерода в количестве 11 .11 5 -1 .11 1 мас.позволяет также повысить твердость композиционного материала В результате увеличивается срок службы материала в узлах трения. особенно при воздействии высоких нагрузокСодержание луковичных наноструктур углерода в композиции на основе металлической матрицы в количестве менее 11 .11 5 маснедостаточно для эффективной реализации уникальных антифрикционных и прочностных свойств луковичных наноструктур углерода В результате снижается износостойкость и твердость материала. а также уменьшается его срок службы в узлах тренияЕсли содержание луковичных наноструктур углерода более 11 11 мас.. происходит ухудшение эксплуатационных характеристик антифрикционного композиционного порошкового материала за счет того. что луковичные наноструктуры углерода. попадая в области контактного взаимодействия компонентов материала. разупрочняют порошковую матрицу не позволяя создавать достаточно прочные металлические связи между частицами При этом повышается износ материала и уменьшается его срок службы в узлах тренияДля иллюстрации изобретения в табл. 1 приведены составы самосмазывающихся порошковых материалов для узлов трения. а в табл. 2 - их сравнительные характеристикиКомпоненты СаМОСМаЗЬПЗаЮЩИХСЯ Составы самосмазывающихся порошковых материалов для узлов трения материалов для узлов трения и их Характеристики по прототипу запредельные заявляемые запредельные КОНТРОЛЬНЬЮКрупность частиц Медного 1 О О 1 6 О порошка. мкм Содержание Медного порошка 6 д в материале. Мас.Крупность гранул омедненного 1 6 О , О О графита. МКМ Содержание гранул омедненного 1 6 0 графита в материале. Мас.КруПНОСТЬ гранул ОМСДНВННОГО 1 О 0 ц 1 6 0 полимера. МКМСОДРЖЗНИС гранул ОМСДНВННОГО полимера В МЭТВРИЗЛС. МЗССодержание Меди в гранулах омедненного полимера. Мас Крупность гранул омедненного 1 О О 1 6 О свинца. мкмСодержание гранул омедненного 6 свинца в материале. Мас Содержание Меди в гранулах омедненного свинца. Мас.Крупность гранул омедненного олова мкмСодержание гранул омедненного 4 олова в материале. мас. Содержание меди в гранулах омедненного олова. Мас.Содержание луковичных наноструктур углерода. МасСоставляющими Компонентами материалов явились медный порошок марки ПМС-В ГОСТ 1 9 1 11 -1 5 . гранулы графита марки ГМП. гранулы политетрафторэтилена ГОСТ 1 11 11 1 1 2 . гранулы порошка никеля ГОСТ 9 1 2 2 -1 9 . гранулы свинца марки С 2 ГОСТ 1 1 7 1 -1 1 . гранулы олова омедненные химическим способом. и луковичные наноструктуры углерода полученные методом пиролиза углеводородовМатериалы получали методом спекания порошковых композиций в специальной пресс-форме на установке при следующих показателях технологического процессаИспытания проводили в ИММС им В.А.Белого НАН Б на машине СМЦ-2 трением скольжения по схеме вал-частичный вкладыш при нагрузке 1 11 кПа и скорости 1 м/с Материалом контртела служила сталь 1 5 твердостью 1 1 Н 11 С . шероховатость поверхности 11 11.1 3 мкм Микротвердость порошковой матрицы определяли на приборе ПМТ-Э по ГОСТ 9151-111Как следует из приведенных данных. заявляемый самосмазываюЩийся порошковый материал для узлов трения. по сравнению с известным. характеризуется повышенной твердостью и износостойкостью. а также увеличенным сроком службыИз заявляемого самосмазываюшегося порошкового материала были изготовлены вкладыши подшипников скольжения для узлов трения сельскохозяйственной техники РДСУП ПСХ Ченки Натурные испытания подтвердили высокую эффективность заявляемого материала Срок службы и время межремонтного обслуживания узлов трения увеличилисьв 1 .1 -1 .15 разаНомера составов ХЗРЗКТСРИСТИКИ самосмазываюЩихся ПОрОШКОВЫХ МЗТВРИЗЛОВсамосмазываюЩихся для УЗЛОВ ТРНИЯпорошковых Материалов срок службы микротвердость порош- интенсивность для узлов Тролля в узлах трения. ч ковой матрицы. МПа изнашивания. мг/чПримечание Для определения характеристик были испытаны по 5 образцов каждого композиционного самосмазываюшегося порошкового материала и проведена статистическая обработка результатов испытаний.Национальный центр интеллектуальной собственности. 2 2 1 1 1 1 . г Минск. ул Козлова. 2 11 .