DE1942702C - Solid lubricant - Google Patents

Solid lubricant

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DE1942702C
DE1942702C DE1942702C DE 1942702 C DE1942702 C DE 1942702C DE 1942702 C DE1942702 C DE 1942702C
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DE
Germany
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molybdenum disulfide
molybdenum
percent
mixture
component
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German (de)
Inventor
Jan William van Kirkland Wash Wyk (V St A)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
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Description

Die lirlindung betrifft ein festes Schmiermittel auf HiiM.s einer selbstschmierenden Komponente innerhalb einer feuerfesten Metallcarbid-Matrix, die ausThe lirlind relates to a solid lubricant HiiM.s a self-lubricating component within a refractory metal carbide matrix made up of

1. 20,0 bis 97,0 Gewichtsprozent Molybdändisulfid als selbstschmierende Komponente,1. 20.0 to 97.0 weight percent molybdenum disulfide as a self-lubricating component,

2. 0,01 bis 10,0 Gewichtsprozent einer kohlenstoffhaltigen Komponente, vorliegend zu mindestens einem geringen Teil in Fcrm von Metallcarbiden,2. 0.01 to 10.0 percent by weight of a carbonaceous one Component, in the present case at least a small part in the form of metal carbides,

1 2,')9 bis 80,0 Gewichtsprozent Molybdän, Niob, Tantal, Wolfram oder aus einer Kombination dieser Metalle als carbidbildende Komponente sowie gegebenenfalls aus1 2, ') 9 to 80.0 percent by weight of molybdenum, niobium, tantalum, tungsten or a combination these metals as a carbide-forming component and optionally from

4. 0,01 bis 5,0 Gewichtsprozent einer Borkomponente, vorliegend zu mindestens einem kleinen Teil in Form einer festen Borlösung und gege- '5 benenfalls aus4. 0.01 to 5.0 weight percent of a boron component, in this case at least a small part in the form of a solid boron solution and, where '5 appropriate, from

5. 0,1 bis 53,0 Gewichtsprozent Eisen, Nickel, Chrom, Kobalt, oder einer Kombination dieser Metalle als metallisches schmierendes Material besteht. 5. 0.1 to 53.0 percent by weight iron, nickel, chromium, cobalt, or a combination of these metals as the metallic lubricating material.

Selbstschmierende Stoffe mit niederer Reibung und niederen Abriebeigenschaften zeigen darüber hinaus noch verschiedene Grade elektrischer Leitfähigkeit, die sich von elektrischen Isolatoren bis zu guten elektrischen Leitern erstrecken, und zwar jeweils in Abhängigkeit von der vorliegenden Mischung. Diese selbsisehmierendcn Massen können als Hochleistungsmassen in Luft, Vakuum oder inerten Atmosphären über einen Temperaturbereich von -251 ^o bis I?. 16'(' verwendet werden.Self-lubricating substances with low friction and low abrasion properties also show Still varying degrees of electrical conductivity, ranging from electrical insulators to good ones Extend electrical conductors, each depending on the mixture present. This self-absorbing masses can be used as high-performance masses in air, vacuum or inert atmospheres over a temperature range of -251 ^ o until I ?. 16 '(' can be used.

Ks sind mehrere feste selbstschmierende Materialien bekannt, die gute Schmiereigenschaften und eine niedere i.cherfestigkeit besitzen. Typische Beispiele sind Molybdändisulfid, Molybdändiselenid, Wolframdisuliid und Graphit. Diese Materialien haben im allgemeinen ein geeignetes Anwendungsgebiet in den I -'allen, wo bei niederen Bclastungsbedinuungen niedere Reibungseigenschaften gewünscht werden. Wenn jeJoch auf das System hohe Belastungen ausyciibt werden, dann können diese bekannten Materialien den Hochbelastungsbedingungcn nicht widerstehen, und ihre unter solchen Umständen stattfindende Verwendung führt zu einem frühzeitigen Versagen des Schmiersystems. Mit der möglichen Ausnahme von Graphit besitzen diese bekannten festen selbstschmierenden Materialien eine niedere Toleranz zu hohen Temperaturen und können soiT.it in Systemen mit mehr als einigen Hundert Grad Fahrenheit nicht verwendet werden. I 'nter diesen bekannten Materialien zeigt Graphit allein eine wesentliche elektrische Leitfähigkeit, doch kann dieser Stuff hei Systemen, die im Vakuum arbeiten, nicht verwendet werden, da die Giaphilteilchcn bei V.ikuumbcdingungcn eine gewisse Schleifwirkung besitzen. ^Several solid self-lubricating materials are known which have good lubricating properties and low shear strength. Typical examples are molybdenum disulfide, molybdenum diselenide, tungsten disulfide and graphite. These materials generally have a suitable field of application in all areas where low friction properties are desired under low load conditions. If, however, high loads are applied to the system, then these known materials cannot withstand the high load conditions and their use under such circumstances leads to premature failure of the lubrication system. With the possible exception of graphite, these known solid self-lubricating materials have a low tolerance to high temperatures and soiT.it cannot be used in systems with more than a few hundred degrees Fahrenheit. Among these known materials, graphite alone shows a substantial electrical conductivity, but this substance cannot be used in systems which work in a vacuum, since the particles of the graphite have a certain abrasive effect in the case of vacuum conditions. ^

Während die bekannten sclbslsi hmicmulni Stoffe sonnt für einen relativ cingcsihiaiiklcn Niiwnidiumsbercich geeignet sind, können sic Iv 1 extrain. ηίι H·. triebsbedmgutigen, inshcsoiuli-ri bei ImIi. η Hclastungen, hohen Temperaturen und im Vakuum, nicht («> eingesetzt werden. Ferner sind ihre elektrischen l.citungseigenschaftcn in erster 1 inie für das jeweilige Material fixiert. Daher können die bekannten selbst schmierenden Materialien /ur Schmierung fiir Systeme, die bei extremeren Bedingungen aibeilen. (<·, nicht verwendet werden und es muli daher eine äul.lere Schmierung vorgesehen werden. I »ie Nachteile dieser äuKcicn Schmiei i/nt'cn liegen jedoch auf der Hand: Hohe Wartungskosten, Verunreinigungen, Verdampfung, ungleichmäßige Auftragung usw. Die äußere Schmierung ist besonders bei solchen Systemen schlecht anwendbar, die elektrische, elektronische und optische Elemente, welche im Vakuum betrieben werden sollen, enthalten. Obgleich man solchen extremen Betriebsbedingungen, wie sie oben genannt wurden, bei denen die bekannten Schmiermittel nicht geeignet sind, bislang nur wenig begegnete, sind sie jedoch nun für die Raumfahrttechnologie typisch. Daher ist die Notwendigkeit, Schmiermittel, welche diesen strengen Betriebsbedingungen widerstehen können, zu beschaffen, drängend geworden. While the well-known sclbslsi hmicmulni fabrics are suitable for a relatively small-scale area, they can be extrain. ηίι H ·. instinctual, inshcsoiuli-ri at ImIi. η Hclastungen, high temperatures and in a vacuum, not "> be used (. Further, their electrical l.citungseigenschaftcn first inie 1 for the respective material fixed. Therefore, the well-known self-lubricating materials / ur fiir lubrication systems at more extreme conditions . aibeilen (<·, are not used and therefore it muli be provided a lubrication äul.lere I "ie cons of this äuKcicn Schmiei i / nt'cn, however, are obvious:. High maintenance costs, contamination, evaporation, uneven application, etc. External lubrication is particularly difficult to use in systems which contain electrical, electronic and optical elements which are to be operated in a vacuum, although such extreme operating conditions as mentioned above, for which the known lubricants are not suitable, have been used up to now encountered little, they are now typical of space technology. Hence the need to Obtaining lubricants that can withstand these severe operating conditions has become an issue.

Die Hochleistungseigenschaflen der sclbstschmie-.enden Materialien der Erfindung werden in erster Linie durch die Einverleibung eines feuerfesten Metalls in die Mischung erzielt, so daß nach der Verarbeitung unter Druck und bei hohen Temperatures sich das feuerfeste Metall mit dem in den Preßlingen vorhandenen Kohlenstoff zu Carbiden umsetzt. lerner ist in den Massen Molybdändisulfid enthalten, welches die Gleitfähigkeit verleiht. Somit wird durch Kombination eines hochfesten, carbidbildenden feuerfesten Metalls mit einem selbstschmierend^ Material, das im allgemeinen durch eine niedrigfeste Niedertemperaturtoleranz charakterisiert ist, eine Endmischung erhalten, die sowohl eine ausgezeichnete Druck- als auch Biegebeständigkeit aufweist und die daneben ausgezeichnete Reibungs- und Abriebseigenschaften besitzt. Die erfindungsgemäßen Massen können entweder in ihrer Endform hergestellt werden, oder sie können in großen Ansätzen bereitet und anschließend in ihre Endform verarbeitet werden. In jedem Fall besitzen die Massen Struktureigenschaften, die sie dazu befähigen, bei hohen Belastungsbedingungen, hohen Temperaturen und im Vakuum verwendet zu werden.The high-performance characteristics of self-lubricating ends Materials of the invention are made primarily through the incorporation of a refractory metal achieved in the mixture, so that after processing under pressure and at high temperature, the converts refractory metal with the carbon present in the compacts to form carbides. learner is contain molybdenum disulphide in the masses, which imparts lubricity. Thus, through combination of a high strength, carbide-forming refractory metal with a self-lubricating ^ material that generally characterized by a low strength, low temperature tolerance, a final blend obtained which is excellent in both pressure and bending resistance and which is next to it has excellent friction and abrasion properties. The compositions of the invention can either can be produced in their final form, or they can be prepared in large batches and subsequently can be processed into their final form. In any case, the masses have structural properties which they enable it to be used under high load conditions, high temperatures and in a vacuum will.

Obwohl Molybdändisulhd im allgemeinen einen hohen elektrischen Widerstand zeigt, zerstört doch seine Einarbeitung in die Masse die elektrische Leitfähigkeit, die durch die feuerfesten Metalle verliehen wird, nicht. Die elektrische Leitfähigkeit der Endmasse hängt davon ab, welches feuerfeste Metall odei welche Kombination der feuerfesten Metalle für die Einverleibung ausgewählt worden ist. Durch Variation der Bestandteile kann eine Lndmasse erhalten werden, die einen weiten Bereich son elektrischen Eigenschaften besitzt, der sich von gi/tsn elektrischer isolationseigcnsch-iften bis /u guten elektrischen I eitungstigcnschaftcn erstrecktAlthough molybdenum disulfide is generally a shows high electrical resistance, but its incorporation into the mass destroys the electrical conductivity, which is bestowed by the refractory metals does not. The electrical conductivity of the final mass depends on which refractory metal or which combination of refractory metals for the Incorporation has been selected. An average mass can be obtained by varying the components which has a wide range of electrical properties that differ from gi / tsn electrical insulation properties up to / u good electrical conduction properties extends

Die Ziele der Erfindung werden durch drei Klasser von Massen erreicht, welche in verschiedenen < icvMchlsverhiillnissen folgende Komponenten besit/enThe objects of the invention are achieved through three classes of masses reached in different proportions have the following components

I I ii>e erste Klasse von Mischungen, besteheni aus Molybdändisulfid oiler Materialien, du Mohbdäudisiilfid enthalten, einem carbidbildui den Metall ausgewählt ;nis der Gruppe Mohh dän, Niob, Tantal. Wolfram und dessen Kombi nationeii, und einer kohlenstoffhaltigen Kompo ncnle, die entweder in Form metallischer ( arbidi oder als feste Kohlcnstofflösiing oder in I inn heider vorliegtI I ii> e first class of mixtures, consist i from molybdenum disulfide oiler materials, you contain Mohbdäudisiilfid, a carbidbildui selected the metal; nis of the group Mohh Danish, niobium, tantalum. Tungsten and its combination nationeii, and a carbon-containing compo ncnle, which either in the form of metallic arbidi or as solid carbon solution or in inn heider is present

II. riiie zweite k. ,se von Mischungen, bestehen« aus einem selbstschmierenden Maien.il voi Molybdändisulfid oder Materialien, die Mnlyb iliindisulfid enthalten, einem carbiilbildendeiII. Riiie second k. , se of mixtures, consist " from a self-lubricating May. il voi Molybdenum disulfide or materials containing mnlyb contain iliindisulfid, a carbiil-forming egg

Metall, ausgewählt aus der Ciruppe Molybdän, Niob, Tantal, Wolfram und deren Kombinationen, einer kohlenstoffhaltigen Komponente in Form von entweder metallischen Carbiden oder einer festen Kohlenstofflösung oder in Form heider und einer Komponente von Bor, welche entweder in Form einer festen Borlösung oder in Form von freiem Bor oder in Form von beiden vorliegt.Metal selected from the group consisting of molybdenum, niobium, tantalum, tungsten and their combinations, a carbonaceous component in the form of either metallic carbides or a solid carbon solution or in the form heider and a component of boron, which is either in the form of a solid boron solution or is in the form of free boron or both.

Fine dritte Klasse von Mischungen, bestehend aus einer selbstschmierenden Komponente von Molybdändisullid oder Materialien, die Molybdändisullid enthalten; einem carbidbildenden Material, ausgewählt aus der Gruppe Molybdän, Niob, Tantal, Wolfram und deren Kombinationen, einer kohlenstoffhaltigen Komponente entweder in Form von Metallcarbiden oder einer festen Kohlenstofflösung oder in Form von beiden, einer Komponente von Bor in Form einer festen Borlösung, von freiem Bor oder von beiden uf.i einer Metallkomponente mit einem Schmelzpunkt, der wesentlich niedriger ist als derjenige der carbidbildenden Metalle, die aus der Gruppe F.isen, Nickel, Chrom, Kobalt ausuewählt ist. sowie deren Kombinationen.Fine third class of mixtures, consisting of a self-lubricating component of Molybdenum disullide or materials containing molybdenum disullide; a carbide-forming Material selected from the group molybdenum, niobium, tantalum, tungsten and their combinations, a carbonaceous component either in the form of metal carbides or a solid carbon solution, or both, a component of boron in the form a solid boron solution, free boron or both plus a metal component with a Melting point, which is significantly lower than that of the carbide-forming metals made from the group of iron, nickel, chromium, cobalt is selected. as well as their combinations.

Ausführungsformen für die oben beschriebenen Mischungen werden nachstehend angegeben:Embodiments for the mixtures described above are given below:

Klasseclass

Mischungmixture

lies tandteilread part

GewichtsprozentWeight percent

Molybdändisulfid (MoS2) 20,0 bis 97,0Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 20.0 to 97.0

Kohlenstoff (C) 0,01 bis 10,0Carbon (C) 0.01 to 10.0

Molybdän (Mo) 0,01 bis 80,0Molybdenum (Mo) 0.01 to 80.0

Mischung 2
Bestandteil Geun.htspro/ei,i
Mixture 2
Part of Geun.htspro / ei, i

Molybdändisulfid (MoS2) 20,0 bis 97,0Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 20.0 to 97.0

Kohlenstoff (C) 0,01 bis 10,0Carbon (C) 0.01 to 10.0

Niob (Nb) 0.01 bis 80,0Niobium (Nb) 0.01 to 80.0

Mischung 3Mixture 3

liestiindteilreadsiindteil

Molybdändisullid (MoS2).Molybdenum disullide (MoS 2 ).

Kohlenstoff (C) Carbon (C)

I antal (Ta) I antal (Ta)

Mischung 4Mix 4

Bestandteilcomponent

Mol>bdiindisiillid (MoS2) . . .Mol> diindisiillide (MoS 2 ). . .

Kohlenstoff (C) Carbon (C)

Wolfram (W) Tungsten (W)

Mischung 5Mix 5

Gcwithtspro/enlGcwithtspro / enl

20,0 bis 97,0 0.01 his 10.0 0,01 his 80.020.0 to 97.0 0.01 to 10.0 0.01 to 80.0

20,0 bis 97.0 0,01 bis 10.0 0,01 bis 80,020.0 to 97.0 0.01 to 10.0 0.01 to 80.0

Bestandteilcomponent

(icwichlspro/cni(icwichlspro / cni

Molybdändisulfid (MoS2) 20,0 bis 97,0Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 20.0 to 97.0

Kohlenstoff (C) 0,01 bis 10.0Carbon (C) 0.01 to 10.0

Molybdän (Mo) 0.01 bis 80.0Molybdenum (Mo) 0.01 to 80.0

Tantal (Ta) 0,01 bis KO.OTantalum (Ta) 0.01 to KO.O

Mischung 6 Bestandteil Gewichi-.pioA.·»!Mixture 6 component Gewichi-.pioA. · »!

Molybdändisullid (MoS1) 20,0 bis 97,0Molybdenum disullide (MoS 1 ) 20.0 to 97.0

Kohlenstoff (C) 0,01 bis 10,0Carbon (C) 0.01 to 10.0

Molybdän (Mo) 0,01 bis 80,0Molybdenum (Mo) 0.01 to 80.0

Wolfram (W) 0,01 bis 80,0Tungsten (W) 0.01 to 80.0

Mischung 7Mix 7

Gewichhpro/L-nlWeight pro / L-nl

Bestandteilcomponent

Moiybdändisulfid (MoS1) 20,0 bis 97,0Moiybdenum disulfide (MoS 1 ) 20.0 to 97.0

Kohlenstoff (C) 0,01 bis 10,0Carbon (C) 0.01 to 10.0

Molybdän (Mo) 0,01 bis 80,0Molybdenum (Mo) 0.01 to 80.0

Niob (Nb) 0,01 bis 80,0Niobium (Nb) 0.01 to 80.0

Tantal (Ta) 0,01 bis 80,0Tantalum (Ta) 0.01 to 80.0

Wolfram (W) 0,01 bis 80,0Tungsten (W) 0.01 to 80.0

Klasse IlClass Il

Mischungmixture

Bestandteilcomponent

Molybdändisulfid (MoS1) 20,0 bis 97,0Molybdenum disulfide (MoS 1 ) 20.0 to 97.0

Kohlenstoff (C) 0,01 bis 10,0Carbon (C) 0.01 to 10.0

Bor (B) 0,01 bis 5,0Boron (B) 0.01 to 5.0

Molybdän (Mo) 0,01 bis 80,0Molybdenum (Mo) 0.01 to 80.0

Mischung 2Mixture 2

Bestandteilcomponent

GewichtsprozentWeight percent

Molybdändisulfid (MoS2) 20,0 bis 97,0Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 20.0 to 97.0

Kohlenstoff (C) 0,01 bis 10,0Carbon (C) 0.01 to 10.0

Bor (B) 0,01 bis 5,0Boron (B) 0.01 to 5.0

Niob (Nb) 0,01 bis 80,0Niobium (Nb) 0.01 to 80.0

Mischung 3Mixture 3

Bestandteil GewichtsprozentIngredient weight percent

Molybdändisulfid (MoS2) 20,0 bis 97,0Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 20.0 to 97.0

Kohlenstoff (C) 0.01 bis 10,0Carbon (C) 0.01 to 10.0

Bor (B) 0,01 bis 5.0Boron (B) 0.01 to 5.0

Tantal (Ta) 0,01 bis 80.0Tantalum (Ta) 0.01 to 80.0

Wolfram (W) 0,01 bis 80,0Tungsten (W) 0.01 to 80.0

Mischung 4Mix 4

Bestandteilcomponent

Molybdändisulfid (MoS2) 20,0 bis 97,0Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 20.0 to 97.0

Kohlenstoff (C) 0,01 bi 100Carbon (C) 0.01 to 100

Bor (B) 0.01Boron (B) 0.01

Niob (Nb) 0.01Niobium (Nb) 0.01

Tantal (Ta) 0.01Tantalum (Ta) 0.01

Wolfram (W) 0.01Tungsten (W) 0.01

Klasse 111Class 111

bis 10.0 bis 5.0 bis 80,0 bis 80,0 bis 80.0up to 10.0 up to 5.0 up to 80.0 up to 80.0 up to 80.0

Mischungmixture

Bestandteilcomponent

Molybdändisulfid (MoS2) 45.0 bis 90,0Molybdenum Disulfide (MoS 2 ) 45.0 to 90.0

Kohlenstoff (C) 0,01 bis 10,0Carbon (C) 0.01 to 10.0

I antal (Ta) 2,0 bis 55.0I antal (Ta) 2.0 to 55.0

F.ivn IFc) 0.1 bis 53.0F.ivn IFc) 0.1 to 53.0

5 65 6

Mischung 2 Grund dieses Schmiermechanismus, daß das Molyb-Mixture 2 The reason for this lubrication mechanism is that the molybdenum

j . .. ·, tliindisulful eine »Gleitschmierung« oder Schmier-j. .. ·, tliindisulful a »sliding lubrication« or lubricating

licwichiKpro/Kiii übertragungseigenschaften besitzt. Darunter ist zulicwichiKpro / Kiii has transmission properties. Below is to

Molybdändisulfid (MoSj) 45,0 bis 90,0 verstehen, daß, wenn ein Material, das Molybdiin-Molybdenum Disulfide (MoSj) 45.0 to 90.0 understand that when a material containing molybdenum

Kohlenstoff (C) 0,01 bis 5,0 5 disulfid enthält, mit einem MoUiH, welches dieseCarbon (C) contains 0.01 to 5.0 5 disulfide, with a MoUiH which this

Tantal (Ta) 2,0 bis 55,0 Mischung nicht enthält, in Gleitkontakt gebrachtTantalum (Ta) 2.0 to 55.0 mixture does not contain, brought into sliding contact

Nickel (Ni) O1I bis 53,0 wird, die schwache Bindung zwischen den Schwefelatomen der Molybdändisulfidkristalle den größerenNickel (Ni) O 1 I to 53.0, the weak bond between the sulfur atoms of the molybdenum disulfide crystals becomes the larger

Mischunc 3 Kräften, die zwischen den Schwefelatomen und denMischunc 3 forces acting between the sulfur atoms and the

ίο Atomen des neuen Metalls existieren, nachgibt. Aufίο Atoms of the new metal exist, gives way. on

iestandieil Gewichtsprozent diese Weise wird etwas von dem MolybdändisulfidThe remaining weight percent in this way becomes some of the molybdenum disulfide

Molybdändisulfid (MoS2) 45,0 bis 90,0 verschmiert oder zu der neuen Metalloberfläche über-Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 45.0 to 90.0 smeared or over-

Kohlenstofr (C) 0,01 bis 10,0 ruhrl; ^636" SchmicrmiUel-übertragungsmechanis-Carbon (C) 0.01 to 10.0 ruhrl ; ^ 636 "SchmicrmiUel-transfer mechanism-

Tantal (Ta) 2 0 bis 55 0 mus "n"el man in a"en Mischungen dieser hrlindung.Tantalum (Ta) 2 0 to 55 0 mus "n" el man in a "en hrlindung mixtures of these.

Chrom (Cr) 01 bis 530 '5 ^r 'sl besonders bei Anwendung im Vakuum wichtig.Chromium (Cr) 01 to 530 ' 5 ^ r ' sl is particularly important when used in a vacuum.

Schmierprobleme im Vakuum erscheinen auf den ersten Blick nicht anders zu sein als die, die an derAt first glance, lubrication problems in the vacuum do not appear to be any different from those in the

Mischung 4 Luft auftreten. Tatsächlich werfen Vakuumbedin-Mixture 4 air occur. In fact, vacuum conditions

n . .. gungen ernstere Probleme auf, und es ist mit einem n . .. more serious problems arose, and it is with one

uesianateil Gewichtsprozent 20 schnelleren Abrieb auf der Zusammenstellung zuuesianateil weight percent 20 faster abrasion on the compilation too

Molybdändisulfid (MoS2) 45,0 bis 90,0 rechnen als beim Betrieb an der Luft. Jede Zusam-Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 45.0 to 90.0 are calculated as when operating in air. Every co-

Kohlenstoff (C) 0,01 bis 5,0 menslellung, die aus Metall gebildet wird und imCarbon (C) 0.01 to 5.0 material formed from metal and im

Tantal (Ta) 2,0 bis 55,0 Vakuum betrieben wird, vei,<ali sich anders als dieTantalum (Ta) 2.0 to 55.0 vacuum is operated, vei, <ali different than that

Kobalt (Co) 01 bis 53,0 gleiche Zusammenstellung, wenii sie an der Luft inCobalt (Co) 01 to 53.0 same composition when exposed to air in

25 Betrieb genommen wird. Es wurde festgestellt, daß25 is put into operation. It was found that

Aus der vorstehenden Tabelle, welche Mischungen die Abwesenheit eines Oxydfilms auf den Oberflächen dieser Erfindung angibt, wird ersichtlich, daß alle der Teile der Zusammenstellung die Kohäsion des Mischungen Molybdändisulfid, welches in erster Linie Metalls zwischen mehreren Teilen der Zusammenfür die selbstschmierenden Eigenschaften der End- stellung beim Betrieb im Vakuum bewirkt. Das mischungen verantwortlich ist, enthalten. Das Molyb- 30 Metall klebt an anderen metallischen Oberflächen dändisulfid in diesen Mischungen kann auch durch an oder hängt daran, wenn ein kohäsiver Kontakt andere selbstschmierende Materialien ersetzt werden. besteht, und bricht beim Betrieb mit den anderen Ein typischer Ersatz hierfür ist Wolframdisu'fid. metallischen Oberflächen. Die übertragung von Me-Jedoch ist Wolframdisulfid wesentlich teurer als lallteilchen von einer Oberfläche zu einer anderen Molybdändisulfid. Ferner haben mit Mischungen, 35 findet rasch statt, so daß nach einer kurzen Betriebsdie diesen Stoff enthalten, durchgeführte Versuche periode eine sichtbare Lochbildung auftritt. Dies gezeigt, daß die resultierenden Mischungen keine führt dazu, daß die Metalloberflächen rauh werden, Eigenschaften besitzen, die den Eigenschaften Molyb- somit den Geräuschspiegel erhöhen und auch die dändisulfid enthaltender Mischungen überlegen sind benötigte Betriebskraft erhöhen. An der Luft findet und somit die gesteigerten Kosten rechtfertigen 4° diese Kohäsion, die das Aufrauhen eir.es Lagers im wurden. Vakuum bewirkt, nicht statt, was auf die Anwesen-Die selbstschmierenden Eigenschaften des Molyb- heil eines Oxydfilms auf der Oberfläche des Metalls dändisulfids, wenn es für sich oder zusammen mit zurückzuführen ist.From the table above, what blends the absence of an oxide film on the surfaces This invention indicates, it will be seen that all of the parts of the assembly affect the cohesion of the Mixtures of molybdenum disulfide, which is primarily metal between several parts of the joint causes the self-lubricating properties of the end position when operating in a vacuum. The Mixtures is responsible, included. The molyb-metal sticks to other metallic surfaces Dändisulfid in these mixtures can also be due to or depends on when there is a cohesive contact other self-lubricating materials are replaced. exists, and breaks with the others when it operates A typical substitute for this is tungsten disulfide. metallic surfaces. The transfer of Me-However tungsten disulfide is much more expensive than particles moving from one surface to another Molybdenum disulfide. Furthermore, with mixtures, 35 takes place quickly, so that after a short period of operation the contain this substance, tests carried out periodically a visible hole formation occurs. this demonstrated that the resulting mixtures do not cause the metal surfaces to become rough, Have properties that increase the noise level and also the properties of molybdenum Mixtures containing disulfide are superior to increase the required operating force. Takes place in the air and thus the increased costs justify 4 ° this cohesion, which the roughening of a bearing in the became. Vacuum causes, not instead, what to the property-the self-lubricating properties of molyb- an oxide film on the surface of the metal dändisulfids, if it can be traced back to itself or together with.

anderen Materialien verwendet wird, sind bekannt. Wenn ein normales Schmiermittel auf die Ober-other materials used are known. If a normal lubricant is on the upper

Die Kristalle des Molybdändisulfids besitzen eine 45 flächen der Metallzusammenstellungen, die im Va-The crystals of molybdenum disulfide have a 45 surface area of the metal compositions, which in the Va

Platttnstrukturbei welcher aufeinanderfolgende Plal- kuum betrieben werden, aufgebracht wird, darinPlate structure in which successive pluckuum are operated is applied therein

ten von Molybdänatomen mit aufeinanderfolgenden verdampft das Schmiermittel auf Grund seines hohenten of molybdenum atoms with successive evaporates the lubricant due to its high

Schichten von Schwefelatomen zwischen jeder Schicht Dampfdrucks. Somit ist das Schmiermittel nachLayers of sulfur atoms between each layer of vapor pressure. Thus, the lubricant is after

von Molybdänatomen angeordnet sind. Ein großer einer kurzen Betriebsperiode nicht mehr vorhanden.arranged by molybdenum atoms. A large one no longer available for a short period of operation.

Kristall von Molybdändisulfid ist daher als Aufein- 5° Die Verwendung eines selbstschmicrenden Materials,Molybdenum disulphide crystal is therefore considered to

anderschichtung von Lagen von Molybdän anzu- wie Molybdändisulfid, in Zusammenstellungen, dielayering layers of molybdenum as well as molybdenum disulfide, in combinations that

sehen, die durch starke ionische Bindungen mit den im Vakuum betrieben werden, mindert die Pro-see, which are operated by strong ionic bonds with those in a vacuum, reduces the pro-

ancinanderstoßcnden Lagen des Sehwefcis verbun- bleme. die durch die kohäsive Erosion tntstehen,butting layers of the eye connected. caused by cohesive erosion,

den sind, wobei die aufeinanderfolgenden Schwefel- Immer wenn das Molybdändisulfid mit einer auftref-where the successive sulfur- Whenever the molybdenum disulfide occurs with a

schichten dutch schwache homöopolare Bindungen 55 fendcn Metalloberfläche in Kontakt kommt, dannlayers by weak homeopolar bonds 55 when the metal surface comes into contact

zusammengehalten werden. wird eine geringe Menge des Molybdändisulfids aufbe held together. will contain a small amount of the molybdenum disulfide

Während die Schwefelschichten bei der Bildung die berührende Metalloberfläche übergeführt, wo-While the sulfur layers transfer the metal surface in contact during formation, where-

eines vollständigen Molybdändisulfidkristalls zuein- durch die kohäsive Erosion vermieden wird. Aulof a complete molybdenum disulfide crystal to one another by which cohesive erosion is avoided. Aul

ander nur eine schwache Anziehung besitzen, haben diese Weis'· übt das Molybdändisulfid bei Vakuum-others only have a weak attraction, have this way of doing things.

die Schwefelatome eine viel größere Affinität für &° bedingungen etwa die gleiche Funktion aus wie deithe sulfur atoms have a much greater affinity for & ° conditions about the same function as dei

Metalle, so daß sich die Molybdändisulfidplatten bei oxydische OberflächenrUm bei atmosphärischen Be-Metals, so that the molybdenum disulphide plates at oxidic surface areas at atmospheric conditions

bestimmlcn Bedingungen fest an Metalle anlegen. dingungen. Darüber hinaus besitzt jedoch das MolybApply certain conditions firmly to metals. conditions. In addition, however, the molyb

Die Schwefelatome werden, da sie zueinander nur dändisulfid bessere Schmiereigenschaften als der oxyThe sulfur atoms are, since they are only dändisulfid better lubricating properties than the oxy

eine schwache Affinität aufweisen, nicht durch so dische Oberflächenfilm, so daß bei Zusammenstoßhave a weak affinity, not by so dische surface film, so that upon collision

starke Kräfte gehalten, wie das Schwefel an dem 65 lungen, die öti der Luft betrieben werden, die Einstrong forces held, such as the sulfur on the 6 5 lungs, which öti the air operated, the one

Metall gehalten wird, noch sind sie so groß wie die führung von Molybdändisulfid als Schmiermittel deiMetal is held in place, nor are they as great as the use of molybdenum disulfide as a lubricant

Metall-zu-Metall-Adhäsionskräfte. Daher wirkt das Reibungskoeffizienten zwischen den in BerühruniMetal-to-metal adhesion forces. Therefore, the coefficient of friction acts between those in contact

Sulfid als Schmiermechanismus, und man sagt auf stehenden Metallplatten stark reduziert.Sulphide as a lubrication mechanism, and it is said to be greatly reduced on standing metal plates.

Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß die Verwendung von Molybdändisulfid als selbstschniicrendes Material in mechanischen Zusammenstellungen, die entweder im Vakuum oder an der Luft in Betrieb sind, hoch erwünscht ist. Jedoch bringt die Verwendung dieses Schmiermittels schwerwiegende Probleme mit sich. Obgleich Molybdändisulfid über einen weiten Bereich von Betriebstemperaturen eine beträchtliche Stabilität aufweist, fehlen diesem Material doch viele der metallischen Eigenschaften, die für mechanische Zwecke wesentlich sind, einschließlich der Duktilität. der Druckbeständigkeit, der Zugbeständigkeit, der Schmierbarkeit, der Stoßfestigkeit und der Vcrsprödungsfcstiekeit.From the foregoing it can be seen that the use of molybdenum disulfide as a self-tapping Material in mechanical compositions, either in a vacuum or in air are in operation is highly desirable. However, the use of this lubricant has serious implications Problems with yourself. Although molybdenum disulfide has a wide range of operating temperatures has considerable stability, this material lacks many of the metallic properties that are essential for mechanical purposes, including ductility. the pressure resistance, the tensile strength, lubricity, impact resistance and resistance to embrittlement.

Um den Anwendungsbereich von Molybdändisulfid auszudehnen, hat man beträchtliche Anstrengungen unternommen, um eine geeignete Matrix, in welcher das Molybdändisulfid suspendiert werden soll, /u entwickeln. Diese Matrix muß. um geeignet /u sein, der Mischung die obigen mechanischen IEigenschaften verleihen und dazu gestatten, daß das M olybdändisulfid, seine Schmierfähigkeit, die Schmiermiltclübertragung und die hohe Temperaturbeständigkeit der entstehenden Mischung verleiht. Ein Beispiel für eine Matrix, welche zu diesem Zweck entwickelt wurde, ist eine, in welcher Molybdändisulfid mit Eisen kombiniert wurde, wodurch eine Mischung erhalten wurde, die die Schmiereigenschaften des Molybdündisulfids und auch viele der Struktureigensdiaften des Eisens beibehielt. Nachteiligerweise hielt jedoch das Eisen auch einige seiner unerwünschten i igenschaften in der entstehenden Mischung bei. niimhch seine Oxydationsanfälligkeit, die zur Eolge hatte, daß der Anwendungsbereich, in weichem die Mischung verwendet werden konnte, eingeschränkt wurde. Der Ersatz des Eisens durch Nickel, wie er uich in der genannten Patentschrift vorgeschlagen wurde, minderie zwar viele der mit der Verwendung von Eisen verbundenen Schwierigkeiten, doch gestattete selbst die Verwendung von Nickel es nicht, den -ollen Bereich der Eigenschaften des Molybdändisul- :;ds auszuwerten.Considerable effort has been made to expand the scope of molybdenum disulfide undertaken to find a suitable matrix in which the molybdenum disulfide would be suspended should, / u develop. This matrix must. to be suitable / u, the mixture the above mechanical I confer properties and allow the M olybdenum disulphide, its lubricity, the transfer of lubricant and the high temperature resistance gives the resulting mixture. An example for a matrix developed for this purpose is one in which molybdenum disulfide was combined with iron to give a mixture that would improve the lubricating properties of the Molybdenum disulfide and also many of the structural properties of iron retained. Unfortunately, however, iron also held some of its undesirable effects i properties in the resulting mixture. niimhch its susceptibility to oxidation, which results had limited the scope in which the mixture could be used would. The replacement of iron by nickel, as suggested in the patent mentioned was allowed, while reducing many of the difficulties associated with the use of iron even the use of nickel does not limit the range of properties of molybdenum disul- :; ds to evaluate.

Es wurden umfangreiche Untersuchungen angestellt, um die maximale Temperatur ausfindig zu machen, bei welcher das Molybdändisulfid gesintert werden kann, ohne daß eine Dissoziation des Molybdändisulfids während des Sinterns auftritt. Es wurde festgestellt, daß, wenn auf das Molybdändisulfid während des Sinterns ein Druck von 352 kg/cm2 ausgeübt wird, die Dissoziation dieses Materials bei Temperaturen bis zu etwa 182CT C vermieden werden kann. Dieses Ergebnis ist insofern überraschend, als das Molybdändisulfid normalerweise bei Temperaturen zwischen 1093 und 1204" C bei Atmosphärendruck dissoziiert. Nachdem diese überraschende Fähigkeit des Molybdändisulfids, hohen Sintertemperaturen zu widerstehen, entdeckt worden war, war es klar, daß die vollen Möglichkeiten dieses Materials nicht realisiert werden können, wenn man als Binder in der Matrix Eisen oder Nickel verwendet. Diese Ziele wurden durch die Massen der Erfindung erreicht, indem als Schmiermechanismus Molybdändisulfid und als Binder für die Matrix ein feuerfestes Metall verwendet wurde. Die chemischen Analysen dieser Mischungen zeigen an, daß bei Verwendung von Graphilstanzen für die Herstellung dieser ' Mischungen bei hohen Temperaturen und Drücken sich Kohlenstoff von den Stanzen mit dem feuerfesten Metall vereinigt und ein Carbid bildet. Weitere Untersuchungen haben ergeben, daß die harten Carbidlcilchen der selbstschmierenden Mischungen mit einer relativ weichen Schicht von Molybdändisulfid überzogen waren. Diese überraschende metallurgische Konfiguration scheint hauptsächlich fur die extrem niederen Abriebgeschwindigkeiten verantwortlich zu sein, welche von diesen Mischungen gezeigt werden. Zusätzlich zeigen bestimmte dieser Mischungen die ,0 Fähigkeit, Kompressionsbelastungen über 17 600 kg/ cm2 zu widerstehen, während andere bei Gleit-Oberflächengeschwindigkeiten von 3657,6 m/min in Betrieb genommen werden können. Der Temperaturbereich, über den diese Materialien eingesetzt werden. ist gleichermaßen eindrucksvoll. Viele dieser Mischungen können bis zu 399 C in der Luft und bis zu 1316C im Vakuum betrieben werden. Bezüglich der Nicdertemperaturbeständigkeit ist der Betrieb in flüssigem Wasserstoff bei -251 (" demonstriert worden. Fs hat sich gezeigt, daß diese Mischungen einzigartige elektrische Eigenschaften besitzen. Mischungen, die entweder als gute Leiter für den elektrischen Strom oder als gute Isolatoren charakterisiert sind, können hergestellt werden Fs ist möglich, die clektrischen Eigenschaften zu kontrollieren, indem die Zusammensetzung der gewählten Metallmatrix variiert wird. Diese Ergebnisse können erhalten werden, obwohl das Molybdändisulfid für sich keine gute elektrische Leitfähigkeit besitzt und in Wirklichkeit durch einen derart hohen elektrischen Widerstandsgrad charakterisiert ist, daß es in vielen Systemen, wo die Verhinderung der elektrischen Leitfähigkeit gewünscht wird, als Isolierstoff verwendet wird. Es sollte auch beachtet werden, daß die feuerfesten Metalle, die in diesen Mischungen verwendet werden, hinsichtlich ihrer elektrischen Leitfähigkeit nicht besonders erwähnenswert sind und daß Kohlenstoff-Graphit, obgleich er im allgemeinen eine niedere elektrische Widerstandsfähigkeit besitzt, oft entgegengesetzte Eigenschaften hinsichtlich der elektrischen Leitbarkeit aufweist. Jedoch zeigen die Metallcarbide, die in der Matrix der Mischungen der Erfindung gebildet werden, keine entgegengesetzten Eigenschaften und besitzen das unerwartete Ergebnis, daß sie bei Kombination mit dem hochisolierenden Material Molybdändisulfid eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit aufweisen.Extensive studies have been made to determine the maximum temperature at which the molybdenum disulfide can be sintered without dissociation of the molybdenum disulfide occurring during sintering. It has been found that if a pressure of 352 kg / cm 2 is applied to the molybdenum disulfide during sintering, dissociation of this material can be avoided at temperatures up to about 182 ° C. This result is surprising in that molybdenum disulfide normally dissociates at temperatures between 1093 and 1204 "C at atmospheric pressure. After this surprising ability of molybdenum disulfide to withstand high sintering temperatures was discovered, it was clear that the full potential of this material was not realized using iron or nickel as the binder in the matrix. These objects were achieved by the compositions of the invention using molybdenum disulfide as the lubricating mechanism and a refractory metal as the binder for the matrix. Chemical analyzes of these mixtures indicate that When graphite punches are used for the production of these mixtures at high temperatures and pressures, carbon from the punches combines with the refractory metal and forms a carbide were coated with molybdenum disulfide. This surprising metallurgical configuration appears to be primarily responsible for the extremely low abrasion rates exhibited by these blends. In addition, certain of these blends exhibit the ability to withstand compressive loads in excess of 17,600 kg / cm 2 , while others can be operated at sliding surface speeds of 3657.6 m / min. The temperature range over which these materials will be used. is equally impressive. Many of these mixtures can be operated up to 399 C in air and up to 1316 C in a vacuum. With regard to the temperature resistance, operation in liquid hydrogen at -251 ("has been demonstrated. It has been shown that these mixtures have unique electrical properties. Mixtures characterized either as good conductors for electrical current or as good insulators can be produced It is possible to control the clever properties by varying the composition of the metal matrix chosen.These results can be obtained although molybdenum disulfide by itself does not have good electrical conductivity and is in fact characterized by such a high degree of electrical resistance that it is is used as an insulating material in many systems where the prevention of electrical conductivity is desired, It should also be noted that the refractory metals used in these mixtures are not specifically mentioned in terms of their electrical conductivity and that carbon-graphite, although generally low in electrical resistance, often has opposite properties in terms of electrical conductivity. However, the metal carbides formed in the matrix of the blends of the invention do not exhibit opposite properties and have the unexpected result that when combined with the highly insulating material molybdenum disulfide, they exhibit excellent electrical conductivity.

In den Mischungen der zweiten Klasse dieser Erfindung wurden der Matrix kleine Me.,gen von Bor, bis zu 5 Gewichtsprozent,· zugesetzt, um die Gefügeeigenschaften weiter zu verbessern.In the mixtures of the second class of this invention, small amounts of Boron, up to 5 percent by weight, · added to further improve the structural properties.

Man nimmt an, daß der Borbestandteil in die Matrix als feste Lösung eintritt, wobei die Möglichkeit besteht, daß etwas metallisches Borit gebildet wird. Relativ geringe Borzugaben von ungefähr 1 Gewichtsprozent steigern die endgültige Druckbeständigkeit einiger Mischungen signifikant, während Zugaben von Bor im Überschuß von 5 Gewichtsprozent zu einer abnehmenden Druckbeständigkeit geführt haben. Ferner liegen gewisse Tatsachen vor. die dafür sprechen, daß die Borkomponente während des Herstellungsnrozesses als Schmiermittel wirkt, wodurch eine Mischung mit einem größeren Verdichtungsgrad, als es sonst der Fall ist, erhalten wird. Zusätzlich zu den Bestandteilen Molybdändisulfid. Kohlenstoff und Tantal enthalten die Mischungen der Klasse III dieser Erfindung eine weitere Metallkomponcnle. ausgewählt aus der Gruppe Eisen.The boron component is believed to enter the matrix as a solid solution, with the possibility insists that some metallic borite is formed. Relatively small boron additions of approximately 1 percent by weight increases the ultimate pressure resistance of some blends significantly while Additions of boron in excess of 5 percent by weight for a decreasing pressure resistance have led. There are also certain facts. which suggest that the boron component during of the manufacturing process acts as a lubricant, creating a mixture with a greater degree of compression, than is otherwise the case. In addition to the components molybdenum disulphide. Carbon and tantalum, the Class III mixtures of this invention contain a further metal component. selected from the group iron.

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Nickel, Chrom und Kobalt. Der Hauptzweck des Zusatzes dieser Metalle zu der Matrix besteht darin, während des Herstellungsprozesses eine Schmierung vorzusehen. Diese Metalle besitzen Schmelzpunkte, die beträchtlich unterhalb derjenigen der carbidbildenden Metalle liegen. Ihre Gegenwart trägt zu den Gefügeeigenschaften der resultierenden Matrix nicht signi^kant bei. Ihre primäre funktion besteht darin, w ah read des Herstellungsprozesses als Schmiermittel zu wirken, damit eine größere Verdichtung der resultierenden Matrix erhalten werden kann. Naturgemäß können den Mischungen der Klasse III bestimmte Beschränkungen auferlegt werden, die auf den Einschluß dieser Komponenten zurückzuführen sind. Insbesondere können die Mischungen der ,, Klasse III nicht den hohen Temperaturen widerstehen wie diejenigen der Klassen I und II.Nickel, chromium and cobalt. The main purpose of adding these metals to the matrix is to provide lubrication during the manufacturing process. These metals have melting points which are considerably below those of the carbide-forming metals. Your presence contributes does not significantly contribute to the structural properties of the resulting matrix. Their primary function is in w ah read the manufacturing process to act as a lubricant, thus greater compression of the resulting matrix can be obtained. Of course, the mixtures of class III can be certain Limitations are imposed due to the inclusion of these components are. In particular, the mixtures of Class III cannot withstand the high temperatures like those of classes I and II.

Ferner zeigen die Mischungen der Klasse III, die Nickel und Chrom enthalten, beträchtlich höhere Abriebgeschwindigkeiten als die Mischungen der Klassen I und II. Während der Herstellung der Mischungen der Klasse III liegt das Eisen, das Nickel, das Chrom oder das Kobalt im geschmolzenen Zustand vor. Es wurde festgestellt, daß auf Grund des bei der Herstellung angewendeten hohen Drucks diese Metalle zu den Außenkanten der Mischung gedrückt werden und in Kontakt mit dem Preßwerkzeug kommen. Es finden gewisse Reaktionen zwischen dem geschmolzenen Metall und dem Gr- phit-Preßwerkzeug statt, die den Abrieb auf den Preßwerkzeugen beschleunigen, darauf Beschädigungen bewirken und ihre Verwendung für mehr als drei oder vier Betriebsoperationen verbieten. Daher sollten die Mischungen der Klasse III dann nicht verwendet werden, wenn die Herstellung vieler identischer Teile gewünscht ist.Furthermore, the Class III mixtures containing nickel and chromium show considerably higher levels Abrasion speeds than the class I and II blends. During the manufacture of the Class III mixtures include the iron, nickel, chromium or cobalt in the molten material State before. It has been found that due to the high level used in manufacture These metals are pressed to the outer edges of the mixture and come into contact with the pressure Press tool come. There are certain reactions between the molten metal and instead of the graphite pressing tool, which accelerate the abrasion on the pressing tools, thereupon damage effect and prohibit their use for more than three or four operational operations. Therefore, the Class III mixes should not be used when manufacturing many identical parts is desired.

Die nachstehenden Aibeitsweisen zur Herstellung der hierin angegebenen Mischungen stellen Repräsentativmethoden für Heißpressen oder Verdichten dar. Diese Arbeitsweisen sollen stellvertretend für alle Methoden zur Herstellung der Materialien der Erfindung stehen.The following methods of production of the mixtures given herein are representative methods of hot pressing or compaction. These procedures are intended to be representative of any method of making the materials of the invention stand.

Die selbstschmierende Komponente Molybdändisulfid kann in Pulverform in einem weiten Größenbereich verwendet werden, doch ist zur Herstellung dieser Mischungen ein Bereich von 7 bis 64 μ erfolgreich verwendet worden. Das die selbstschmierende Komponente bildende, pulverformige Molybdändisulfid wurde untersucht, wobei gefunden wurde, daß es zusätzlich zu dem Molybdändisulfid ein öl auf Petroleumbasis mit einem Gehalt von 0,02 bis 0,05 Gewichtsprozent enthält. Man nimmt an, daß das Petroleumöl ein Verteiler für Kohlenstoff für die Endmischungen ist. Die Metallpulver, Molybdän, Tantal, Niob und Wolfram, wie sie in Klasse I verwendet werden, sowie das in Verbindungen der Klasse II verwendete Bor und das in den Mischungen der Klasse IN verwendete Eisen, Nickel, Chrom und Kobalt werden von handelsüblichen Quellen entnommen und besitzen eine Reinheit von über 99,9%. Obgleich alle Metallpulver als 325-Maschenteilchen erhalten wurden, ist jede Teilchengröße, die gesintert werden kann, für die Herstellung dieser Mischungen geeignet.The self-lubricating component molybdenum disulfide can be in powder form in a wide range of sizes can be used, but a range of 7 to 64μ is successful in making these mixtures been used. The powdered molybdenum disulphide which forms the self-lubricating component was examined to find that it had an oil in addition to molybdenum disulfide Contains petroleum base with a content of 0.02 to 0.05 percent by weight. It is believed that the petroleum oil is a distributor for carbon for the final mixes. The metal powder, molybdenum, tantalum, Niobium and Tungsten as used in Class I, as well as that used in Class II compounds Boron and the iron, nickel, chromium and cobalt used in the IN class mixtures Taken from commercial sources and have a purity of over 99.9%. Although all Metal powder obtained as 325 mesh particles is any particle size that can be sintered suitable for the production of these mixtures.

Nach dem Einwiegen entsprechender Mengen der verwendeten Komponenten werden die Metallpulver, wenn mehr als eine metallische Komponente verwendet wird, zunächst zusammengemischt, bevor sie mit der Molybdändisulfid-Komponente vermischt werden.After weighing in the appropriate quantities of the components used, the metal powders, if more than one metallic component is used, first mixed together before using the molybdenum disulfide component are mixed.

Die folgenden Arbeitsweisen zum Vermischen der Metallpulver mit dem Molybdändisulfid haben zufriedenstellende Mischungen ergeben:The following procedures for mixing the metal powders with the molybdenum disulfide have been satisfactory Mixtures result in:

1. Sieben: Das Pulvergemisch wird durch ein 100-Maschensieb in Sammelpfannen übergeführt, in einen Behälter gebracht. Das Sieben wird noch zweimal wiederholt. Das Pulver wird dann in das Graphit-Preßwerkzeug überführt.1. Sieving: The powder mixture is transferred through a 100-mesh sieve into collecting pans, placed in a container. The sieving is repeated two more times. The powder is then put into the Graphite press tool transferred.

2. Automatischer Mörser: Das Pulvergemisch wird in einen Aluminiumoxydmörser gebracht und eine zur Erzielung eines frei fließenden Schlammes genügende Menge Aceton hinzugegeben. In den Mörser wird ein Aluminiumoxyd-Pistill eingeführt, und das automatische Mischen wird begonnen. Das Mischen wird 20 Minuten weitergeführt mit periodischer Zugabe von Aceton, um den Schlamm aufrechtzuerhalten. Während der letzten 5 Minuten Hes automatischen Mischens wird kein Aceton zugegeben, so daß das Gemisch in eine dicke Paste verarbeitet wird. Das pastenförmige Gemisch wird aus dem Mörser mit einem Spatel entnommen und in einem Vakuumofen 1 Stunde bei 93" C getrocknet. Das getrocknete Pulver wird hierauf durch ein 80-Maschensieb geführt und in ein Graphit-Preßwerkzeug gebracht. 2. Automatic mortar: The powder mixture is placed in an alumina mortar and an amount of acetone sufficient to obtain a free flowing sludge is added. In the An alumina pestle is inserted into the mortar and automatic mixing begins. Mixing is continued for 20 minutes with periodic addition of acetone to to maintain the mud. During the last 5 minutes hes automatic shuffling no acetone is added so that the mixture is made into a thick paste. The pasty Mixture is removed from the mortar with a spatula and dried in a vacuum oven for 1 hour at 93 "C. The dried Powder is then passed through an 80-mesh screen and placed in a graphite press tool.

Das beim Sintern verwendete Graphit-Preßwerkzeug stellt die Quelle für Kohlenstoff dar, der in die Endmischungen eintrftt und dort mit den feuerfesten Metallen Carbide bildet. Die Menge des in die Endmischung eintretenden Kohlenstoffes wird durch die Länge des Zeitraums der Heißverpressung kontrolliert.The graphite press tool used in sintering is the source of carbon that is used in the Final mixtures occurs and forms carbides there with the refractory metals. The amount of in the final mix Incoming carbon is controlled by the length of the hot pressing period.

Für die Heißverpressung wird das pülverförmige Gemisch in das Graphif-Preßwerkzeug gebracht, worauf mittels einer Induktionsbeheizung das Preßwerkzeug zunächst auf eine Temperatur von 149 C gebracht wird und dort genügend lang auf dieser Temperatur gehalten wird, um Wasserdampf, der in dem Pulver enthalten sein könnte, auszutreiben. Die Dauer dieser Trockenperiode ist nicht kritisch und dauert normalerweise etwa 5 Minuten.For the hot pressing, the powdery mixture is brought into the Graphif pressing tool, whereupon by means of induction heating the pressing tool is initially brought to a temperature of 149 ° C is brought and kept there long enough at this temperature to remove water vapor that is in the Powder might be included to drive off. The duration of this dry period is not critical and lasts usually about 5 minutes.

Die nachstehenden Stufen sind für die Herstellung von Verbindungen der Klassen I und II anwendbar. Die Stufen für die Herstellung der Mischungen der Klasse III werden später im Detail besprochen. Nachdem das Preßwerkzeug etwa 5 Minuten auf 149C C gehalten worden ist, um eingeschlossenen Wasserdampf auszutreiben, wird die Temperatur des Preßwerkzeugs auf 1371 bis etwa 18000C erhöht, und es wird eine Belastung von etwa 70,3 bis 633 kg/cm2 auf das Graphit-Preßwerkzeug ausgeübt, welches das pulverförmige Gemisch der Klasse I oder II enthält, was mittels eines hydraulischen Zylinders oder eines Hebelsystems geschieht. Der Druck wird in folgender Weise zweistufig aufgebracht: Zunächst wird die Hälfte des endgültigen Drucks aufgebracht und aufrechterhalten, bis die Temperatur der Zusammenstellung sich auf die Sintertemperatur erhöht hat. Dies nimmt gewöhnlich etwa 20 Minuten in Anspruch, wobei die genaue Zeit von der Größe des Preßwerkzeugi und der Kapazität der Induktionsbeheizung abhängt Nach dem Erreichen der Sintertemperatur wird dei gesamte Preßdruck aufgebracht und für einen Zeitraum, der 30 Minuten lang sein kann, aufrechterhalten Die Dauer der Anwendung des vollen Druckes be stimmt die Korngröße und den kohlenstoffgehalt dei Endmischung, wobei längere Zeiträume größere KornThe following steps are applicable to the preparation of Class I and II compounds. The steps for making the Class III mixes are discussed in detail later. After the press tool has been held at 149 ° C. for about 5 minutes in order to drive off trapped water vapor, the temperature of the press tool is increased to 1371 to about 1800 ° C., and a load of about 70.3 to 633 kg / cm 2 is applied exerted the graphite pressing tool, which contains the powdery mixture of class I or II, which is done by means of a hydraulic cylinder or a lever system. The pressure is applied in two stages as follows: First, half of the final pressure is applied and maintained until the temperature of the assembly has increased to the sintering temperature. This usually takes about 20 minutes, the exact time depending on the size of the press tool and the capacity of the induction heating Applying full pressure determines the grain size and carbon content of the final mix, with longer periods of time larger grains

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größen und höhere kohlenstoffyehalte ergeben. Gute Sinterergebnisse wurden mit einer vollen Pressenbelastung, die eine Periode von 10 Minuten lang angewandt wurde, erhalten.sizes and higher carbon contents result. Quality Sintering results were with a full press load applied for a period of 10 minutes was obtained.

Bei der Herstellung der Verbindungen der Klasse 111 wird, nachdem die Zusammenstellung ungefähr 5 Minuten auf 149 C zur Abtreibung des Wasserdampfs gehalten worden ist, auf das Pre.ßwerkzeug eine Last von 70,3 bis 4?2 kg/cm1 aufgebriicht, was mittels eines hydraulischen Zylinders oder eines Hebesystems geschieht. Nach dem Aulbringen der Last wird die Temperatur auf 1093 bis 14820C erhöht, un<< zwar innerhalb eines Zeitraums zwischen 2 und i0 Minuten, wobei der genaue Zeitraum von der verfügbaren Kraft towie von der Größe des Prel3werkzeugs abhängt. Nach dem Erreichen der Sintertemperatur wird die Temperatur 2 bis 10 Minuten aufrechterhalten.In the preparation of the class III compounds, after the assembly has been held at 149 ° C for about 5 minutes to drive off the water vapor, a load of 70.3 to 4.2 kg / cm 1 is applied to the press tool, which by means of a hydraulic cylinder or a lifting system happens. After Aulbringen the load, the temperature is raised to 1093 to 1482 0 C, << un namely within a period between 2 and i0 minutes, the exact period of the available power towie depends on the size of the Prel3werkzeugs. After the sintering temperature has been reached, the temperature is maintained for 2 to 10 minutes.

Nachdem das Zusammensintern der Mischungen der Klassen I, II oder III beendißt ist, wird die Induktionsheizung abgeschaltet, und das Preßwerkzeug wird auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Die Belastung kann von den Pressen unmittelbar nach Abstellen der Kraft entfernt werden, wenn Gefahr besteht, daß ein Zerschmettern oder eine andere Zerstörung während des Kühlens stattfindet, die auf die unterschiedliche thermische Expansion der Mischungen und des Preßwerkzeu^s zurückzuführen i<t Wenn eine derartige Gefahr nicht vorliegt, dann wird die Belastung im allgemeinen nicht entfernt, bis sich die Zusammenstellung auf eine Temperatur von etwa 149°C abgekühlt hat, um ein festeres kompaktes Material zu erhalten.After the sintering together of the mixtures of classes I, II or III has ended, induction heating is used turned off and the die is allowed to cool to room temperature. the Load can be removed from the presses immediately after the power has been switched off if there is a risk of that shattering or other destruction will take place during cooling that will affect the different thermal expansion of the mixtures and of the press tool can be attributed to i <t if if such a hazard is not present, the exposure will generally not be removed until the Composition has cooled to a temperature of around 149 ° C to form a firmer compact Material to receive.

In allen Fällen wird vor unc während des Heißpressensder Induktionsofen mit Argon, Stickstoff oder einem anderen Inertgas gespült, so daß eire inerte Atmosphäre um das Preßwerk.:eug herum gewährleistet wird, die die Oxydation des pulveriörmigen Gemisches und des Preßwerkzeugs selbst verhindert. Im folgenden werden spezifische beispielhafte Ansätze der Mischungen der Erfindung ζ jsammen mit einigen elektrischen und physikalischen Eigenschaften angegeben. In all cases, the Induction furnace flushed with argon, nitrogen or another inert gas so that it is inert Atmosphere around the pressing plant.: Eug around is ensured that the oxidation of the powdery Mixture and the pressing tool itself prevented. The following are specific exemplary approaches of the mixtures of the invention are given together with some electrical and physical properties.

Beispiel 1example 1

Es wurde das folgende Material, das typisch für eine Mischung 1, Klasse I, ist, bei einem Druck von 352 kg/cm2 und einer Temperatur von etwa 1800"C verpreßt.The following material, which is typical of Mixture 1, Class I, was pressed at a pressure of 352 kg / cm 2 and a temperature of about 1800 "C.

Bestandteil Gewichtsprozent Ingredient weight percent

Molybdändisulfid (MoS2) 79,3Molybdenum Disulfide (MoS 2 ) 79.3

Kohlenstoff (C) 0,9Carbon (C) 0.9

Molybdän (Mo) !9,8Molybdenum (Mo)! 9.8

Mit den Beispielender M ischurg I.Klasse !,durchgeführte Versuche zeigen, daß die physikalischen und elektrischen Eigenschaften dieses Materials von Variationen des Herstellungsverfahrens etwas abhängig sind, und zwar in einem Ausrraß, das für andere Mischungen dieser Erfindung nicht beobachtet wurde. Nichtsdestoweniger wurde festgestellt, daß die Mischung dieses Beispiels ausnehmend gute Abriebeigenschaften mit einem Wert von 2,54 χ lO^'cm 3Ί00 Minuten besitzt, wobei das Testmuster ursprünglich eine,i geradlinigen Kontakt mit der TentoberflMche, die mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 274,3 m/min bewegt wurde, hatte. Das Testmuster besaß eine endgültige Druckfestigkeit über 3020 kg/cm2 und einen Reibungskoeffizienten von 0,07. Die elektrischen Eigenschaften dieses Musters zeigten einen elektrischen Widerstand von 1,5 χ 10~4 Ohm/cm. Aus diesen Messungen geht hervor, daß diese Ausführungsform der Erfindung besondere Anwendung finden kann, wo in erster Linie niedere Abriebeigenschaften von Wichtigkeit sind und Reibüngs- und elektrische Widerstandseigenschaften von geringerer Wichtigkeit sind.Experiments carried out with the examples of Mixurg I class! Show that the physical and electrical properties of this material are somewhat dependent on variations in the manufacturing process, to an extent that has not been observed for other mixtures of this invention. Nonetheless, it was found that the mixture of this example has exceptionally good abrasion properties with a value of 2.54 χ 10 ^ cm 3Ί00 minutes, the test specimen originally having a straight line contact with the tent surface, which was carried out at a surface speed of 274.3 m / min was moved. The test sample had a final compressive strength greater than 3020 kg / cm 2 and a coefficient of friction of 0.07. The electrical properties of this sample showed an electric resistance of 1.5 χ ~ 10 4 ohms / cm. From these measurements it can be seen that this embodiment of the invention can find particular application where primarily low abrasion properties are of importance and frictional and electrical resistance properties are of lesser importance.

' Bei spiel 2'Example 2

Das folgende Material, das für eine Mischung 2, Klasse I, typisch ist, wurde unter einem Druck von 352 kg/crrr bei einer Temperatur von 1649"C heiß gepreßt.The following material, typical of Mixture 2, Class I, was subjected to a pressure of 352 kg / cm² at a temperature of 1649 "C hot pressed.

Bestandteil GewichtsprozentIngredient weight percent

Molybdändisulfid (MoS2) 6-/,8Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 6 - /, 8

Kohlenstoff (C) 0,6Carbon (C) 0.6

Niob (Nb) 29,6Niobium (Nb) 29.6

Die mit den Ansätzen der Mischung 2, Klasse L durchgeführten Analysen zeigen, daß diejenigen Proben mit höheren prozentualen Gehalten von Molybdändisulfid höhere Kohlenstoffgehalte besitzen. Dies belegt, daß ein Teil des Molybdändisulfids während des Herstellungsprozesses in Molybdäncarbid überführt wird. Diejenigen Proben mit geringen prozentualen Gehalten von Molybdändisulfid, d. h. 30 bis 50%, zeigen einen sehr niedrigen elektrischen Widerstand von 1,2 χ 10~4 Ohm/cm. Das hierin beschriebene besondere Beispiel zeigte eine endgültige Druckfestigkeit von etwa 9490 kg/cm2 (!37OOQpsh bei einem niederen Reibungskoeffizienten von 0,045. Geeignete Verwendungszwecke für dieses Material schließen diejenigen ein, bei welchen bei hohen Belastungsbedingungen niedere Reibungseigenschaften gewünscht sind.The analyzes carried out with the batches of mixture 2, class L show that those samples with higher percentage contents of molybdenum disulphide have higher carbon contents. This proves that part of the molybdenum disulfide is converted into molybdenum carbide during the manufacturing process. Those samples having low percentage levels of molybdenum disulfide, ie, 30 to 50%, show a very low electrical resistance of 1.2 χ ~ 10 4 ohms / cm. The particular example described herein showed a final compressive strength of about 9490 kg / cm 2 (3700 Qpsh with a low coefficient of friction of 0.045. Suitable uses for this material include those where low friction properties are desired under high load conditions.

Beispiel 3Example 3

Das folgende Material, das für ^ine Mischung 3 Klasse I, typisch ist, wurde unter einem Druck von 352 kg/cm2 auf die oben beschriebene Weise heiC verpreßt.The following material, which is typical of Mixture 3 Class I, was hot-pressed under a pressure of 352 kg / cm 2 in the manner described above.

Bestandteil GewichtsprozentIngredient weight percent

Molybdändisulfid (MoS2) 79,2Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 79.2

Kohlenstoff (C) 1,0Carbon (C) 1.0

Tantal (Ta) 19,8Tantalum (Ta) 19.8

Es wurde gefunden, daß die endgültige Druckfestigkeit dieses Beispiels etwas von der Temperatur bei welcher das Material heiß verpreßt wurde, ab hängt. Wenn beispielsweise das Material mit einei diesem Beispiel entsprechenden Zusammensetzung bei einer Temperatur von 137TC heiß gepreßt wird wird eine relativ niedrige endgültige Druckfestigkei von 408 kg/cm2 festgestellt. Eine andere Testprobe die sonst mit Ausnahme einer Verpressungstemperatui von. 1649° C identisch war, zeigte eine endgültig« Druckfestigkeit von 1690 kg/cm2. Beide Testprober zeieten einen elektrischen Widerstand von eiwr 3,1 χ ΙΟ'4 Ohm/cm.It has been found that the ultimate compressive strength of this example depends somewhat on the temperature at which the material was hot pressed. For example, if the material with a composition corresponding to this example is hot-pressed at a temperature of 137TC, a relatively low final compressive strength of 408 kg / cm 2 is found. Another test sample, with the exception of a compression temperature of. 1649 ° C. was identical, showed a final compressive strength of 1690 kg / cm 2 . Both test probes showed an electrical resistance of 3.1 χ ΙΟ ' 4 Ohm / cm.

B e i s ρ i e 1 4B e i s ρ i e 1 4

Das folgende Material, das für eine Mischung 3 Klasse I, typisch ist, wurde bei einem Druck voi 352 kg/cm2 bei 1482"C heiß verpreßt.The following material, which is typical of Mixture 3 Class I, was hot pressed at a pressure of 352 kg / cm 2 at 1482 "C.

942 702$$ 942,702

Bestandteil GewichtsprozentIngredient weight percent

Molybdändisulfid (MoS2) 69,3Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 69.3

Kohlenstoff (C) 1,0Carbon (C) 1.0

Tantal (Ta) 29,7Tantalum (Ta) 29.7

Dieses Beispiel ist bemerkenswert, weil es ausnehmend gute Reibungs- und Abriebeigenschaften zeigt," wenn es gegen eine Titanlegierung, die 6% Aluminium und 4% Vanadin enthält, benutzt wird. Dieses Beispiel zeigt eine endgültige Biegefestigkeit von etwa 949 kg/cm2 (13 625 psi) und besitzt einen Reibungskoeffizienten zwischen 0,19 und 0,25 bei niederen Oberflächengeschwindigkeiten. Bei höheren Oberfiächengeschwindigkeiten (457,2 m/min) beträgt der Reibungskoeffizient 0,04 bis 0,08. Bei weiteren mit diesem Beispiel durchgeführten Versuchen wurde ein Kugel-Separator aus diesem Material hergestellt, um eine 20 - mm - Kugellagerzusammenstcllung herzustellen. Das Lager wurde in Luft bei Raumtemperatur mit 3450 UpM mit einer axialen Belastung von 4.53 kg betrieben. Nach 10 088 Betriebsstunden zeigte der Separator sowie die Lagerzusammenstellung einen extrem niedrigen Abrieb.This example is notable because it shows exceptionally good friction and abrasion properties "when used against a titanium alloy containing 6% aluminum and 4% vanadium. This example shows a final flexural strength of about 949 kg / cm 2 (13 625 psi) and has a coefficient of friction between 0.19 and 0.25 at lower surface speeds. At higher surface speeds (457.2 m / min) the coefficient of friction is 0.04 to 0.08. In further tests carried out with this example, a Ball separator made of this material to produce a 20 mm ball bearing assembly. The bearing was operated in air at room temperature at 3450 rpm with an axial load of 4.53 kg. After 10 088 hours of operation, the separator and the bearing assembly showed extremely low wear .

Beispiel 5Example 5

Das folgende Material, das für eine Mischung 4. Klasse 1, typisch ist, wurde unter einem Druck von 352 kg/cm* bei etwa IROO" C heiß verpreßt.The following material, typical of a 4th Class 1 mixture, was subjected to a pressure of 352 kg / cm * hot-pressed at around IROO "C.

Bestandteil GewichtsprozentIngredient weight percent

Molybdändisulfid (MoS2) 79,1Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 79.1

Kohlenstoff (C) 1.1Carbon (C) 1.1

Wolfram (W) 19.8Wolfram (W) 19.8

Im allgemeinen zeigen Ansätze der Mischung 4, Klasse I, mit einem hohen Molybdändisulfidgehalt (etwa 80 Gewichtsprozent) den höchsten elektrischen Widerstand aller Ansätze dieser Erfindung. Somit kanrs, selbst wenn eines der Hauptziele dieser Erfindung, die Bereitstellung eines selbstschmicrcndcn Materials mit einem hohen Grad elektrischer Leitfähigkeit ist, die elektrische Leitfähigkeit durch Wählen geeigneter Ansätze modifiziert werden. Ein derartiges Vorgehen würde eine geeignete Anwendung bei der Herstellung eines elektrischen Schalters mit niedrigreibenden Olcitkontakten durch Alternierung der Ansätze der gewählten Kontakte ergeben. Somit wurden alternierende Kontakte hohe und niedrige elektrische Leitfähigkeitseigenschaften zeigen, die eine Schaltungsfunktion durch hohe und niedere elektrische Leitfähigkeitspfade ergeben würden. Das hier gegebene besondere Beispiel zeigt einen relativ hohen elektrischen Leitfähigkeitswert von mehr als 4100 χ 10~4 Ohm/cm, der von einem vernünftig niedrigen Reibungskoeffizienten von 0,07 begießet war. Das Material ist Tür niedrigreibende, niederclektrische Leilfähigkeitszwecke geeignet.In general, Mix 4, Class I runs with a high molybdenum disulfide content (about 80 weight percent) exhibit the highest electrical resistance of all the runs of this invention. Thus, even if one of the primary objects of this invention is to provide a self-lubricating material having a high degree of electrical conductivity, electrical conductivity can be modified by taking appropriate approaches. Such a procedure would result in a suitable application in the manufacture of an electrical switch with low-friction oil contacts by alternating the approaches of the selected contacts. Thus, alternating contacts would exhibit high and low electrical conductivity properties that would result in circuit function through high and low electrical conductivity paths. The given here particular example shows a relatively high electrical conductivity value of greater than 4100 χ ~ 10 4 Ohm / cm, which was begießet of a reasonably low coefficient of friction of 0.07. The material is suitable for low-friction, low-friction purposes.

Beispiel 6Example 6

Da? folgende Material, das für eine Mischung 4, Klasse I, typisch ist, wurde durch Heißpressen bei einem Druck von 352 kg/cm2 bei einer Temperatur von etwa 1800°C heiß gepreßt.There? The following material, typical of Mixture 4, Class I, was hot pressed by hot pressing at a pressure of 352 kg / cm 2 at a temperature of about 1800 ° C.

Bestandteil GewichtsprozentIngredient weight percent

Molybdändisulfid (MoS2) 19,9Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 19.9

Kohlenstoff (C) 0.2Carbon (C) 0.2

Wolfram (W) 79,9Tungsten (W) 79.9

Die Mischung dieses Beispiels besitzt einen hohen metallischen Wolframgehalt, und es kann aus Jen gut bekannten, guten Hochtemperatureigenschaften von Wolfram angenommen werden, daß dieses Material auch ausgezeichnete Hochtemperatureigenschaften besitzt. Die Mischung dieses Beispiels besitzt eine endgültige Biegefestigkeit von 2040k;:/cm2 und einen elektrischen Widerstand von 0,33 χ 10"4 Ohm/cm.The mixture of this example has a high metallic tungsten content and it can be assumed from the good high temperature properties of tungsten, which are well known in the art, that this material also has excellent high temperature properties. The mixture of this example has a final flexural strength of 2040k;: / cm 2 and an electrical resistance of 0.33 χ 10 " 4 ohms / cm.

B c i s pie I 7B c i s pie I 7

Das folgende Material, das für eine Mischung 5. Klasse I, typisch ist. wurde unter einem Druck von 562 kg/cm2 bei 1538"C heiß gepreßt.The following material, typical of a 5th Class I mix. was hot-pressed under a pressure of 562 kg / cm 2 at 1538 "C.

■ Bestandteil Gcwichtsprn/cm■ Part of weight / cm

Molybdändisulfid (MoS2) 79.1Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 79.1

Kohlenstoff (C) 1.2Carbon (C) 1.2

Molybdän (Mo) 14,8Molybdenum (Mo) 14.8

Tantal (Ta) 4.9Tantalum (Ta) 4.9

Dieses Material besitzt ausnehmend gute Gleitrcibungseigenschaften. wenn es in Verbindung mit einer Kupferoberfläche verwendet wird. Die Fchmicrmittelübertragung oder die Gleitschmierung war äußerst gut. Auf Grund des relativ hohen Carbidanteils konnte ein Überschuß des übertragenen Schmiermittels von den Kupferoberflächen entfernt werden. Der elektrische Widerstand betrugThis material has exceptionally good sliding friction properties. when used in conjunction with a copper surface. The transfer of funds or the sliding lubrication was extremely good. Due to the relatively high carbide content was able to remove excess of the transferred lubricant from the copper surfaces will. The electrical resistance was

}o 14,9 χ 10"4 Ohm/cm. Demgemäß hat dieses Material einen erfolgreichen Anwendungsbereich für gleitende elektrische Kontakte oder elektrische Motorbürsten, die in Verbindung mit einem Kupfer-Kommutator verwendet werden. } o 14.9 χ 10 " 4 ohms / cm. Accordingly, this material has found successful use in sliding electrical contacts or electrical motor brushes used in conjunction with a copper commutator.

Beispiel 8Example 8

Das folgende Material, das für eine Mischung 5. Klasse 1. typisch is1, wurde unter einem Druck von 633 kg/rm bei einer Temperatur von 1454' C heiß gepreßt.The following material, which is typical for a 5th class 1st is 1 mixture, was hot-pressed under a pressure of 633 kg / m3 at a temperature of 1454 ° C.

Bestandteilcomponent

GewichtsprozentWeight percent

4S Molybdändisulfid (MoS1) 44.7 4S molybdenum disulfide (MoS 1 ) 44.7

Kohlenstoff (C) 0,7Carbon (C) 0.7

Molybdän (Mo) 14.9Molybdenum (Mo) 14.9

Tantal (Ta) 39,7Tantalum (Ta) 39.7

Dieses Beispiel zeigt ein ausgezeichnetes Verhalten als selbstschmierendes Material bei hohen Belastungen und bei hohen Oberflächengeschwindigkeiten. Darüber hinaus waren relativ konstante Niederreibungseigenschaften über einen beträchtlichen Bereich von Spannungswerten ersichtlich. Ein nach diesem Ansatz hergestelltes selbstschmierendes Mittel kann erfolgreich verwendet werden, wenn es als Büchsen- odei als Kugellager benutzt wird. Diese überragender Abriebeigenschaften wurden in der Weise demon striert, daß ein Kugellager mit 1,90 cm hergestellt wurde und dieses in Luft bei 21, Γ C untersucht wurde Das Lager wurde durch einen Winkel von ±7'/2° mi einer Geschwindigkeit von 200 Zyklen/min oszilliert wobei eine Belastung von 141 kg/cm2 aufgelegt wurdeThis example shows excellent behavior as a self-lubricating material under high loads and at high surface speeds. In addition, relatively constant low friction properties were seen over a considerable range of stress levels. A self-lubricating agent made according to this approach can be used successfully if it is used as a sleeve or as a ball bearing. These superior abrasion properties were demonstrated in such a way that a ball bearing 1.90 cm was produced and this was examined in air at 21, Γ C. The bearing was through an angle of ± 7 '/ 2 ° with a speed of 200 cycles / min oscillated with a load of 141 kg / cm 2 being applied

Nach Beendigung von 10 χ IfJ6 Zyklen betrug dci gemessene Abrieb auf dem Kugellager nur etw; 0,058 cm. Der elektrische Widerstand dieses Material: ist 1.23 χ 10~4 Ohm/cm.After completion of 10 χ IfJ 6 cycles, the measured abrasion on the ball bearing was only slightly; 0.058 cm. The electrical resistance of this material: is 1.23 χ 10 ~ 4 ohm / cm.

U e i s ρ i e 1 9 U eis ρ ie 1 9

Das fnlgenck- Material, das für eine Mischung 6, Klasse I, typisch ist, wurde unter einem Druck von 352 kg/cm* bei 1482 C heiß verpreßt.The pentagonal material, which is used for a mixture 6, Class I, which is typical, was hot pressed under a pressure of 352 kg / cm * at 1482 C.

Bestandteil GewichtsprozentIngredient weight percent

Molybdiindisulfid (MoS1) 49,6Molybdiine disulfide (MoS 1 ) 49.6

Kohlenstoff (C) " 0,9Carbon (C) "0.9

Molybdän (Mo) 39,6Molybdenum (Mo) 39.6

Wolfram (W) 9,9Tungsten (W) 9.9

Durch Variierung des gewichtsmäßigen Anteils des Molybdändisulfids in der Mischung 6, Klasse I, wurden Ansätze von etwa 40 bis 95% hergestellt, deren elektrischer Widerstand kontinuierlich, jedoch in nichtlinearer Weise von 1,1 χ 10~4 bis 3,1 χ 10~4 Ohm/cm variiert werden kann. Auf diese Weise kann die Kontrolle über die elektrischen Widerstandseigenschaften durch Kontrolle der Zusammensetzung ausgeübt werden, und es können die selbstschmierenden Eigenschaften beibehalten werden. Der elektrische Widerstand des hier gegebenen Beispiels beträgt 1,1 χ 10~4 Ohm/cm. Die Abrieb-und Reibungs'-igenschaften dieses Materials waren niedrig.By varying the weight-based content of the molybdenum disulfide in the mixture 6, class I, batches were prepared from about 40 to 95%, the electrical resistance of continuous, but in a nonlinear manner χ of 1.1 ~ 10 4 to 3.1 10 ~ 4 χ Ohm / cm can be varied. In this way, control over the electrical resistance properties can be exercised by controlling the composition, and the self-lubricating properties can be maintained. The electrical resistance of this example is given / cm 1.1 ~ χ 10 4 ohms. The abrasion and frictional properties of this material were low.

Beispiel 10Example 10

Das folgende Material, das für eine Mischung 6, Klaf >e 1, typisch ist, wurde unter einem Druck von 352 kg/cm* bei etwa 18000C heiß gepreßt.The following material, which is typical for a mixture 6, Klaf> e 1, was hot-pressed under a pressure of 352 kg / cm * at about 1800 ° C.

Bestandteil GewichtsprozentIngredient weight percent

Molybdändisulfid (MoS2) 79,1Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 79.1

Kohlenstoff (C) 1,1Carbon (C) 1.1

Molybdän (Mo) 13,9Molybdenum (Mo) 13.9

Wolfram (W) 5,9Tungsten (W) 5.9

Dieses Material hat einen elektrischen Widerstand von 3,1 χ 10~4 Ohm/cm und stellt ein selbstschmierendes Material dar, das verhältnismäßig billig hergestellt werden kann. Somit stellt dieses Material die logische Wahl für Anwendungen mit niedrigen Kosten dar.This material has an electric resistance of 3.1 χ ~ 10 4 Ohm / cm, and represents a self-lubricating material which can be manufactured relatively cheap. Thus, this material is the logical choice for low cost applications.

Beispiel 11Example 11

Das folgende Material, das für eine Mischung 7, Klasse I, tvpisch ist, wurde unter einem Druck von 352 kg/cm* bei 15100C heiß gepreßt.The following material is tvpisch for a mixture 7, Class I, was hot pressed under a pressure of 352 kg / cm * at 1510 0 C.

Bestandteil GewichtsprozentIngredient weight percent

Molybdändisulfid (MoS2) 39,8Molybdenum Disulfide (MoS 2 ) 39.8

Kohlenstoff (C) 0,5Carbon (C) 0.5

Molybdän (Mo) 14,9Molybdenum (Mo) 14.9

Niob (Nb) 14,9Niobium (Nb) 14.9

Tantal (Ta) 14,9Tantalum (Ta) 14.9

Wolfram (W) 14,9Tungsten (W) 14.9

Die Ansätze der Mischung 5, Klasse I, zeigten im allgemeinen weite Variationen des elektrischen Widerstands mit Widerständen von 0,41 χ 10 4 bis 17,0 χ 10~4 Ohm/cm, gemessen in bestimmten Proben. Diese Variationen des elektrischen Widerstands scheinen mit dem Gewichtsprozentsatz des in diesen Ansätzen vorhandenen Wolframs in Beziehung zu stehen, Wobei die Ansätze mit höherem Wolframgehalt die höheren elektrischen Widerstände zeigen. Das oben angegebene Beispiel besitzt einen elektrischen Widerstand von 0,41 χ ΙΟ"4 Ohm/cm und be The approaches of the mixture 5, class I, showed the electric resistance of resistors of 0.41 χ 10 4 to 17.0 χ ~ 10 4 Ohm / cm, in general, wide variations measured in certain samples. These electrical resistance variations appear to be related to the weight percentage of tungsten present in these batches, with the higher tungsten batches showing the higher electrical resistances. The example given above has an electrical resistance of 0.41 χ ΙΟ " 4 Ohm / cm and be

sitzt einen relativ hohen Reibungskoeffizienten von 0,14, der von einer niedrigen Abriebgeschwindigkeit begleitet ist. Diese Rcibungs- und Abriebgeschwindigkeitseigenschaften zeigen, zusammen mit einer hohen endgültigen Druckfestigkeit von etwa 1300 kg/cm2 (ISKOOOpsi), daß dieses Beispiel bei Hochleistungs-Hochlernperatur-Bremsvorrichtungen verwendet werden kann.sits a relatively high coefficient of friction of 0.14, which is accompanied by a low abrasion speed. These friction and abrasion velocity properties, along with a high final compressive strength of about 1300 kg / cm 2 (ISKOOOpsi), show that this example can be used in high performance, high temperature braking devices.

Beispiel 12Example 12

Das folgende Material, das für e'ne Mischung 1, Klasse II, typisch ist, wurde bei einem Druck von 352 kg/cm2 bei 1593 C heiß gepreßt.The following material, which is typical for mixture 1, class II, was hot-pressed at a pressure of 352 kg / cm 2 at 1593 ° C.

Bestandteil · GewichtsprozentIngredient · weight percent

Molybdändisulfid (MoS,) 79,2Molybdenum Disulfide (MoS,) 79.2

Kohlenstoff (C) * 1,0Carbon (C) * 1.0

Bor (B) 0,5Boron (B) 0.5

Molybdän (Mo) 19,3Molybdenum (Mo) 19.3

Dieses Beispiel zeigte eine überaus niedrige Abriebgeschwindigkeit von 4,6 χ 10 ~5 cm 3/100 min, wobei das Muster ursprünglich in Linienkontakt mit einer Testoberfläche aus rostfreiem Stahl gesetzt wurde, die sich mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 274 m/ min bewegte. Dies steht im Vergleich mit einer Abriebgeschwindigkeit von 15,5 χ 10"3cm 3/100 min, wie sie bei den anderen Beispielen der Mischung 1, Klasse II, gemessen wurde.This example exhibited a very low wear rate of 4.6 χ 10 ~ 5 cm 3/100 min, wherein the pattern was originally set in line contact with a test surface made of stainless steel at a surface speed of 274 m / min moved. This is in comparison with an abrasion speed of 15.5 χ 10 " 3 cm 3/100 min, as was measured in the other examples of mixture 1, class II.

Beispiel 13Example 13

Das folgende Material, das für eine Mischung 2, Xlasse II, typisch ist, wurde bei einem Druck von 352 kg/cm2 bei 1510 C heiß gepreßt.The following material, which is typical of Mixture 2, Xlasse II, was hot pressed at a pressure of 352 kg / cm 2 at 1510 ° C.

Bestandteil GewichtsprozentIngredient weight percent

Molybdändisulfid (MoS2) 29,8Molybdenum Disulfide (MoS 2 ) 29.8

Kohlenstoff (C) 0.7Carbon (C) 0.7

Bor (B) 0,5Boron (B) 0.5

Niob(Nb) 69,0Niobium (Nb) 69.0

Geringe Anteile von Bor, in der Gegend von 1I2 bis 1%, die in der Mischung 2, Klasse II, vorhanden sind, ergeben ein selbstschmierendes Material, das eine äußerst hohe endgültige Druckfestigkeit zeigt. Bei einem Beispiel der Mischung 2, Klasse II, mit 20 Gewichtsprozent Molybdändisulfid ergab die Hälfte einer Igewichtsprozentigen Zugabe von Bor einenSmall proportions of boron, in the region of 1 I 2 to 1%, which are present in Mixture 2, Class II, result in a self-lubricating material which exhibits an extremely high ultimate compressive strength. In an example of Mix 2, Class II, with 20 weight percent molybdenum disulfide, half of a 1 weight percent addition of boron resulted in one

so Ansatz mit einer endgültigen Druckfestigkeit von über 17 600 kg/cm2. Größere Zusätze von Bor senkten jedoch die endgültige Druckbeständigkeit beträchtlich: hin Beispiel mit denselben Gewichtsanteil Molybdändisulfid, aber mit 5 Gewichtsprozent Bor, ergabso approach with a final compressive strength of over 17,600 kg / cm 2 . Larger additions of boron, however, reduced the final pressure resistance considerably: an example with the same proportion by weight of molybdenum disulfide, but with 5 percent by weight of boron, resulted

eine endgültige Druckfestigkeit von 8090 kg/cm2. Bei dem hierin beschriebenen Beispiel zeigten Versuche, daß dieses Material eine relativ hohe endgültige Druckfestigkeit von 17 200 kg/cm2 und einen Reibungskoeffizienten von 0,042 besaß. Vermutlich ist der hohe Niobgehalt dieses Beispiels Tür die hohe endgültige Biegefestigkeit, die zu 3160 kg/cm1 bestimmt wurde, verantwortlich. Der elektrische Widerstand dieses Beispiels betrug 0,33 χ 10"* Ohm/cm. Aus diesen Messungen geht hervor, daß dieses Material a final compressive strength of 8090 kg / cm 2 . In the example described herein, tests showed that this material had a relatively high ultimate compressive strength of 17,200 kg / cm 2 and a coefficient of friction of 0.042. Presumably, the high niobium content of this example is responsible for the high ultimate flexural strength, which was determined to be 3160 kg / cm 1 . The electrical resistance of this example was 0.33 χ 10 "* ohm / cm. These measurements show that this material

6s besonders fur Verwendungszwecke geeignet ist, die eine Beständigkeit gegenüber sehr hohen Beanspruchungen verlangen und wo ein vernünftiger Grad von elektrischer Leitfähigkeit gewünscht wird,6s is particularly suitable for purposes that require a resistance to very high stresses and where a reasonable level of electrical conductivity is desired,

I 942 702I 942 702

Beispiel i4Example i4

Das folgende Material, das für eine Mischung 3, Klasse II, typisch ist, wurde bei einem Druck von 352 kg/cm2 bei 1649C heiß gepreßt.The following material, typical of Mix 3, Class II, was hot pressed at a pressure of 352 kg / cm 2 at 1649C.

Bestandteil GewichtsprozentIngredient weight percent

Molybdändisullid (MoS2) 90,2Molybdenum disullide (MoS 2 ) 90.2

Kohlenstoff (C) 0,9Carbon (C) 0.9

Bor (B) 3,0Boron (B) 3.0

Tantal (Ta) 3,0Tantalum (Ta) 3.0

Wolfram (W) 3,0Tungsten (W) 3.0

Labormäßig durchgeführte Bewertungen dieses Beispiels zeigen an, daßdieses Material einen sehr niederen Reibungskoeffizienten von 0,025 besitzt, wodurch es zur Variation von Oberflächen, die hohen Oberflachengeschwindigkeiten unterworfen sind, geeignet ist. Der elektrische Widerstand dieses Beispiels war etwas höher als der der meisten anderen Mischungen der Erfindung und wurde zu 25,5 χ 10"* Ohm/cm bestimmt.Laboratory evaluations of this example indicate that this material has a very low level Has a coefficient of friction of 0.025, which leads to the variation of surfaces with high surface speeds are subject to, is suitable. The electrical resistance of this example was slightly higher than that of most of the other mixtures of the invention and was determined to be 25.5 χ 10 "* ohm / cm.

Beispiel 15Example 15

Das folgende Material, das für eine Mischung 4, Klasse II, typisch ist, wurde bei einem Druck von 352 k^/cm2 bei 1649'C heiß gepreßt.The following material, typical of Mixture 4, Class II, was hot pressed at a pressure of 352 k ^ / cm 2 at 1649 ° C.

Bestandteil GewichtsprozentIngredient weight percent

Molybdändisulfid (MoS2) 91.2Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 91.2

Kohlenstoff (C) 0,9Carbon (C) 0.9

Bor (B) 0,5Boron (B) 0.5

Niob (Nb) 2,0Niobium (Nb) 2.0

Tantal (Ta) 3,5Tantalum (Ta) 3.5

VS Dlfram (W) 2,0VS Dlfram (W) 2.0

Mit verschiedenen Ansätzen der Mischung 4, Klasse II, durchgeführte Reibungsmessungen zeigten, daß der Reibungskoeffizient relativ konstant blieb, obwohl die Herstellungstemperatur und der Molybdändisulfidgehalt variiert wurden. Der Reibungskoeffizient des gegebenen Beispiels beträgt 0,032. Es ist anzunehmen, daß dieser Wert über einen weiten Bereich von Betriebsbedingungen ziemlich stabil bleiben wird. Die Mischung dieses Beispieles besitzt einen elektrischen Widerstand von 8,1 χ 10 4 Ohm/cm.Friction measurements carried out with various batches of Mixture 4, Class II, showed that the coefficient of friction remained relatively constant, although the production temperature and the molybdenum disulfide content were varied. The coefficient of friction of the example given is 0.032. It is believed that this value will remain fairly stable over a wide range of operating conditions. The mixture of this example has an electrical resistance of 8.1 χ 10 4 Ohm / cm.

H e i s ρ i c 1 16H e i s ρ i c 1 16

Das folgende Material, das für eine Mischung 4, Klasse II. typisch ist. wurde bei einem Druck von 352 kg/cm2 bei 1510C heiß gepreßt.The following material, typical of Mix 4, Class II. was hot-pressed at a pressure of 352 kg / cm 2 at 1510C.

IhM.an'JtcilIhM.an'Jtcil

(ieuiihhpro/cnt(ieuiihhpro / cnt

Molybdändisulfid (MoS2) 39.8Molybdenum disulfide (MoS 2 ) 39.8

Kohlenstoff (C) 0.5Carbon (C) 0.5

Bor (H) 4.0Boron (H) 4.0

Niob (Nb) 18.6Niobium (Nb) 18.6

Tantal (Ta) 18.6Tantalum (Ta) 18.6

Wolfram (W) 18,6Tungsten (W) 18.6

Dieses Beispiel besitzt einen Reibungskoeffizienten von O1OSO und einen elektrischen Widersland von 0,86 χ 10"* Ohm/cm. Andere Versuche deuten darauf hin, daß dieses Material in Vorrichtungen, die bei extremen Temperatur·, Druck- und anderen Umwälzbedingungen betrieben werden, eine wichtige Rolle soielt.This example has a coefficient of friction of O 1 OSO and an electrical contradiction of 0.86 χ 10 "* ohms / cm. Other experiments indicate that this material can be used in devices that are operated at extreme temperature, pressure and other circulating conditions , plays an important role.

Heispiel 17Example 17

Das folgende Material, das für eine Mischung 1, Klasse ill, typisch ist, wurde bei einem Druck von 352 kg/cm2 bei etwa I288UC heiß gepreßt.The following material ill for a mixture 1, class, is typical, was hot pressed at a pressure of 352 kg / cm 2 at about I288 U C.

Bestandteil GewichtsprozentIngredient weight percent

Molybdändisulfid (MoS-.) 90,0Molybdenum disulfide (MoS-.) 90.0

Kohlenstoff (C) 0,2Carbon (C) 0.2

ίο Tantal (Ta) 5,0ίο tantalum (Ta) 5.0

Eisen (Fe) 4.8Iron (Fe) 4.8

Beispiel 18Example 18

Das folgende Material, das für eine Mischung 1, Klasse III, typisch ist, wurde bei einem Druck von 352 kg/cm2 bei etwa 1288°C heiß gepreßt.The following material, typical of Mix 1, Class III, was hot pressed at a pressure of 352 kg / cm 2 at about 1288 ° C.

Bestandteil GewichtsprozentIngredient weight percent

Molybdändisulfid (MoS1) 45,0Molybdenum disulfide (MoS 1 ) 45.0

Kohlenstoff (C) 0,4Carbon (C) 0.4

Tantal (Ta) 50.0Tantalum (Ta) 50.0

Eisen (Fe) 4,6Iron (Fe) 4.6

Bei den Beispielen 17 und 18 ist die Eisenkomponente in der Matrix nicht als Binder enthalten, sondern vielmehr als Yerarbeitungsschmiermiticl, so daß während des Heißverpressens der Mischung das Eisen geschmolzen wird und es gestattet, daß die Körner der anderen Bestandteile sich zu einer dichten Masse verdichten. Andere Schmiermittel, von denen ebenfalls festgestellt worden war, daß sie zu einer Verdichtung der Matrix beitragen, umfassen Nickel, Chrom und Kobalt. Für Mischungen, die diese Bestandteile enthalten, könnten zahlreiche andere Beispiele angeführt werden. Im allgemeinen zeigen die in den Beispielen 17 und 18 angegebenen Mischungen eine Abrirbgeschwindigkeit, die höher ist als diejenige der meisten Mischungen der Klassen I und II.In Examples 17 and 18, the iron component is contained in the matrix not as a binder, but rather as a processing lubricant, so that during hot forcing the mixture melts the iron and allows the grains of the other components condense into a dense mass. Other lubricants, one of which too They have been found to contribute to matrix densification include nickel, chromium and Cobalt. Numerous other examples could be given of mixtures containing these ingredients will. In general, the mixtures given in Examples 17 and 18 show a wear rate which is higher than that of most mixtures of classes I and II.

Röntgenbeugungsversuche, die mit der Mischung 3, Klasse I, durchgeführt wurden, deuten daraufhin, daß diese Molybdändisulfid-Kohlenstoff-Tantal-Mischung die Struktur eines zementierten Konglomerats hat. welches aus mindestens vier Phasen zusammengesetzt ist. Diese Phasen erscheinen in der Reihenfolge ihrerX-ray diffraction tests carried out with Mixture 3, Class I indicate that this molybdenum disulfide-carbon-tantalum mixture has the structure of a cemented conglomerate. which is composed of at least four phases. These phases appear in the order they appear

4.S optischen Rcflekticrbarkeit, wobei eine Ätzung nicht erfolgte.4.S optical reflectivity, with no etching taking place.

Die Phase 1 ist ein glänzendes, spitzenartiges Netzwerk, das keine Kornsiruktur zeigt. Eine Mikroprobc zeigt, daß diese Phase reich an Molybdändisulfid ist.Phase 1 is a shiny, lacy network, that shows no grain structure. A micro test shows that this phase is rich in molybdenum disulphide.

so Die Phase 2 ist aus leicht grauer < Flächen zusammengesetzt, die cmc nahezu ovaic Gestalt haben und die normalerweise von Material der Phase 3 umgeben sind und die irreguläre Einschlüsse von Material der Phase 4 enthalten. Die Mikroprobc zeigt an, daß dieso phase 2 is slightly gray < Composed of surfaces which have an almost oval shape and which cmc normally surrounded by phase 3 material and having irregular inclusions of material from Phase 4 included. The microprobc indicates that the

ss Flächen der Phase 2 reich an Tantal sind und daß auch diese Phase keine Kornstruktur zeigtss areas of phase 2 are rich in tantalum and that this phase also shows no grain structure

Die Phase 3 ist eine dunkelgrauc Fläche in der (iesamtmischung nut einer feinen Kornstruktur Heim Polieren ergibt sich, daß diese !lachen weich sind undPhase 3 is a dark gray area in the (A total mixture with a fine grain structure Heim Polishing shows that these laughs are soft and

'*) /wischen den Körnern leicht gebrochen werden können. Die Mikroprobe zeigt an, daß diese Flächen einen variierenden Gehalt an Molybdändisulfid aufweisen. Die Phase 4 dieser Mischung ist eine sehr dunkle '*) / wipe the grains can be broken easily . The microsample indicates that these areas have varying levels of molybdenum disulfide. Phase 4 of this mixture is a very dark one

f>5 graue Fläche mit unregelmäßiger Gestalt und einer relativ kleinen Größe. Die chemische Zusammensetzung dieser Phase konnte durch die Mikroprobc nicht bestimmt werden, und zwar auf Grund derf> 5 gray area with an irregular shape and one relatively small size. The chemical composition of this phase could be determined by the microprobc cannot be determined due to the

Kleinheit und der Unregelmäßigkeit dieser Mächen. Im allgemeinen zeigt ein Querschnitt dieser Mischung eine ziemlich gleichförmige Verteilung des Molybdändisullids und des Tantals.Smallness and the irregularity of these girls. In general, a cross section of this mixture shows a fairly uniform distribution of molybdenum disullide and of tantalum.

Rönlgenbeugungsversuche wurden auch mit den Verbindungen der Klasse III durchgeführt, die die vier Komponenten MolybdämJisulfid, Kohlenstoff, Tantal und ein weiteres Metall aus der Gruppe Eisen, Nickel, Chrom und Kobalt enthalten. Diese Mischungen zeigten eine Struktur, die aus mindestens drei Phasen besteht. Die erste ist eine hellere Fläche mit einem Netzwerk von Molybdändisulfid, welches von engen, ovalen Flächen einer zweiten tantalreichen Phase umgeben ist. Die tantalreichen Flächen zeigen eine ausgeprägte Kornausbildung, und zwar ähnlich wie ein metallisches Material. Die Verteilung d^r anderen Metalle (Eisen, Nickel, Chrom oder Kobalt) scheint den Molybdändisulfidflächen zu folgen. Die dritte Phase erscheint als eine kleine helle Fläche mit unregelmäßiger Gestalt, deren Zusammenseizungnicht exakt bestimmt werden konnte.X-ray diffraction experiments were also carried out with the class III compounds which represent the four components molybdenum disulfide, carbon, tantalum and another metal from the iron group, Contains nickel, chromium and cobalt. These blends exhibited a structure made up of at least three Phases. The first is a lighter area with a network of molybdenum disulfide, which is from narrow, oval surfaces of a second tantalum-rich phase is surrounded. Show the tantalum-rich surfaces a pronounced grain formation, similar to a metallic material. The distribution d ^ r other metals (iron, nickel, chromium or cobalt) seem to follow the molybdenum disulfide surfaces. the The third phase appears as a small, bright surface with an irregular shape, which does not collapse could be determined exactly.

Die physikalischen Eigenschaften der Beispiele der erfindungsgemäßen Mischungen wurden auf die folgende Weise bestimmt:The physical properties of the examples of the blends of the present invention were as follows Way determined:

BiegeversucheBending tests

Die Biegeversuche wurden mit Mustern mit den Abmessungen 5,08 χ 0,76 * 0,25 cm durchgeführt. Drei Versuche wurden im allgemeinen durch Mittelpunktsbelastung auf einem Barren durchgeführt, der auf Messerkanten, die 3,8 cm voneinander entfernt waren, gelahrt war. Die endgültige Biegebclastung wurde nach der folgenden Formel berechnet:The bending tests were carried out with samples with the dimensions 5.08 χ 0.76 * 0.25 cm. Three tests were performed, generally by center loading, on a bar ridden on knife edges 3.8 cm apart. The final bending load was calculated using the following formula:

F = 3^'
2 2Wt'
F = 3 ^ '
2 2Wt '

Bruchbelastung in Pfund,Breaking load in pounds,

Spannweite zwischen den Messerkanten in cm,Span between the knife edges in cm,

Barrenbreite in cm,
Barrendicke in cm.
Bar width in cm,
Bar thickness in cm.

Komprcssionsver.suchcComprcssionsver.suchc

Fin gebrochener Barren vom Biegetest wurde zu einem Kompressionsmusicr mit den Abmessungen 0,76 χ 0,76 χ 0,25 cm verarbeitet. Die Testmuster wurden zwischen zwei gehärtete Stahlplattcn gebracht und bis /um Bruch mit einer Geschwindigkeit von 0,13 cm/min in einer Testvorrichtung belastet.Fin broken billet from bending test turned into compression music with dimensions 0.76 χ 0.76 χ 0.25 cm processed. The test samples were placed between two hardened steel plates and loaded to break at a rate of 0.13 cm / min in a test device.

AbriebversucheAbrasion tests

Die Abriebversuchc wurden diircngcfiihrt. indem die enge Kante eines rechteckigen Barrenmusters mit den Abmessungen 1,8 χ 0,76 χ 0,25 cm gegen eine gehärtete Welle aus 440C rostfreiem Stahl (Rc 58) mit einem Durchmesser von 5,08 cm, die mit einer Geschwindigkeit von 1750UpM (274 m/min) in Umdrehung versetzt wurde, gepreßt. Die Abriebmuster wurden gegen die Welle mit einer Belastung von 5 Pfund gedrückt und dort in Kontakt 100 Minuten lang gelassen. Die Messungen der Breite der Abriebskerben dienten dazu, das Abriebsvolumen der Mischungen festzustellen. The abrasion tests were carried out. by placing the narrow edge of a rectangular bar pattern with dimensions 1.8 0.76 χ 0.25 cm against a hardened 440C stainless steel (Rc 58) shaft with a diameter of 5.08 cm, which is moving at a speed of 1750rpm ( 274 m / min) was rotated, pressed. The abrasion swatches were pressed against the shaft with a 5 pound load and left in contact for 100 minutes. The measurements of the width of the abrasion notches were used to determine the volume of abrasion of the mixtures.

WW. tt

Reibungsversiieh«;Friction seal ";

Die Reibungsmessungen wurden durchgeführt, indem ein Muster gegen die Peripherie einer umlaufen-The friction measurements were made by placing a pattern against the periphery of a circumferential

den Stahlscheibe 440C (Rc 58) gepreßt wurde. Die Messungen wurden mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 884 m/min durchgeführt. Die Reibungscharakteristiken dieser Komponenten sind eine Funktion mehrerer verschiedener Faktoren, von denen diethe steel disk 440C (Rc 58) was pressed. The measurements were made at a surface speed carried out at a speed of 884 m / min. The frictional characteristics of these components are a function several different factors, one of which is the

ίο wichtigsten die folgenden sind:ίο the most important are the following:

Faktorfactor

Gewichtsprozent
MoS2
Weight percent
MoS 2

Belastung
(Beanspruchungswert)
load
(Stress value)

Oberflächengeschwindigkeit Surface speed

Härte des berührenden
Materials
Hardness of the touching
Materials

Oberflächenzustand
berührenden
Materials
Surface condition
touching
Materials

Atmosphärethe atmosphere

Allgemeiner EinflußGeneral influence

Bei festen Bedingungen
nimmt die Reibung mit
steigendem MoSrGehalt ab
Under fixed conditions
takes the friction with it
increasing MoS r content

Der Reibungskoeffizient
nimmt mit gesteigertem
Beanspruchungswert ab
The coefficient of friction
increases with increased
Stress value

Die Reibung nimmt mit
erhöhter Oberflächengeschwindigkeit ab
The friction increases
increased surface speed

Die Reibung nimmt mit
erhöhter Oberflächenhärte ab
The friction increases
increased surface hardness

Die Reibung nimmt mit
abnehmender Oberflächer.rauhigkeit ab
The friction increases
decreasing surface roughness

Die Reibung nimmt in
Abwesenheit von Luft ab
The friction increases in
Absence of air

Die Reibungscharak'eris'iken hängen auch von den spezifischen Elementen in der Metallmatrix ab. Die Zugabe von Bor mit Anteilen von 4% oder weniger ergibt minimale Reibungswerte bei niederen MoS2-Gehalten.The frictional character risks also depend on the specific elements in the metal matrix. The addition of boron in proportions of 4% or less results in minimal friction values with low MoS 2 contents.

Der Abrieb der Mischungen hängt auch von den obigen Faktoren ab, die die Reibungseigenschaften beeinflussen. Eine Mischung, die einen minimalen Abrieb bei einem Satz von Betriebsparametern (Belastung, Geschwindigkeit, Härte des aufeinandertreffcnden Materials, Oberflächenstruktur und Atmosphäre) besitzt, weist den minimalen Abrieb möglicherweise nicht auf, wenn einer dieser Faktoren signifikant verändert wird. Im allgemeinen sind Mischungen mit hohem MoS2-Gehalt (über 75%) zum Betrieb hei hohen Oberflächcngcschwindigkciten (bis 3658 m/min) und bei niederen Beanspruchungen (weniger als 352kg/eni2) am besten geeignet. Zum Betrieb bei hohen Belastungswerten (7030 kg/cm2) und niederen Oberflächengeschwindigkeitcn (3 m/min oder weniger) zeigen Mischungen mit 20 bis 50% MoS2 minim :\n Abriebseigenschaften.The abrasion of the mixtures also depends on the above factors that affect the frictional properties. A mixture that has minimal wear for a set of operating parameters (load, speed, hardness of the material encountered, surface structure and atmosphere) may not have the minimal wear if one of these factors is changed significantly. In general, mixtures with a high MoS 2 content (over 75%) are best suited for operation at high surface speeds (up to 3658 m / min) and with low loads (less than 352 kg / eni 2). For operation at high load values (7030 kg / cm 2 ) and low surface speeds (3 m / min or less), mixtures with 20 to 50% MoS 2 show minimal : \ n abrasion properties.

Claims (5)

Patentansprüche: I. Festes Schmiermittel auf Basis einer selbstschmierenden Komponente innerhalb einer feuerfesten Metallcarbid-Matrix, bestehend ausClaims: I. Solid lubricant based on a self-lubricating component within a refractory metal carbide matrix, consisting of 1. 20,0 bit 97,0 Gewichtsprozent Molybdändisulfid als selbstschmierende Komponente,1. 20.0 bit 97.0 percent by weight molybdenum disulfide as a self-lubricating component, 2. 0,01 bis 10,0 Gewichtsprozent einer kohlenstoffhaltigen Komponente, vorliegend zu mindestens einem geringen Teil in Form von Metallcarbiden,2. 0.01 to 10.0 percent by weight of a carbon-containing component, in the present case at least a small part in the form of Metal carbides, 3. 2,00 bis 80,0 üewichlsprn?ent M< >lybdiin, Niob, Tantal, Wolfram oder aus einer Kombination dieser Metalle als carbidbildende Komponente sowie gegebenenfalls aus3. 2.00 to 80.0 wichlspr? Ent M < > lybdiin, niobium, tantalum, tungsten or a combination these metals as a carbide-forming component and optionally from 4. 0,01 bis 5,0 Gewichtsprozent einer Darkomponente, vorliegend zu mindestens einem kleinen Teil in Form einer festen Borlösung, und gegebenenfalls aus4. 0.01 to 5.0 percent by weight of a dark component, present at least a small part in the form of a solid boron solution, and optionally from 5. 0,1 bis 53,0 Gewichtsprozent Eisen, Nickel, Chrom, Kobalt oder einer Kombination dieser Metalle als metallisches schmierendes Material. 5. 0.1 to 53.0 percent by weight iron, nickel, chromium, cobalt or a combination of these Metals as a metallic lubricating material. 2. Festes Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als carbidbildende Komponente 3 eine Kombination aus 0,01 bis 80,0 Gewichtsprozent Molybdän und Tantal oder2. Solid lubricant according to claim 1, characterized in that it is used as carbide-forming Component 3 is a combination of 0.01 to 80.0 percent by weight molybdenum and tantalum or uns 0,0' bis 80.0 Gewichtsprozent Molybdän und Wolfram oder aus 0,01 bis 80,0 (icwichtspm/enl Molybdän, Tuntul und Wolfram oder aus 0,01 bis 80,0 Gewichtsprozent Niob, Tantal und Wolfram enthalt.us 0.0 'to 80.0 percent by weight molybdenum and Tungsten or from 0.01 to 80.0 (icwichtspm / enl Molybdenum, Tuntul and Tungsten or from 0.01 to Contains 80.0 percent by weight of niobium, tantalum and tungsten. 3. Festes Schmiermittel nach Anspruch 1, enthüllend 3. Solid lubricant according to claim 1, revealing 1. 45,0 bis 90,0 Gewichtsprozent Molybdändisulfid als selbstschmierende Komponente,1. 45.0 to 90.0 percent by weight molybdenum disulfide as a self-lubricating component, 2. 9,89 bis 55,0 Gewichtsprozent carbidbildende Metallkomponente und2. 9.89 to 55.0 weight percent carbide-forming metal component and 3. 0,1 bis 53,0 Gewichtsprozent Eisen, Nickel, Chrom, Kobalt oder einer Kombination dieser Metalle als metallisches schmierendes Material. 3. 0.1 to 53.0 percent by weight iron, nickel, chromium, cobalt or a combination of these Metals as a metallic lubricating material.

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