Самосмазывающийся материал и способ его получения

(19)(11) 146 А ОПИ ОБР НИ ТЕЛ ЬСТВ ОРС 5-15.1 е иэ это- ребуемую бите ыход изо- ийся- 25 30-35,50-65, а ное. тери омо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательский институтконструкционных материалов на основеграфита(72) В,Д,Телегин, И.А.Кондратьев, Т.А.Журавлева, А.М.Златкис, В.С.Курицын и В.Б.Чистя(56) Авторское свидетельство СССРМ 454848, кл. Р 16 С ЗЗ/16, 1973.Авторское свидетельство СССРМ 652207, кл. С 10 М 169/04, 1979,(54) САМОСМАЗЫВАЮЩИЙСЯ МАТЕРИАЛИ СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ(57) Использование: в качестве элементовтрения, например поршневых и сальникоИзобретение относится к самосмазывающимся материалам, полученным сг;особом совмещенного прессования и обжига (СПО). Изделия из конечного материала предназначены для использования в качестве элементов трения, например, поршневых и сальниковых уплотнений в компрессорах без смазки, компремирующих осушенные и влажные газы, а также в качестве торцовых уплотнений в установках, обеспечивающих получение вакуума при повышенной температуре и нагрузке.Известен самосмаэывающийся материал, состоящий иэ, масф,:обожженный кокскаменноугольногопекаграфитированныйнефтяной кокс 151)ю С 10 М 177/00, С 10 М 169/04//(С 10 . М 169/04, 125:02, 125:26, 103:02/С 10И 3006 вых уплотнений в компрессорах без смазки. Сущность изобретения: самосмазывающийся материал содержит смесь нитрида бора с дисульфидом молибдена в их массовом соотношении 1:(1-2) 10 - 25, кокс каменноугольного пека 5-10 и графитированный нафтяной кокс остальное. Материал получают путем смешения каменноугольного пека, графитированного нефтяного кокса и смеси дисульфида молибдена с нитридом бора, полученную шихту прессуют при давлении 300 - 600 кгс/см и температуре 900 - 1100 С при пропускании через шихту электрического тока, Материал затем формуют, охлаждают, подвергают термообработке при температуре 300-400 С в течение 2-4 ч и снова охлаждают, 2 с.п. ф-лы, 2 табл. смазывающая добавка -двусернистый молибденЭлементы трения, выполненньго материала, не обеспечивают тизносостойкость,Материал не удовлетворяет потрелей по качеству, а изготовителей - по вгодных заготовок.Наиболее близким к настоящемубретению является самосмаэывающматериал, содержащий мас.7,:кокс каменноугольного пека 5 смазывающую добавку -двусернистый молибден 10графитированный нефтянойкокс остальДля приготовления указанного мала шихту, состоящую из двусернистоглибдена, каменноугольного пека с температурой размягчения 120-250 С и графитированного нефтяного кокса, смешивают всмесильной машине в течение 1 ч. Затемшихту загружают в пресс-форму, футерованную огнеупорным электроизоляционным материалом, и устанавливают на прессгорячего прессования. Термическую обработку ведут при удельном давлении (300600) кгс/см и температуре 900-1100 С,пропуская электрический ток непосредственно через шихту в течение 1,5-2 ч.Высокая износостойкость материала,полученного вышеописанным способом, ограничивается. использованием его лишь всухом газе и в вакууме,Недостатком материала является низкая износостойкость при работе в переменных условиях, то есть при циклическомизменении влажности газовой среды. Злементы трения из материала в этих условияхинтенсивно изнашиваются. Способ получения этого материала не обеспечивает высокого выхода годного: из-эа внутреннихнапряжений при хранении в заготовках образуются микротрещины, а при механической обработке происходит разрушениематериала, то есть получают материал низкого качества.Целью изобретения является повышение износостойкости материала в переменно сменяющихся условиях его работы ввакууме, осушенном и влажном газе и улучшении качества материала.Поставленная цель достигается тем, чтосамосмаэцвающийся материал, содержащий кокс каменноугольного пека 5-10мас,0, смаэцвающую добавку, включающую дисульфид молибдена 10-25 мас.0 играфитированный нефтяной кокс остальное, содержит смаэцвающую добавку, дополнительно включающую нитрид бора приего массовом соотношении к дисульфидумолибдена 1;1-2.Способ получения самосмазывающегося материала включает смешивание шихтыиз каменноугольного пека, графитированного нефтяного кокса и смазывающей добавки, прессование шихтц под давлением300 - 600 кгс/см и температуре 900-1100 Спри пропускании через шихту электрического тока, формование и охлаждение полученного материала и дополнительнуютермообработку охлажденного материала притемпературе 300-400 С в течение 2-4 ч споследующим охлаждением и получениемсамос,аэцвающегося материала следующего состава, мас.ф 6;Смесь нитрида борас дисул ьфидом молибдена в их массовомсоотношении1;1-2 10 - 25Кокс каменноугольного5 пека 5 - 10Графитированныйнефтяной кокс ОстальноеДобавление к двусернистому молибдену нитрида бора в соотношении (1-2):1 и10 использование этой смеси в материале вкачестве смазывающей добавки оказываетсинергическое действие на процесс тренияв переменных условиях: вакуум, осушеннцйи влажный газы и существенно увеличивает15 износостойкость самосмазцвающегося материала.Дополнительная операция в способеизготовления-термообработка при температуре 300-400 С в течение 2 - 4 ч охлажден 20 ного после совмещенного прессования иобжига материала улучшает качество материала и увеличивает выход годного, так какпрактически нивелирует действие внутренних напряжений и тем самым исключает об 25 разование трещин,П р и м е р 1. В смесительную машинудозируют каменноугольный пек с размеромчасти не более 0,5 мм и графитированнцйнефтяной кокс с размером частиц не более30 0,3 мм и перемешивают в течение 1 ч, Затем,не останавливая машины, дозируют смазцвающую добавку: смесь порошка двусернистого молибдена и нитрида бора идополнительно перемешивают в течение не35 менее 30 мин, Готовую шихту загружают впресс-форму, футерованную огнеупорнымэлектроизоляционным материалом, устанавливают на пресс горячего прессования иосуществляют СПО при давлении 300-60040 кгс/см и температуре 900-1100 С пропусканием через шихту электрического тока втечение 1,5-2,0 ч, При этом происходит коксование каменноугольного пека. Самосмазывающийся материал получают в виде45 заготовок диаметром 300 мм и высотой до200 мм. Полученную заготовку охлаждаютдоЗОО С поддавлением, вцпрессовываютиохлаждают до комнатной температуры навоздухе, Затем заготовку помещают в тер 50 мошкаф, нагревают до 400 С, выдерживаютв течение 2 ч и охлаждают до комнатнойтемпературы совместно с термошкафом.В табл,1 приведены составы самосмазывающегося материала, режимы обжига и55 термообработки,Из полученных составов изготавливаютсамосмазцвающийся материал, Качествоматериала после проведения механическойобработки оценивают визуально по наличию микротрещин, выход годного оцениваг смесь нитрида бора с дисульфидом молибдена в их массовом соотношении 1:1-2 - кокс каменноугольного пека -графитированный нефтяной кокс -30 10 - 25;5-10,остальное,Таблица материала,Кокс каменоугольного пека 10 3 12 10 ют по количеству годных заготовок после механической обработки из 100, выраженных в процентах.Сравнительные испытания на износостойкость разработанного материала и прототипа проводят в установке, обеспечивающей периодическое изменение рабочей среды; вакуум, осушенные и влажные газы. Скорость скольжения 10 м/с, нагрузка 25 кгс/см .,г Вакуум соответствует остаточному давлению 10 мм рт.ст. Точка росы осушенного газа гелия, азота) приблизительно минус 70 С, содержание влаги во влажных газах 12-15 гмэ,Результаты сравнительных испытаний на износостойкость заявляемого обьекта и прототипа, а также качество и выход годного материала приведены в табл.2,Как видно из табл.2, материал, полученный по предлагаемому изобретению, имеет скорость изнашивания в переменных условиях работы в 3 раза ниже известного. Структура нового материала равномерная, без видимых микротрещин. Выход годных заготовок не менее 80;.Изменение соотношения двусернистого молибдена и нитрида бора против заявленного, а также температуры термообработки влечет эа собой снижение иэносостойкости, ухудшение .качества и снижение выхода годного материала.Ф ор мул а изо бр ете н и я 1, Самосмазыва,ощийся материал, содержащий кокс каменноугольнсго пека 5- 10. мас.ф;. смаэывающую добавку, включающую дисульфид молибдена 10 - 25 мас,ф, и графитированный нефтяной кокс -остальное, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенич износостойкости материала в переменно сменяющихся условиях его работы в вакууме, осушенном и влаж ном газе, материал содержит смазывающуюдобавку, дополнительно включающую нитрид бора при его массовом соотношении к дисульфиду молибдена 1:1 - 2.2. Способ получения самосмазывающе гося материала путем смешения каменноугольного пека, графитированнаго нефтяного кокса и смаэывающей добавки, включающей дисульфид молибдена, с последующим прессованием полученной шихты при дав лении 300 - 600 кгс/см и температуре 9001100 С при пропускании через шихту электрического тока, формованием и охлаждением полученного материала, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения 20 качества готового продукта, в качестве смазывающей добавки используют добавку, дополнительно включающую нитрид бора, и охлажденный материал дополнительно подвергают термообработке при 300 - 400 С в 25 течение 2 - 4 ч с последующим охлаждениемс получением самосмазывающегося материала следующего состава, мас. Я,;1772146 Продолжение табл, 1 Табл г Состав Выход годны заготовок,чество материала за готов Скорость изнашивания в переменных условиях мкм/ч Материал заготовок по всему объему имеет равномерную структуру без наблюдаемых визуально трещин.Материал имеет наблюдаемые визуально микротрещины, преимущественно в верхней и нижней частях заготовок, Материал имеет наблюдаемые визуально микротрещины повсем объем заготовок. 2,90 2,35 2,10 3,90 80,0 83,0 82,0 3 62;0 57,0 4,10 50 65 Прототип Составитель Т. ЖуравлеваТехред М.Моргентал Корректор Л. Филь Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 каз 3814 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5