Антифрикционный сплав на основе алюминия Советский патент 1992 года по МПК C22C21/16 

Изобретение относится к металлургии сплавов, в частности, и касается химического состава алюминиевого сплава для деталей, работающих в узлах трения и испытывающих повышенные контактные напряжения в условиях ограниченной смазки и сухого трения, например, в качестве статора и крышек роторных компрессоров, поршней, поршневых колец и гильз цилиндров компрессоров и двигателей внутреннего сгорания.

Известен антифрикционный сплав на основе алюминия, содержащий, мас.%: Кремний0,4-15

Медь0,1-15

Марганец0,1-5

Олово0,1-5

Свинец0,1-5

АлюминийОстальное

Однако известный сплав на основе алюминия, обладая высокими антифрикционными свойствами в условиях смазки, имеет недостаточные износостойкие и противоза- дирные характеристики в условиях сухого трения и ограниченной смазки.

Наиболее близким по составу к изобре- .тению является антифрикционный сплав на основе алюминия, содержащий мас.%: Кремний16-25

Медь.3-5,5

Магний.0,2-0,8

Марганец 0,3-0,8

Титан.0,25

Железо 0,3

Свинец0,3-2

АлюминийОстальное

Известный антифрикционный сплав на основе алюминия характеризуется недостаточными антифрикционными свойствами в

XJ

N vj

СЛ КЭ СЛ

условиях сухого трения и при повышенных контактных напряжениях. Кроме того, он содержит в своем составе такой токсичный материал как свинец.

Цель изобретения - повышение антм- фрикционных свойств сплава в условиях ограниченной смазки ги сухого трения.

Поставленная цель достигается тем, что антифрикционный сплав на основе алюминия, содержащий кремний, медь, магний, марганец и титан, дополнительно содержит олово при следующем содержании компонентов, мас.%:

Кремний16-18

Медь4-5

Магний0,85-1,3

Марганец0,2-0,4

Титан0,15-0,25

Олово1-6

АлюминийОстальное

Сущность изобретения заключается во введении в алюминиевый сплав большего количества магния, который наряду с упрочняющей фазой CuAl2 образует дополнительную твердую фазу MgaSi, обеспечивая совместно с мягкой оловяно-алюминиевой эвтектикой высокие износостойкие свойства сплава

Для получения сплава были подготовлены пять смесей компонентов, содержание которых отражено в табл. 1,

Антифрикционный сплав на основе алюминия плавили в электропечи сопротивления. В расплавленный чушковой алюминий вводили лигатуру алюминий-кремний, После расплавления вводили остальные компоненты: медь марганец и титан в виде

лигатур, а магний и олово вводили в чистом виде Расплав рафинировали при 750- 760°С гексахлорэтаном в количестве 0,3% от веса шихты в два приема, затем произво- дили модифицирование фосфористой медью в количестве 0,3% of веса шихты. Сплав подвергался термообработке по режиму: закалка при 505 ± 5°С в течение 4 ч, охлаждение в воде при 80°С, старение при 175 ±5°С в течение 10 ч.

Полученные сплавы имели следующие характеристики (см. табл. 2).

Как видно из табл. 2, предложенный антифрикционный сплав на основе алюминия превосходит известный по изностойкости и имеет меньший коэффициент трения.

Предложенный сплав может быть ичс- пользован для изготовления статоров и крышек роторных двигателей внутреннего сгорания и компрессоров, поршней, поршневых колец и гильз блока цилиндров двигателей и компрессоров.

Формула изобретения Антифрикционный сплав на основе алюминия, содержащий кремний, медь, магний, марганец и титан, отличающийся тем, что, с целью повышения антифрикционных свойств, он дополнительно содержит олово при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кремний16-18

Медь4-5

Магний0,85-1,3

Марганец0,2-0,4

Титан0,15-0,25

Олово1-6

АлюминийОстальное

Использование, для деталей, работающих в узлах трения и испытывающих повышенные контактные напряжения в условиях ограниченной смазки и сухого трения, например в качестве статора и крышек роторных компрессоров поршней, поршневых колец и гильз цилиндров компрессоров и двигателей внутреннего сгорания Сущность изобретения: антифрикционный сплав на основе алюминия содержит, мас.%: кремний 16-18; медь 4-5; магний 0,85-1,3; марганец 0,2-0,4; титан 0,15-0,25; олово 1-6; алюминий остальное. Характеристика сплава;(после закалки и искусственного старения) - твердость 140-160 НВ; коэффициент трения по стали твердостью HRC 50 - 0,13-0,2; прочность на растяжение 30-40 кгс/мм2; относительная износостойкость сплава по сравнению с известным составляет 1,2-1,4. 2 табл. (Л

Таблица 1

Таблица 2