RU1772146C - Самосмазывающийс материал и способ его получени - Google Patents

Abstract

Использование: в качестве элементов трени , например поршневых и сальниковых уплотнений в компрессорах без смазки. Сущность изобретени : самосмазывающийс  материал содержит смесь нитрида бора с дисульфидом молибдена и их массовом соотношении 1:(1-2) 10-25%, кокс каменноугольного пека 5-10% и графитированный нафт ной кокс остальное. Материал получают путем смешени  каменноугольного пека, графитированного нефт ного кокса и смеси дисульфида молибдена с нитридом бора, полученную шихту прессуют при давлении 300-600 кгс/см2 и температуре 900-1100°С при пропускании через шихту электрического тока. Материал затем формуют, охлаждают , подвергают термообработке при температуре 300-400°С в течение 2-4 ч и снова охлаждают. 2 с.п. ф-лы, 2 табл.

Description

fcЈ

t

Изобретение относитс  к самосмазывающимс  материалам, полученным способом совмещенного прессовани  и обжига (СПО). Издели  из конечного материала предназначены дл  использовани  в качестве элементов трени , например, поршневых и сальниковых уплотнений в компрессорах без смазки, комп- ремирующих осушенные и влажные газы, а также в качестве торцовых уплотнений в установках , обеспечивающих получение вакуума при повышенной температуре и нагрузке.

Известен самосмазывающийс  материал , состо щий из, мас..%:

обожженный кокс

каменноугольного

пека30-35,

графитированный

нефт ной кокс50-65,

смазывающа  добавка двусернистый молибден5-15.

Элементы трени , выполненные из этого материала, не обеспечивают требуемую износостойкость,

Материал не удовлетвор ет потребителей по качеству, а изготовителей - по выходу годных заготовок.

Наиболее близким к насто щему изобретению  вл етс  самосмазывающийс  материал, содержащий мас.%:

кокс каменноугольного пека 5-10

смазывающую добавку двусернистый молибден10-25,

графитированный нефт ной

коксостальное.

Дл  приготовлени  указанного материала шихту, состо щую из двусернистого моXI VJ

ю

Ј о

либдена, каменноугольного пека с температурой разм гчени  120-250°С и графитиро- ванного нефт ного кокса, смешивают в смесильной машине в течение 1 ч. Затем шихту загружают в пресс-форму, футеро- ванную огнеупорным электроизол ционным материалом, и устанавливают на пресс гор чего прессовани . Термическую обработку ведут при удельном давлении (300- 600) кгс/см2 и температуре 900-1100°С, пропуска  электрический ток непосредственно через шихту в течение 1,5-2 ч.

Высока  износостойкость материала, полученного вышеописанным способом, ограничиваетс  использованием его лишь в сухом газе и в вакууме.

Недостатком материала  вл етс  низка  износостойкость при работе в переменных услови х, то есть при циклическом изменении влажности газовой среды. Эле- менты трени  из материала в этих услови х интенсивно изнашиваютс . Способ получени  этого материала не обеспечивает высо- кого выхода годного: из-за внутренних напр жений при хранении в заготовках об- разуютс  микротрещины, а при механической обработке происходит разрушение материала, то есть получают материал низкого качества.

Целью изобретени   вл етс  повыше- ние износостойкости материала в переменно смен ющихс  услови х его работы о вакууме, осушенном и влажном газе и улучшении качества материала.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что самосмазывающийс  материал, содержащий кокс каменноугольного пека 5-10 мас.%, смазывающую добавку, включающую дисульфид молибдена 10-25 мас.% и графитированный нефт ной кокс осталь- ное, содержит смазывающую добавку, дополнительно включающую нитрид бора при его массовом соотношении к дисульфиду молибдена 1:1-2.

Способ получени  самосмазывающего- с  материала включает смешивание шихты из каменноугольного пекэ, графитироеан- ного нефт ного кокса и смазывающей добавки , прессование шихты под давлением 300-600 кгс/см2 и температуре 900-1100°С при пропускании через шихту электрическо- го тока, формование и охлаждение получен- ного материала и дополнительную термообработку охлах деннога материала при температуре 300-400°С в течение 2-4 ч с последующим охлаждением и получением самое -взывающегос  материала следующего состава, мас.%: Смесь нитрида бора с дисульфидом

молибдена в их массовом

соотношении

1:1-210-25

Кокс каменноугольного

пека5-10

Графитированный

нефт ной коксОстальное

Добавление к двусернистому молибдену нитрида бора в соотношении (1-2): 1 и использование этой смеси в материале в качестве смазывающей добавки оказывает синергическое действие на процесс трени  в переменных услови х: вакуум, осушенный и влажный газы и существенно увеличивает износостойкость самосмазывающегос  материала .

Дополнительна  операци  в способе изготовлени -термообработка при температуре 300-400°С в течение 2-4 ч охлажденного после совмещенного прессовани  и обжига материала улучшает качество материала и увеличивает выход годного, так как. практически нивелирует действие внутренних напр жений и тем самым исключает образование трещин.

П р и м е р 1. В смесительную машину дозируют каменноугольный пек с размером части не более 0,5 мм и графитированный нефт ной кокс с размером частиц не более 0,3 мм и перемешивают в течение 1 ч. Затем, не останавлива  машины, дозируют смазывающую добавку: смесь порошка двусерни- стого молибдена и нитрида б ора и дополнительно перемешивают в течение не менее 30 мин, Готовую шихту загружают в пресс-форму, футерованную огнеупорным электроизол ционным материалом, устанавливают на пресс гор чего прессовани  и осуществл ют СПО при давлении 300-600 кгс/см и температуре 900-1100°С пропусканием через шихту электрического тока в течение 1,5-2,0 ч. При этом происходит коксование каменноугольного пека. Самосмазывающийс  материал получают в виде заготовок диаметром 300 мм и высотой до 200 мм. Полученную заготовку охлаждают доЗОО°С под давлением, выпрессовываюти охлаждеют до комнатной температуры на воздухе, Затем заготовку помещают в термошкаф , нагревают до 400°С, выдерживают в течение 2 ч и охлаждают до комнатной температуры совместно с термошкафом.

В табл.1 приведены составы самосмазывающегос  материала, режимы обжига и термообработки.

Из полученных составов изготавливают самосмазывающийс  материал. Качество материала после проведени  механической обработки оценивают визуально по наличию микротрещин, выход годного оценивают по количеству годных заготовок после механической обработки из 100, выраженных в процентах.

Сравнительные испытани  на износостойкость разработанного материала и прото- типа провод т в установке, обеспечивающей периодическое изменение рабочей среды: вакуум , осушенные и влажные газы, Скорость скольженил 10 м/с, нагрузка 25 кгс/см2. Вакуум соответствует остаточному давле- нию мм рт.ст. Точка росы осушенного газа (гели , азота) приблизительно минус 70°С, содержание влаги во влажных газах 12-15 г/м3.

Результаты сравнительных испытаний на износостойкость за вл емого объекта и прототипа, а также качество и выход годного материала приведены в табл.2.

Как видно из табл.2, материал, полученный по предлагаемому изобретению, имеет скорость изнашивани  в переменных услови х работы в 3 раза ниже известного. Структура нового материала равномерна , без видимых микротрещин. Выход годных заготовок не менее 80%.

Изменение соотношени  двусерни- стого молибдена и нитрида бора против за вленного, а также температуры термообработки влечет за собой снижение износостойкости , ухудшение качества и снижение выхода годного материала.

Claims (2)

1. Самосмазывающийс  материал, содержащий кокс каменноугольнсго пека 5- 10 мас.%, смазывающую добавку, включающую дисульфид молибдена 10-25 мас.% и графитированный нефт ной коксостальное , отличающийс  тем, что, с целью повышени  износостойкости материала в переменно смен ющихс  услови х его работы в вакууме, осушенном и влажном газе, материал содержит смазывающую добавку, дополнительно включающую нитрид боре при его массовом соотношении к дисульфиду молибдена 1:1-2.

2. Способ получени  самосмазывающегос  материапа путем смешени  каменноугольного пека, графитированного нефт ного кокса и смазывающей добавки, включающей дисульфид молибдена, с последующим прессованием полученной шихты при давлении 300-600 кгс/см2 и температуре 900- 1100°С при пропускании через шихту электрического тока, формованием и охлаждением полученного материала, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества готового продукта, в качестве смазывающей добавки используют добавку, дополнительно включающую нитрид бора, и охлажденный материал дополнительно подвергают термообработке при 300-400°С в течение 2-4 ч с последующим охлаждением с получением самосмазывающегос  материала следующего состава, мас.%:

t

смесь нитрида бора с дисульфидом молибдена в их массовом соотношении 1:1-2 10-25; кокс каменноугольного пека- 5-10; графитироваиный нефт ной кокс - остальное.

Таблица 1

Продолжение табл. 1

Таблица 2