Способ получения биметаллических антифрикционных изделий Советский патент 1990 года по МПК B22F7/04 

Изобретение относится к порощковой металлургии и может быть использовано для изготовления биметаллических антифрикционных изделий, содержащих в рабочем слое твердую смазку.

Цель изобретения - повышение антифрикционных свойств изделия.

Способ реализуют следующим образом.

В полость металлической втулки помещают металлический порошок. Торцовые поверхности втулки закрывают крышками, после чего втулку устанавливают в рабочей зоне индуктора генератора ТВЧ. Далее осуществляют осевое-вращение втулки при одновременном ее индукционном нагреве. Скорость вращения и время нагрева в каждом конкретном случае обусловлены материалом порошка, размерами втулки, мощностью генератора и другими факторами и обеспечивают припекание порошка к внутренней поверхности втулки.

Особенностью центробежного припека- ния является изменяющийся характер поро- распределения по толщине припеченного

слоя. При этом пористость слоя монотонно снижается по направлению к границе его с компактной втулкой. Это обстоятельство создает благоприятные предпосылки для соответствующего неравномерного насыщения припеченного слоя твердой смазкой. Такое насыщение обеспечивается центробежны.м методом в результате вращения заготовки, в полости которой помещена суспензия твердой смазки. При этом установлено, что продолжительность центробежного насыщения должна быть более 15 с. В противном случае не обеспечивается заполнение смазкой всех без исключения сообщающихся пор внутреннего слоя заготовки. С другой стороны, продолжительность вращения до 40 с дает возможность заполнить практически все поры реально применяемых изделий, и увеличение продолжительности вращения при центробежном насыщении более 40 с нецелесообразно.

В результате обжима биметаллической заготовки на оправку происходит уплотнение внутреннего порошкового слоя, при

этом градиент порораспределения твердой смазки сохраняется. Радиальное уплотнение порошка приводит к зажатию частиц твердой смазки, что обеспечивает их полное удержание в порошковом каркасе, исключив выкрашивание при последуюш,ей эксплуатации.

Повышенное содержание частиц твердой смазки в поверхностной зоне внутреннего порошкового слоя изделия обеспечивает снижение периода его приработки, что в конечном счете способствует повышению долговечности узла трения. Введение твердой смазки после операции припекания не ухудшает прочностные свойства слоя.

Пример 1. Изготавливают антифрикционную биметаллическую втулку с толщиной внутреннего порошкового слоя 2 мм., Шихту, состоящую из порошков железа ПЖ2М2 (94 мас.%), меди (2 мас.%) и графита (2 мас.%), помешают в полость стальной заготовки, выполненной в виде втулки, с размерами, мм: наружный диаметр 40; толщина стенки 4; длина 65. Заготовку закрывают торцовыми крышками и приводят во вращение вокруг своей оси с частотой 900 . Одновременно заготовку нагревают индукционным способом до 1200°С с использованием установки ЛПЗ-63М, причем через полость заготовки пропускают аргон для предотвращения окисления железного порошка. Продолжительность описанной операции 2,2-2,3 мин, после чего нагрев и вращение прекращают. После охлаждения заготовки ее частично заполняют водной суспензией дисульфида молибдена. Заготовку вновь приводят во вращение, а через 20 с останавливают. Далее заготовку нагревают до 120- 130°С и выдерживают при этой температуре 10-12 мин с целью удаления влаги. В полости заготовки устанавливают стальную цилиндрическую оправку диаметром 28 мм, после чего осуществляют обжим на нее заготовки магнитно-импульсным методом на установке МИУ-30/1.

В таблице 1 приведены физико-механические свойства внутреннего слоя изделий,

полученных по предлагаемому и известному способам.

Пример 2. Осуществляют аналогично примеру 1. Отличие заключается в том, что в качестве шихты используют порошок бронзы Бр ОФ 10-1, а в качестве твердой смазки - суспензию фторопласта. Температуру центробежного припекания поддерживают на уровне 920-930°С.

В табл. 2 представлены сравнительные физико-механические свойства изделий.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить антифрикционные свойства изделий вследствие предотвращения распада недостаточно термостойких твердых смазок; снизить период приработки изделий, что способствует повышению долговечности узла трения, а также повысить прочностные свойства изделий вследствие обжатия заготовки и уплотнения внутреннего порошкового слоя.

25

Формула изобретения

Способ получения биметаллических антифрикционных изделий, включающий помещение в полость втулки порошка, вращение втулки вокруг своей оси с одновременным

нагревом до температуры спекания, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения антифрикционных свойств, после охлаждения в полость заготовки помецдают суспензию твердой смазки, проводят дополнительное вращение заготовки в течение 15-40 с, после чего в ее полости устанавливают оправку, диаметр которой соответствует номинальному внутреннему диаметру изделия, и осуществляют обжим заготовки на оправку.

Таблица 1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения биметаллических антифрикционных изделий. Цель - повышение антифрикционных свойств изделия. В полость втулки помещают металлический порошок и осуществляют ее осевое вращение с одновременным индукционным нагревом в течение времени, обеспечивающего припекание порошка, затем заготовку охлаждают, помещают в ее полость суспензию твердой смазки, вращают заготовку в течение 15-40 с, после чего в ее полость устанавливают оправку и осуществляют обжим заготовки на оправку. 2 табл.

Таблица 2