Антифрикционный материал на основе железа

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 657 С 22 С 33/ 3151) С ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУД АРСТ ПО ДЕЛАМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ КЦИОН одерж(71) Всесоюзный ордена Трудового Крас. ного Знамени научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта и Государственный научно-исследовательский институт, конструкционных материалов на основе графита (53) 669.018,24:621,762(088.8) (56) 1. Федорченко И,М. и Пугина Л,И, Композиционные спеченные антифрикционные материалы. Киев, "Наукова думка", 1980, с.2112-2 И .2, Авторское свидетельство СССР И 888987, кл, С 22 С 33/02, 1980.(5 Ц) (57) АНТИФР ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА, фосфатную добав щ и й с я тем, ния износостойк влажной среде в тур 100-600 С, ной добавки сод ты или хромфосф .,соотношении комМедь1 Алюмохромфосфаты .или хромфосфаты Железо НЦЙ МАТЕРИАЛ НА.ащий медь и у, отличаючто, с целью повышести при работе во интервале темперан в качестве фосфатржит алюмохромфосфаты при следующем онентов, вес.ь:13-151044657 25 1Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к антифрикционным материалам на основе:железа, которые используются длявысокотемпературных узлов сухого трения, работающих в широком интервалетемператур и влажности окружающейсреды.Известен антифрикционный материална основе железа, содержащий 0,5- 1020 меди1 1 .Недостаток указанного материалаего невысокая износостойкость,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является антифрикционный материал 2 1 на основе железа, имеющий следующий состав, вес.Ф:Медь 13-15Ультрафосфаты марганца 0 05-1 5Железо ОстальноеОднако известный материал имеетнедостаточную износостойкость приработе и хранении в атмосФере с нормальной и особенно повышенной влажностью. Кроме того, ультрафосфатымарганца, входящие в состав известного материала, обладают низкой гидролитической стойкостью, в результатеего при работе и хранение с нормальной и особенно повышенной влажностью быстро разлагаются с образованием фосфорной кислотьг, ускоряющейкоррозию железного каркаса материала,что влечет эа собои снижение его изч 35носостойкости.Так, например, интенсивность изнашивания известного материала, содержащего 0,5 вес.3 Ультрафосфатов марганца, при трении всухую в паре со40сталью при скорости скольжения 4 м/си нагрузке 5 кгс/см после храненияв течение года при нормальных услоовиях составляет при 100 С 9, при300 С 4, при 600 С 8 мкм/км, в то. время как непосредственно сразу жепосле приготовления образцов износоматериала составляет при 100 С 2,при 300 С 1, при 600 С 1,5 мкм/км,50 Таким образом, интенсивность изнашивания известного материала после хранения в течение года при нормальных условиях возрастает в 4-5 раз.Цель изобретения - повышение изно состойкости при работе во влажной среде в интервале температур 100- 600 оС,2Указанная цель достигается тем,что антифрикционный материал на основе железа, содержащий медь и фосфатную добавку, в качестве фосфатной добавки содержит алюмохромфосфаты илихромфосфаты при следующем соотношении компонентов, вес.4:Медь 13-15Алюмохромфосфаты илихромфосфаты 0,05-2,0Железо ОстальноеВводимые в состав предлагаемогоматериала алюмохромфосфаты (АХФС) илихромфосфаты (ХФС) при нагревании дегидрируются. При отвердевании связующего на поверхности зерен образуются водостойкие стекловидные пленкифосфатов, защищающие металл от окисления и увеличивающие прочность межзеренной связи в материале, в результате чего повышается износостойкостьматериала,При введении в спеченный каркасАХФС или ХФС в количестве менее0,5 вес,Ф пленки получаются недостаточно плотными, а при содержанииАХФСили ХФС более 2 вес,В связующееможет вызвать усиленную коррозию приповерхностного слоя, что также отрицательно сказывается на износостойкости материала.Содержание меди в спеченном материале до пропитки фосфатами должно.быть в установленных пределах (13-.15 вес.Ф,)так как при содержании12 весА меди и меньше получается,материал с высокой прочностью (20-25 Фи соответственно низкими механическими свойствами, а при содержании16 вес,Ф меди и больше в спеченномматериале поры получаются закрытымии их недостаточно для введения необходимого количества и обеспеченияравномерного распределения фосфатовпо. сечению образца.П р и м е р. Порошки железа маркиПЖ 2 МЗ (ГОСТ 9849-74) и меди маркиПМС(ГОСТ 4260-78) смешивают в необходимой пропорции, уплотняют прокаткой или прессованием и спекают всреде осушенного водорода в течение1,5 ч, при 1150 С. Спеченные пористыезаготовки помещают в автоклав. Откачивают из автоклава воздух до остаточного давления 5-10 мм рт,ст после чего в автоклав подают водный раст,вор АХФС (ТУ 6-18-166-73 ) или ХФС необходимой концентрации,10446574ОПропитка образцов насыщенным вод- ратуры от 20 до 400 С со скоростью ным раствором АХФС (плотность 1,82 г/см) 25 С/ч, Такая термическая обработкаообеспечивает содержание алюмохром- , стабилизирует свойства пропитанного фосфатов в материалавес./. Раз- спеченного материала, в результате бавление насыщенного раствора водойчего получают материал, содержащий же" в 2, 5 10; 100 и 1000 раз уменьшает лезо, медь и алюмохромфосфаты или содержание алюмохромфосфатов или хром хромфосфаты. фосфатов в материале соответственнодо 1,4; 0,7; 0,4; 0,15 и 0.05 вес А. В таблице представлены результаты Время выдержки под слоем раствора. 10 ,испытаний материала предлагаемого составляет 15-30 мин в зависимостисостава в сравнении с известным. от размеров заготовок. Антифрикционные свойства материаПропитанные образцы для обеспече" ла определяют при трении всухую в ния водостойкости подвергают термо- паре со сталью при скорости скольжеобработке в муфельной печи в засыпке 1 ния 4 м/с и нагрузке 5 кгс/см 2 после из кокса или в атмосфере инертного хранения образцов в течение года при%газа с постепенным повышением темпе- влажности окружающей среды 60-903.Юо ко ХОЭ Э а а .1"1- 1 Ф х а Э Э Х С :Г Х Э 1-Х о а М С 00 4 Ъ о Ч Оео ао е юе Э1- Ео Э 1х аз хХЭо сэ оо7 1044657 8Иэ таблицы видно, что испольэо- во влажной среде позволяет создавать ванне предлагаемого материала позво- узлы трения, работающие без смазки ляет увеличить износостойкость со- при повышенных температурах и влажпряженных деталей более, чем в два ности окружающей среды, увеличить ихТаким образом, более высокая иэно". долговечность и расширить диапазон состойкость предлагаемого материала применения.Составитель 3.3 алмановаРедактор С.Квятковская Техред В,Далекорей Корректор Л,БокшанЗаказ 7465/22 Тираж 627 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4