Порошковый антифрикционный материал для узлов трения

22 1/05 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ПОРОШКОВЫЙ АНТИФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ УЗЛОВ ТРЕНИЯ(71) Заявители Институт механики металлополимерных систем АН Беларуси Открытое акционерное общество Гомельобои(73) Патентообладатели Институт механики металлополимерных систем АН Беларуси Открытое акционерное общество Гомельобои(57) Порошковый антифрикционный материал для узлов трения, содержащий медный порошок крупностью 100160 мкм и гранулы омедненного графита крупностью 160-200 мкм в количестве 16-17 мас. при содержании меди в гранулах омедненного графита 70-75 мас., отличающийся тем, что он дополнительно содержит гранулы омедненного полимера крупностью 50-200 мкм в количестве 7-9 мас. при содержании меди в гранулах омедненного полимера 50-60 мас(56) 1. Федорченко И.М., Пучина Л.И. Композиционные спеченные антифрикционные материалы. - Киев Наук. Думка, 1980, с. 237. 2. А.с. СССР 1785806, МПК В 22 1/02, С 22 С 9/00, 1993 (прототип). Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к порошковым композиционным материалам, и может быть использовано в качестве антифрикционных материалов в металлоперерабатывающей, бумагоперерабатывающей промышленности и других отраслях машиностроения. Известны композиционные меднографитовые материалы, содержащие порошок меди и графита в количествах от нескольких до 75 1. Недостатками таких материалов являются низкий срок службы и невысокая износостойкость полученных из них покрытий. Наиболее близким к изобретению по технической сущности к достигаемому результату является порошковый композиционный материал на основе меди, включающий медный порошок крупностью 100-160 мкм и гранулы омедненного графита в количестве 16-17 мас. при содержании меди в гранулах омедненного графита 70-75 мас. 2. 2320 1 Недостатками известного материала являются низкие триботехнические характеристики и невысокий срок службы. Задача изобретения состоит в улучшении триботехнических характеристик и повышении срока службы материала. Поставленная задача решается тем, что порошковый антифрикционный материал, содержащий медный порошок крупностью 100-160 мкм и гранулы омедненного графита крупностью 160-200 мкм в количестве 16-17 мас. при содержании меди в гранулах омедненного графита 70-75 мас., дополнительно содержит гранулы омедненного полимера крупностью 50-200 мкм в количестве 7-9 мас. при содержании меди в гранулах омедненного полимера 50-60 мас Сущность изобретения состоит в следующем. Использование гранул омедненного полимера 50200 мкм в количестве 7-9 мас. позволяет увеличить число межчастичных контактов между наполнителем и медной матрицей. При этом уменьшается количество вынесенных из зоны трения полимерных частиц, что обеспечивает улучшение и стабилизацию триботехнических характеристик материала в режиме самосмазывания при высоких температурах и давлении. Если размер гранул омедненного полимера менее 50 мкм, а их содержание составляет менее 7 мас., медная матрица не позволяет полимеру реализовать свои антифрикционные свойства. При этом увеличивается количество металлических контактов с поверхностью контртела, повышается коэффициент трения и наступает интенсивный износ материала. При использовании гранул омедненного полимера крупностью более 200 мкм при содержании более 9 мас. наблюдается ухудшение эксплуатационных характеристик материала за счет роста размера пор, которые являются концентраторами напряжений, а также неравномерного распределения гранул в объеме медной матрицы. В результате повышается износ и коэффициент трения, снижается прочность материала и срок службы. В результате анализа научно-технической литературы и патентных источников информации установлено, что заявляемое техническое решение в современной технике отсутствует. Эффект от использования заявляемой совокупности отличительных признаков не является известным следствием уже известных свойств объекта изобретения и установлен авторами. В соответствии с изложенным заявляемое решение отвечает критерию Изобретательский уровень. Для иллюстрации изобретения в табл. 1 приведены составы порошковых антифрикционных материалов, а в табл. 2 - сравнительные свойства полученных из них покрытий. Составляющими компонентами покрытий явились медный порошок марки ПМС-В ГОСТ 4960-75, гранулы графита марки ГМП и гранулы политетрафторэтилена ГОСТ 1007-72, омедненные химическим способом. Покрытия получали методом электроконтактного припекания порошковых антифрикционных материалов к медной ленте марки ДПРНМ - 0,2 НДМ - 3 ГОСТ 1173-77 на установке, выполненной на базе машины шовной сварки при следующих показателях технологического процесса- скорость перемещения ленты при припекании, м/с 0,03- толщина полученного покрытия, мкм 90-100. Испытания проводили в ИММС им. В.А. Белого НАН Б на машине СМЦ-2 трением скольжения по схеме вал-частичный вкладыш при нагрузке 100 кПа и скорости 1 м/с. Материалом контртела служила сталь 45 твердостью 44 , шероховатость поверхности 0,63 мкм. Как следует из приведенных данных, заявляемый порошковый антифрикционный материал, по сравнению с известным, характеризуется увеличенным сроком службы и улучшенными триботехническими характеристиками. Из ленточного материала с заявляемым покрытием были изготовлены свертные антифрикционные втулки для узлов трения технологического оборудования АО Гомельобои. Натурные испытания подтвердили высокую эффективность заявляемого материала. Срок службы узлов трения увеличился в 1,5-1,6 раза. 2320 1 Таблица 1 Компоненты порошковых антифрикционных материалов и их характеристики Крупность частиц медного порошка, мкм Содержание медного порошка в материале, мас. Крупность гранул омедненного графита, мкм Содержание гранул омедненного графита в материале, мас. Содержание меди в гранулах омедненного графита, мас. Крупность гранул омедненного полимера, мкм Составы порошковых антифрикционных материалов По прототипу Содержание гранул омедненного пролимера в материале, мас. Таблица 2 Номера составов антифрикционных материалов По прототипу 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Характеристики порошковых антифрикционных материалов Срок службы в узлах трения Коэффициент трения на ус- Интенсивность изнашиваоборудования, ч тановившемся режиме ния, мг/ч 160 0,11 0,85 205 0,1 0,77 220 0,09 0,75 225 0,09 0,72 232 0,08 0,69 240 0,07 0,65 243 0,07 0,63 241 0,07 0,65 230 0,08 0,7 218 0,09 0,75 202 0,1 0,79 170 0,12 0,84 65 0,15 5,8 Примечание Для определения характеристик были испытаны по 5 образцов покрытий из каждого порошкового антифрикционного материала и проведена статистическая обработка результатов испытаний. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.