Антифрикционный сплав на основе алюминия Советский патент 1993 года по МПК C22C21/00 

ел

с

Антифрикционный сплав на основе алюминия для подшипников скольжения содержит никель, марганец, медь и алюминий в качестве остатка, причем имеющиеся твердые частицы из никеля и марганца или пике ль содержащие и/или марганецсодер- жащие твердые частицы имеют величину 0,1-5 мк, причем сплав содержит, мас.%: никель 1-3; марганец 0,5-2,5; медь 0,02-1,5; олово 0,5-20; алюминий - остальное или никель 1-3; марганец 0,5-2,5; медь 0,02-1,5; свинец 1-10; алюминий - остальное. Причем олово или свинец имеется в сплаве в виде диспергированного выделения, а содержание твердых частиц в сплаве составляет 20-30% от веса сплава. Изобретением достигается расширение эксплуатационных возможностей антифрикционного слоя подшипников скольжения, выполненного из алюминиевого сплава.

Изобретение относится к подшипникам скольжения, в частности к антифрикционному слою подшипников скольжения.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей анти- фрикционного слоя подшипников скольжения, выполненного из алюминиевого сплава.

Это достигается предлагаемым антифрикционным сплавом на основе алюминия, преимущественно для подшипников скольжения, включающим никель, марганец, медь, за счет того, что он содержит олово или свинец при следующем соотношении, мас.%:

Никель1-3 Марганец 0,5-2,5 Медь 0,02-1,5 Олово 0,5-20 Свинец 1-10 Алюминий Остальное,

причем он содержит никель и марганецсо- держащие твердые частицы размером 0,1- 5 мк в количестве 20-30%, а олово или свинец - в виде дисперсных выделений,

Таким образом, предлагаемый антифрикционный слой представляет собой дисперсионный сплав, у которого олово или свинец диспергированы в матрице алюминия, никеля, марганца и меди.

Снабженные предлагаемым антифрикционным слоем подшипники скольжения согласно прототипу (60-70 Н/мм2) можно использовать для установки валов с числом оборотов в минуту до 7000.

Для изготовления антифрикционного слоя используют алюминий чистотой 99,5- 99,7 мас.%.

Предлагаемый антифрикционный слой изготовляют известным образом, то есть сплав желаемого состава расплавляют, получаемый расплав разливают влитые плиты,

со со

шД

К)

GO

проводят направленную на устранение напряжений и зейгерования термообработку, например, при температуре от 450 до 550°С. литые плиты прокатывают в тонкие полосы с одновременным осуществлением стадий промежуточного отжига, и полученные полосы используют для изготовления подшипника скольжения.

С целью обеспечения описанной структуры предлагаемого антифрикционного слоя расплав сплава, имеющий температуру до 760°С, охлаждают со скоростью 100°С/с до затвердевания сплава (пределы затвердевания 620-650°С).

Нижеследующий отсчет о проведении опытов служит для пояснения изобретения и его положительного эффекта.

Отчет о проведении опытов.

Сплавы нижеследующего состава использовались в качестве антифрикционного слоя для изготовления состоящих из двух половин подшипников скольжения, которые состоят из стального опорного слоя, на который нанесены промежуточный связывающий слой из чистого алюминия и антифрикционный слой толщиной 0.4 мм.

При этом использовались следующие сплавы:

Сплав 1 (согласно изобретению), мае. %:

Олово10

Никель2

Марганец-1 - -

Медь- -О.б ,

Остальное: алюминий с вышеприведенной степенью частоты.

Сплав содержит 23 мас.% твердых частиц с крупностью 0,1-5 мк.

Также сплав содержит твердые частицы, находящиеся в матрице, в частности в зонах границ между кристаллами матрицы, причем на участках связывание матрицы с выделившимися оловянными частицами предлагаются зоны смешанных кристаллов с повышенным содержанием меди, никеля и марганца, причем выделившиеся оловянные частицы могуттакже содержать никель, олово и медь в зонах, смежных с участками связывания, которые могут иметься в виде смешанных кристаллов для межметаллических соединений. Благодаря сродству олова с никелем и марганцем получается улучшенная связь оловянной фазы на участках связывания с матрицей. Поэтому на этих участках предлагается лучшее связывание между кристаллами матрицы и оловянными частицами.

Состав 2 (согласно изобретению), мас.%:

Олово0,5

Марганец0,5

Никель1 Медь 0,02 Остальное: алюминий с вышеуказанной степенью чистоты.

Дисперсионный сплав содержит 20 мас.% твердых частиц величиной 0,1- 5 мк.

Сплав 3 (согласно изобретению), мае. %: Олово20 Никель 3 Марганец 2,5 Медь 1,5 Остальное: алюминий с вышеуказанной степенью чистоты.

Дисперсионный сплав содержит 30 мас.% твердых частиц с величиной 0,1- 5 мк.

Сплав 4 (согласно изобретению), мас.%: Свинец1 Никель 1 Марганец 0,5 Медь 0,02 Остальное :алюминий с вышеприведенной степенью чистоты.

Дисперсионный сплав содержит 20 мас.% твердых частиц с величиной 0,1- 5 мк.;

Сплав 5 (согласно изобретению), мае. %: Свинец10 Никель з Марганец 2,5 Медь 1,5 Остальное: алюминий с вышеприведфн- ной степенью чистоты. Дисперсионный сплав содержит 30 мас.% твердых частиц с величиной 0,1- 5 мк. «

Все подшипники скольжения сначала испытывались на динамическую нагружае- мость (опыты по Андервуду, которые проводились при температуре 150 °С). При этом было определено то, что подшипники скольжения, снабженные предлагаемыми антифрикционными слоями, имеют ту же самую нагружаемость, что и подшипники скольжения, снабженные антифрикционным слоем согласно прототипу (во всех случаях 65Н/ММ2).

Затем определялось, при каких числах оборотов установленного на подшипниках скольжения вала можно было бы установить еще бесперебойную работу. При этом оказалось, что подшипники скольжения согласно

прототипу не проявляли бесперебойной работы при числах оборотов в минуту свыше 5000, Однако бесперебойная работа подшипников скольжения согласно изобретению обеспечивается еще при 7000 об/мин.

Формула изобретения

Антифрикционный сплав на основе алюминия преимущественно для подшипников скольжения, содержащий никель,с марганец, медь, отличающийся тем, что. с целью расширения эксплуатационных возможностей, он содержит олово или свинец при. следующем соотношении, мас.%:

1-3

0,5-2,5

0.02-1.5

0.5-20

1-10

Остальное

причем он содержит никель- и марганецсо- держащие твердые частицы размером 0,1- 5 мк в количестве 20-30 мас.%, а олово или свинец - в виде дисперсных выделений.