Антифрикционный сплав для подшипников скольжения

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51)22 13/02 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ АНТИФРИКЦИОННЫЙ СПЛАВ ДЛЯ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики и надежности машин Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Витязь Петр Александрович Жорник Виктор Иванович Прокопович Николай Николаевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики и надежности машин Национальной академии наук Беларуси(57) Антифрикционный сплав для подшипников скольжения, содержащий сурьму, медь и олово, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алмазно-графитную шихту УДАГ при следующем соотношении компонентов, мас.сурьма 10,0-12,0 медь 5,5-6,5 алмазно-графитная шихта УДАГ 0,01-1,50 олово остальное. Изобретение относится к антифрикционным сплавам на основе олова для подшипников скольжения и может найти применение при изготовлении вкладышей подшипников скольжения для оборудования в энергетическом, машиностроительном, нефтяном и газовом комплексах. Известен антифрикционный сплав на основе олова, в который с целью повышения антифрикционных свойств дополнительно вводится цинк в количестве 15-20 мас.(см. а.с. СССР 1560596, опубл. 1990 г.). Материалы на основе олова и цинка для подшипников скольжения обладают приемлемыми антифрикционными свойствами, хорошей прирабатываемостью, а также хорошими антизадирными качествами при аварийной остановке машины. В основном, эти материалы используются в узлах трения, работающих при удельных нагрузках до 10 МПа. При более высоких статистических и динамических нагрузках на подшипник возникает необходимость использовать при его изготовлении металлы с высоким содержанием олова. Высокооловянистые баббиты широко используются при изготовлении вкладышей подшипников скольжения для оборудования в энергетическом, машиностроительном,нефтяном и газовом комплексах. Общим для всех этих сплавов является наличие таких 7701 1 2006.02.28 компонентов, как олово, медь, сурьма, используемых в различных сочетаниях в зависимости от их применения. Наиболее близким аналогом к изобретению является баббит Б 83, содержащий следующие компоненты, мас.сурьма 10,0-12,0 медь 5,5-6,5, олово - остальное (см. ГОСТ 1320-74. Баббиты оловянные и свинцовые). Недостатком данного сплава является то, что при нормальных режимах эксплуатации баббитовых подшипников основными видами процессов, приводящими к отказам, являются изнашивание в режиме граничного трения при запуске машины и усталостное разрушение при больших нагрузках. Задачей настоящего изобретения является повышение износостойкости и снижение коэффициента трения сплава. Поставленная задача решена в сплаве, содержащем сурьму, медь и олово, который дополнительно содержит алмазно-графитную шихту - УДАГ по ТУ РБ 28619110.001-95 при следующем соотношении компонентов, мас.сурьма 10,0-12,0, медь 5,5-6,5, алмазнографитная шихта УДАГ 0,01-1,50, олово - остальное. Введение алмазно-графитной шихты УДАГ оказывает влияние на процесс формирования и рост центров кристаллизации, что в свою очередь влияет на структуру и свойства материалов. Образцы для испытаний были изготовлены методом порошковой металлургии, а именно прессованием и последующим спеканием в защитной атмосфере. Испытания антифрикционного сплава на основе олова проводились на модифицированной машине трения типа МТВП-9 М, работающей по схеме возвратно-поступательного перемещения образца прямоугольной призматической формы по плоской пластине. Установка оснащена специальным тензометрическим датчиком, обеспечивающим измерение коэффициента трения в процессе испытаний. Интенсивность износа определялась путем взвешивания образца до и после испытаний на аналитических весах АДВ-200 М с точностью до 0,1 мг. Для испытаний использовались составы с различным содержанием компонентов (таблица). Испытания проводились в условиях сухого трения при удельной нагрузке 10 МПа,средняя скорость перемещения образца составляла 0,1 м/с, при этом использовались образцы с площадью рабочей поверхности 40 мм. Материал контртела - закаленная сталь У 8 с твердостью 4345 . За время испытаний образцы проходили по 5000 циклов. Результаты испытаний представлены в таблице. Проведенные испытания показали, что при увеличении концентрации УДАГ более 1,5 мас.наблюдается повышение интенсивности износа при трении. Так уже при содержании УДАГ 2,0 мас.интенсивность износа сплава с УДАГ превысила интенсивность износа известного сплава Б 83. Это происходит за счет роста количества несовершенных, надмолекулярных образований в сплаве. При дальнейшем увеличении концентрации УДАГ в сплаве происходит все большее разупорядочение структуры, что приводит к образованию и увеличению числа дефектов в виде трещин. При концентрации УДАГ 0,005 мас.антифрикционные характеристики модифицированного сплава практически не отличаются от антифрикционных характеристик исходного сплава Б 83,но уже при увеличении концентрации УДАГ до 0,01 мас.наблюдается значительное повышение износостойкости и снижение коэффициента трения. Наилучшие антифрикционные свойства показали сплавы с концентрацией около 1,0 мас.УДАГ. В ходе испытаний установлено, что предлагаемый сплав по сравнению с известным обладает существенно лучшими антифрикционными характеристиками. 7701 1 2006.02.28 Состав и свойства антифрикционных сплавов на основе олова Компоненты, мас.Антифрикционные свойства Состав Коэффициент трения Интенсивность весового Баббит УДАГ(средний) износа, мг/м Известный 100,000 0,82 0,031 1 99,995 0,005 0,83 0,030 2 99,990 0,010 0,63 0,024 3 99,500 0,500 0,56 0,019 4 99,000 1,000 0,51 0,017 5 98,500 1,500 0,53 0,026 6 98,000 2,000 0,52 0,033 Модифицирование сплава путем ввода алмазно-графитной шихты УДАГ способствует повышению прочностных характеристик сплава, так как в состав УДАГ входят ультрадисперсные алмазы, которые, обладая уникальной величиной поверхности (300-400 м 2/г) и поверхностной энергией, являются мощными структурообразователями. За счет высокой поверхностной активности частиц ультрадисперсного алмаза происходит изменение морфологии сплава, наблюдается уменьшение размеров зерен, что положительно сказывается на свойствах сплава. В процессе работы ультрадисперсные алмазы также способствуют деформационному упрочнению поверхностного слоя материалов сопряжения и обеспечивают низкую шероховатость поверхностей сопряжения. Частицы графита, выступая в роли твердой смазки, предотвращают схватывание материалов сопряжения при трении и обеспечивают более низкий коэффициент трения при высоких нагрузках. Следует также отметить, что графит обладает высокой термостойкостью и способностью хорошо впитывать в себя смазку. Модифицирование сплава путем ввода алмазно-графитной шихты УДАГ способствует повышению износостойкости сплава и снижению коэффициента трения. Как следует из представленных данных, у предлагаемого антифрикционного сплава в зависимости от состава износостойкость увеличивается в 1,2-1,7 раз, а коэффициент трения в 1,3-1,6 ниже,чем у прототипа. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.

МПК / Метки

МПК: C22C 13/02

Метки: подшипников, антифрикционный, сплав, скольжения

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/3-7701-antifrikcionnyjj-splav-dlya-podshipnikov-skolzheniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Антифрикционный сплав для подшипников скольжения</a>

Похожие патенты