Состав для получения композиционного спеченного порошкового материала

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО СПЕЧЕННОГО ПОРОШКОВОГО МАТЕРИАЛА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Ковтун Вадим Анатольевич Пасовец Владимир Николаевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси(56)10808 1, 2008.2007114572 , 2008.2087575 1, 1997. КОВТУН В.А. и др. Новые материалы и технологии порошковая металлургия,композиционные материалы, защитные покрытия, сварка Материалы докладов 8-ой международной научно-технической конференции.- Минск, 2008.- . 96-97.95/10481 1.(57) Состав для получения композиционного спеченного порошкового материала, содержащий медный порошок крупностью 100-160 мкм, гранулы омедненного графита крупностью 160-200 мкм в количестве 16-17 мас.при содержании меди в гранулах омедненного графита 70-75 мас. , гранулы омедненного полимера крупностью 50-200 мкм в количестве 7-9 мас.при содержании меди в гранулах омедненного полимера 5060 мас. , гранулы омедненного никеля крупностью 100-200 мкм в количестве 3-5 мас.при содержании меди в гранулах омедненного никеля 25-35 мас. , гранулы омедненного хрома крупностью 25-75 мкм в количестве 6-8 мас.при содержании меди в гранулах омедненного хрома 30-40 мас.и углеродные нанотрубки в количестве 0,2-0,7 мас. , отличающийся тем, что дополнительно содержит фуллерены в количестве 0,02-0,04 мас. . Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к составам для получения порошковых композиционных материалов, и может быть использовано для изготовления износостойких изделий для машиностроения. Известны составы для получения композиционных порошковых меднографитовых материалов, содержащие порошок меди и графита в количествах от нескольких до 751. Недостатком таких составов являются невысокие физико-механические характеристики материалов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является состав для получения антифрикционного композиционного порошкового ма 12920 1 2010.02.28 териала для узлов трения, содержащий медный порошок крупностью 100-160 мкм, гранулы омедненного графита крупностью 160-200 мкм в количестве 16-17 мас.при содержании меди в гранулах омедненного графита 70-75 мас. , гранулы омедненного полимера крупностью 50-200 мкм в количестве 7-9 мас.при содержании меди в гранулах омедненного полимера 50-60 мас. , гранулы омедненного никеля крупностью 100200 мкм в количестве 3-5 мас.при содержании меди в гранулах омедненного никеля 2535 мас. , гранулы омедненного хрома крупностью 25-75 мкм в количестве 6-8 мас.при содержании меди в гранулах омедненного хрома 30-40 мас.и углеродные нанотрубки в количестве 0,2-0,7 мас.2. Недостатками известного состава являются низкая твердость и высокая пористость получаемого материала. Задача изобретения состоит в повышении твердости материала, а также уменьшении его пористости. Поставленная задача решается тем, что состав для получения композиционного спеченного порошкового материала, содержащий медный порошок крупностью 100-160 мкм,гранулы омедненного графита крупностью 160-200 мкм в количестве 16-17 мас.при содержании меди в гранулах омедненного графита 70-75 мас. , гранулы омедненного полимера крупностью 50-200 мкм в количестве 7-9 мас.при содержании меди в гранулах омедненного полимера 50-60 мас. , гранулы омедненного никеля крупностью 100-200 мкм в количестве 3-5 мас.при содержании меди в гранулах омедненного никеля 25-35 мас. , гранулы омедненного хрома крупностью 25-75 мкм в количестве 6-8 мас.при содержании меди в гранулах омедненного хрома 30-40 мас.и углеродные нанотрубки в количестве 0,2-0,7 мас. , дополнительно содержит фуллерены в количестве 0,02-0,04 мас. . Сущность изобретения состоит в следующем. Использование фуллеренов в количестве 0,02-0,04 мас.позволяет наиболее равномерно в максимальной степени заполнить свободное межчастичное пространство в порошковой матрице, не перекрывая поверхности остальных гранул наполнителей. При этом повышается твердость и снижается пористость композиционного материала. Содержание фуллеренов в композиции на основе металлической матрицы в количестве менее 0,02 мас.недостаточно для эффективной реализации их уникальных антифрикционных и прочностных свойств. В результате снижается твердость и увеличивается пористость материала. Если содержание фуллеренов более 0,04 мас.происходит ухудшение эксплуатационных характеристик композиционного спеченного порошкового материала за счет того,что фуллерены, попадая в области контактного взаимодействия компонентов материала,разупрочняют порошковую матрицу, не позволяя создавать достаточно прочные металлические связи между частицами. При этом снижается твердость материала. Для иллюстрации изобретения в табл. 1 приведены составы для получения композиционных спеченных порошковых материалов, а в табл. 2 - их сравнительные свойства. Составляющими компонентами композиционных спеченных порошковых материалов явились медный порошок марки ПМС-В ГОСТ 4960-75, гранулы графита марки ГМП,гранулы политетрафторэтилена ГОСТ 1007-72, гранулы порошка никеля ГОСТ 9722-79,гранулы порошка хрома, омедненные химическим способом, углеродные нанотрубки, полученные методом дугового испарения.графитового стержня, и фуллерены, полученные в плазме электрической дуги. Материалы получали методом спекания порошковых композиций в специальной прессформе на установке для электроконтактного спекания при следующих показателях технологического процесса усилие прижатия электродов, кН 9,5 ток, кА 17-19 12920 1 2010.02.28 Измерение твердости проводили на прессе Бринелля по ГОСТ 9012-59. Пористость спеченных композиционных материалов определяли методом гидростатического взвешивания по ГОСТ 18898-73. Как следует из приведенных данных, заявляемый композиционный спеченный порошковый материал, по сравнению с известным, характеризуется пониженной пористостью и повышенной твердостью. Таблица 1 Компоненты композиционных спеченных порошковых материалов и их характеристики Крупность частиц медного порошка,мкм Содержание медного порошка в материале, мас.Крупность гранул омедненного графита, мкм Содержание гранул омедненного графита в материале,мас.Содержание меди в гранулах омедненного графита,мас.Крупность гранул омедненного полимера, мкм Содержание гранул омедненного полимера в материале,мас.Содержание меди в гранулах омедненного полимера,мас.Крупность гранул омедненного никеля, мкм Содержание гранул омедненного никеля в материале,мас. Составы для получения композиционных спеченных порошковых материалов По прототипу 100160 64 12920 1 2010.02.28 Продолжение таблицы 1 Компоненты композиционных спеченных порошковых материалов и их характеристики Содержание меди в гранулах омедненного никеля, мас.Крупность гранул омедненного хрома,мкм Содержание гранул омедненного хрома в материале, мас.Содержание меди в гранулах омедненного хрома, мас.Содержание углеродных нанотрубок, мас.Содержание фуллеренов, мас. Составы для получения композиционных спеченных порошковых материалов По прототипу 30 Номера составов для получения композиционных спеченных порошковых материалов Характеристики композиционных спеченных порошковых материалов Твердость, НВ 65 70 80 90 100 110 115 105 90 75 70 60 50 Примечание Для определения характеристик были испытаны по 5 образцов из каждого композиционного спеченного порошкового материала и проведена статистическая обработка результатов испытаний. 12920 1 2010.02.28 Источники информации 1. Федорченко И.М., Пугина Л.И. Композиционные спеченные антифрикционные материалы. - Киев Наук. Думка, 1980. - С. 237. 2. Патент РБ 10808, МПК 7 С 22 С 9/00, 1/05, 2008 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5