Антифрикционный самосмазывающийся материал Советский патент 1992 года по МПК C10M169/04 C10M169/04 C10M103/02 C10M103/06 C10M125/02 C10M125/04 C10M125/08 C10N30/06 

Изобретение относится к антифрикционным, термостойким, самосмазывающимся материалам, предназначенным для использования в качестве элементов трения, работающих в условиях циклической работы со смазкой и всухую.

Циклический режим работы, часто встречающийся в практике, является наиболее жестким по причине нестабильности процесса трения.

Изделия из конечного материала с ycheхом могут быть использованы в конструкциях, подвергающихся многократному термоциклированию.

Известен антифрикционный самосма зывающийся материал на основе графита с добавкой сурьмы, олова и меди.

Наиболее близким к предлагаемому является антифрикционный самосмазь1вающийся материал, включающий, мас.%: графит 60-80; сурьма 20-40.

Однако приведенный материал не обеспечивает требуемый ресурс службы узла трения в условиях циклической работы со смазкой и всухую и, кроме того, недостаточно термостоек.

Целью изобретения является повышение термостойкости и износостойкости в условиях циклической работы попеременно в жидкой и сухой средах.

Поставленная цeль дocтигaetcя тем, что антифрикционный самосмазывающийся материал, содержащий графит и сурьму, дополнительно содержит карбид кремния и

кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Графит (С)20-40

Сурьма (Sb)20-40

Кремний (SI)4-8

Карбид кремния (SIC)Остальное

Высокая износостойкость в условиях циклической работы со смазкой и всухую обеспечивается оптимальным соотношением в материале твердого и износостойкого каркаса из карбида кремния и самосмазывающих, пластичных компонентов - графита и сплава системы сурьма - кремний, т.е. в данном случае выполняется и работает классическое правило Шарпи - наличие прочных и твердых шипов из карбида кремния и смазывающей пластичной составляющей.

Пример 1. Углеродное кольцо Л| 110; 70; Н 40 мм помещают в электрическую печь. Чашу с шихтой состава, мас.%: SI 83, Sb 17, располагают над углеродным кольцом. Печь вакуумируют до ИО мм.рт.ст., нагревают до температуры 1800°С и пропитывают углеродное кольцо методом дождевания. Охлаждение кольца производят вместе с печью до , затем выгружают и охлаждают до комнатной температуры, В последующих примерах получения изделия методом .дождевания, вакуумирование печи, размеры углеродного кольца, режим нагрева и охлаждения проводят аналогично примеру 1.

П ример2.Углеродное кольцо Ли 70; Н 40 мм помещают в электрическую печь над расплавом состава, мас.%: 31 80; Sb 20. Печь нагревают до температуры 1750°С и погружают углеродное кольцо в расплав с изотермической выдержкой в течение 10 мин. Затем изделие удаляют из печи и охлаждают на воздухе. В последующих примерах получения изделий методом погружения размеры углеродного кольца, режим нагрева и охлаждения аналогичны примеру 2.

П р и м е р 3. Углеродное кольцо пропитывают методом дождевания составом, мас.%: SI 70; Sb 30 при 1700°С.

П р и м е р 4. Углеродное кольцо пропитывают методом погружения расплавом следующего состава, мас.%: SI 60: Sb 40,

при 1650°С с изотермической выдержкой 15 мин.

П р и м е р 5. Углеродное кольцо пропитывают методом дождевания составом,

мас.%: Si58, Sb42, при 1650°С.

В таблице приведены химический состав, антифрикционные свойства и термостойкость предлагаемого объекта и прототипа. Сравнительные антифрикционные испытания проводили на установке трения в условиях циклической работы со смазкой и всухую в паре с одноименным материалом при следующих условиях: скорость 10 м/с; нагрузка 30 кг/см ; среда переменная вода-воздух; продолжительность цикла (6 мин.) - 3 мин работы всухую и 3 мин работы со смазкой.

Гарантийный ресурс циклической работы составляет не менее 10000 циклов.

Термостойкость элементов трения из конечного материала оценивали по появлению видимых визуально микротрещин на рабочей поверхности по мере нагрева при работе всухую до температуры 800°С и быстром охлаждении.

Примеры 1-5 по процентному содержанию компонентов выходят за предлагаемые пределы и показывают более высокие скорости изнашивания.

Из данных таблицы следует, что предлагаемый антифрикционный самосмазывающийся материал существенно превосходит прототип по износостойкости в условиях циклической работы попеременно в жидкой

и сухой средах (в три раза) и ни 250°С превосходит по термостойкости,

Формула изобретения Антифрикционный самосмазывающийся материал, содержащий графит и сурьму, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости и износостойкости в условиях циклической работы попеременно в жидкой и сухой средах, материал дополнительно содержит кремний и карбид кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Графит20-40

Сурьма20-40

Кремний4-8

Карбид кремнияОстальное

Изобретение относится к антифрикционным самосмазывающимся материалам, предназначенным для использования в качестве элементов трения, работающих в условиях циклической работы со смазкой и всухую. Цель - повышение термостойкости и износостойкости в условиях циклической работы попеременно в жидкой и сухой средах. Самосмазывающийся материал содержит, мас.%: графит 20-40; сурьма 20-40; кремний 4-8 и карбид кремния остальное. Термостойкость предлагаемой смазки соответствует 800°С, скорость изнашивания 1,9-2.3 мкм/ч, для известной смазки соответственно 550°С и 6.7 мкм/ч. 1 табл.'