Способ получения антифрикционного материала Советский патент 1984 года по МПК C10M7/02 C10M7/06 

J

СО Ю

4iib Изобретение относится к металловедению, в частности к способам получения самосмаэывающихся антифрикционных материаловI применяемых для понижения коэффициента трения и повышения антифрикционных свойств тру щихся металлических поверхностей. Известен способ получения твердо смазочного материала, включающий смешивание пластического компонента с дисульфидом молибдена и последующую термообработку полученной смеси l. Однако получаемый при этом материал характеризуется малой жесткостью и прочностью. Э1то ограничивает применение его в условиях высоких механических нагрузок. Известен также способ получения антифрикционного материала,, включаю щий нагревание смеси олова, меди и сурьмы до температуры плавления с образованием сплава - баббита С2}. Однако баббит имеет недостаточны .противозадирные, противоизносные и антифрикционные свойства, необходимые для длительной эксплуатации эле ментов подшипников турбин, обычно изготавливаемых из него. Ухудшение даже одного из свойств баббита приводит к значительному увеличению си лы трения, и, как следствие , к рез кому повышению температуры подшипни ка, что может вызвать вьшлавление баббитового вкладыша, аварийную ост новку и повреждение турбоагрегата. Антифрикционные свойства баббита недостаточны в условиях сухогр или полужидкого трения с небольшим коли чеством смазки. В связи с этим при безмасляной остановке турбоагрегата использование баббита не обеспечивает предотвращения повреждения ротора турбины. Цель изобретения - улучшение антифрикционных свойств материала. Поставленная цель достигается те что согласно способу получения антифрикционного материала на основе сплава баббита, последний измельчают в стружку до размера частиц 24 мм, добавляют в нее 0,1-10 мас.% порошкообразного дисульфида молибдена и полученную смес: нагревают форме до 240-380 С с последующим охлаждением. Практически процесс охлаждения до комнатной температуры заканчивается в течение 30-40 мин. Введение в баб бит дисульфида молибдена позволяет значительно улучшить антифрикционные свойства материала за счет понижения коэффициента трения. Установлено, что при длительном нагревании смеси баббита и дисульфида молибдена происходит обменная реакция, в результате которой образуются хрупкие сульфиды олова, сурьмы, меди и окись молибдена. При измельчении баббита до стружки размером 2-4 мм время нагрева значительно сокращается и реакция обмена практически не идет. При размерах стружки менее 2 мм сильно развитая поверхность не позволяет замедлить течение реакции. При размерах стружки более 4 мм время нагрева увеличивается, что нежелательно. Для сплавления смеси баббита с дисульфидом молибдена ее нагревают до 24О-380°С. Интервал температур выбран исходя из следующих Соображений: при температуре начинается расплавление баббита, }ри температуре больше обменная реакция с образованием сульфидов олова,сурьмы, меди и окислов молибдена протекает практически мгновенно что также нежелательно. Нагрев полученной смеси производят в форме, повторяющей форму изделия, что исключает отходы при изготовлении требуемых деталей, Формал со смесью подвергают охлаждению, приблизительно в течение 30-40 мин. Пример. Готовят стружку баббита марки Б 83 по ГОСТ 1320-74 на токарном станке и сеют на ситах фракцию 2-4 мм. Полученную стружку смешивают с дисульфидом молибдена встряхиванием в закрытой емкости в течение 8 ч в соотношении баббит: дисульфид молибдена, Кае.%: 99,9иО,1.. Полученную смесь помещают в прессфоЬму, и нагревают до 380°С в печи. При достижении тем1 ратуры форму со спекаемым образцом вынимают из печи и оставляют остывать при комнатной температуре, П р и м е р 2. Готовят стружку баббита размером 2-4 мм, смешивают ее -С дисульфидом молибдена в соотношении, мас.%: 99,0 и 1,0. Смесь спекают при температуре 240°С. После этого форму вынимают из печи и оставляют остывать при комнатной температуре. Примерз. Готовят стружку баббита размером 2-4 IVM и смешивают её с дисульфидом молибдена в соотношении, мас.%: 90 и 10, аналогично примеру 1i Полученную смесь нагревают до температуры 300°С, после чего охлаждают при комнатной температуре. Пример4, Готовят баббитовую стружку размером 2-4 мм из бруска баббита (марки Б-83, изготовленного по ГОСТ 1320-74) аналогично примеру 1 . Баббитовую стружку уплотняют и нагревают в форме до температуры Ьёчи . При достижении темперадуры образца форму вынимают из печи и оставляют остывать на.воздухе при комнатной температуре. Образцы антифрикционного материала, полученные в примерах 1-4 были испытаны на трение скольжения на серийно выпускаемой машине трения СМЦ-2.

Для этих испытаний образцы антифрикционного материала получены в условиях, описанных в примерах 1-4, в форме цилиндров диаметром 50 мм и высотой 10 мм, в которых радиусо 25 мм вытачивается поверхность, по которой испытуемый образец, неподвижно закрепленный (статор), приводится в контакт с вращающимся ротором. Роторный образец представляет собой цилиндр диаметром 50 мм, высотой 10 мм, изготовленный из стали используемой для изготовления роторов паровых турбин {Р2).

Роторный и статорный образцы устанавливаются таким образом, чтобы площадь соприкосновения во всех испытаниях была одинаковой и равнялас 1 см-, скорость вращения ротора 500 об/мин, нагрузка 20 кг/см2-. в процессе испытаний фиксируются величина износа статорного образца, температура статорного образца на расстоянии 3 мм от рабочей поверхности, а также момент трения. Испытания проводятся до одинаковой величины износа образцов равной 2 мм. Необходимо отметить, что основным критерием, оценки антифрикционных свойств испытуемого материала приня износ статорного образца, поскольку именно этот показатель является основным при оценке работы подшипнико с баббитовда и вкладышами в реальных условиях работы турбоагрегата.

Результаты испытаний на трениескольжение образцов, полученных в примерах. 1-4 представлены в таблице.

Полученные данные наглядно показывают повышение износостойкости

предлагаемого материала по сравнению с известным. Одновременно в 1,4 paga снижается момент тренияи на 10-20 С температура испытуемого образца : вблизи места контакта.

внешний вид испытанных образцов также свидетельствует о значительнок, повышении антифрикционных свойств . .предлагаемого материала по сравнению с известным. . . .

Образец чистого баббита, получен- . ;ный в условиях примера 4, после испытаний на трение-скольжение 1шеет глубокие борозды и следы оплавления металла на рабочей поверхности. На рабочей поверхности парного ему. роiTOpHoro образца имеются явные наво1лакивания баббита. ... Образцыjполученные в условиях примеров 1-3, имеют после испытаний

|Гладкие рабочие поверхности, покрытые темной пленкой дисульфида молибдена. (Парные роторные образцы были чисты- , ми без следов металла с темной поло,сой дисульфида молибдена.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать материалы со значительно улучшенными антифрикционными и противоизносными свойствами, вследствие образования на трущих:ся поверхностях пленки дисульфида

молибдена.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИК- , ЦИОННОГО МАТЕРИАЛА на основе сплава баббита, отличающийся тем, что, с целью повышения антифрикционных свойств материала, сплав измельчают в стружку до размера частиц 2-4 мм, добавляют в нее 0,110 мас.% порошкообразного дисульфида молибдена и полученную смесь нагревают в форме до 240-380 с с последующим охлаждением.