RU2044093C1

RU2044093C1 - Titanium-based wear-resistant caked material

Info

Publication number: RU2044093C1
Application number: RU93003461A
Authority: RU
Inventors: Владимир Давидович Зозуля
Original assignee: Владимир Давидович Зозуля
Priority date: 1993-01-19
Filing date: 1993-01-19
Publication date: 1995-09-20

Abstract

FIELD: powder metallurgy. SUBSTANCE: titanium based sintered durable material is produced due to use of durable additions and choice of chemical composition of die, in mass copper 17-22, aluminum 2.0-2.8, titanium the rest. EFFECT: significantly increased durability. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к спеченным материалам и деталям триботехнического назначения, используемым для подшипников, работающих в условиях коррозионно-абразивного изнашивания при умеренных нагрузках и скоростях скольжения. The invention relates to powder metallurgy, in particular to sintered materials and tribological components used for bearings operating under conditions of corrosion-abrasive wear at moderate loads and sliding speeds.

Известны литые сплавы, спеченные материалы на основе титана, металлические связки, в состав которых кроме титана входит медь, кремний, магний, алюминий, марганец. Материалы обладают повышенными коррозионной стойкостью, твердостью, прочностью. Cast alloys, sintered materials based on titanium, metal bonds, which in addition to titanium include copper, silicon, magnesium, aluminum, manganese, are known. Materials have increased corrosion resistance, hardness, strength.

Недостатки известных материалов невысокая износостойкость в коррозионно-абразивных средах. The disadvantages of the known materials are low wear resistance in corrosive-abrasive environments.

Цель изобретения не усложняя чрезмерно химический состав, повысить износостойкость спеченного материала на основе титана при трении и изнашивании его в водной среде в контакте с азотированной поверхностью титанового сплава ВТ-14. The purpose of the invention, without overcomplicating the chemical composition, is to increase the wear resistance of a sintered titanium-based material upon friction and wear in an aqueous medium in contact with the nitrided surface of a VT-14 titanium alloy.

Поставленная цель достигается за счет изыскания износостойких добавок и подбора химсостава матрицы, наиболее полно совместимой с добавками. The goal is achieved by finding wear-resistant additives and selecting the chemical composition of the matrix, which is most fully compatible with additives.

Сущность изобретения заключается в том, что в качестве износостойких добавок, вводимых в шихту спекаемого материала, выбраны электрокорунд, карбиды титана, вольфрама, кремния, искусственно полученные кубический нитрид бора, алмаз, имеющие повышенную стойкость к абразивному изнашиванию, а также в том, что с целью более прочного закрепления добавок в металлической матрице-связке все компоненты связки взяты в новом оптимальном сочетании, мас. медь 17-22; алюминий 2-2,8; титан остальное. The essence of the invention lies in the fact that, as wear-resistant additives introduced into the mixture of sintered material, electrocorundum, carbides of titanium, tungsten, silicon, artificially obtained cubic boron nitride, diamond having increased resistance to abrasive wear, and also with in order to more firmly fix additives in the metal matrix-bond, all components of the bond were taken in a new optimal combination, wt. copper 17-22; aluminum 2-2.8; titanium rest.

П р и м е р ы 1-5. Сначала смешивают в течение 3 ч в шаровой мельнице шихту без износостойких добавок. Из шихты прессуют образцы размером D 10х17 мм усилием 5 т/см² и помещают в предварительно нагретую до 700^оС камеру печи с воздушной атмосферой. Спекание производят в режиме горения: при разогреве до 650^оС прессовка загорается и в течение 3 мин горит в режиме теплового взрыва без газовыделений. При уравнивании светового фона камеры печи и разогретой прессовки последнюю вынимают из печи, остывание происходит на воздухе, прессовка держит форму и размеры в допустимых технологических пределах. Остывший образец испытывают на трение и изнашивание при скоростях скольжения 1 м/с и нагрузках 2-6 МПа в паре c валом-роликом D 40 мм из титанового сплава марки ВТ-14 с азотированной поверхностью трения (HRC 56-59). Пара трения смазывается водой (фитильной смазкой). Результаты определения износа пары трения представлены в таблице.PRI me R s 1-5. First, the mixture is mixed for 3 hours in a ball mill without wear-resistant additives. The batch size is compressed samples D 10h17 mm a force of 5 tons / cm ² and placed in a preheated 700 ^{° C} oven chamber with an air atmosphere. Sintering is carried out in the combustion regime: the heating to 650 ^{° C} and pressing illuminated for 3 minutes burns in a thermal explosion mode without gas bubble. When equalizing the light background of the furnace chamber and the heated pressing, the latter is taken out of the furnace, cooling takes place in air, the pressing keeps its shape and dimensions within acceptable technological limits. The cooled sample is tested for friction and wear at sliding speeds of 1 m / s and loads of 2-6 MPa paired with a roller shaft D 40 mm made of VT-14 titanium alloy with a nitrided friction surface (HRC 56-59). The friction pair is lubricated with water (wick grease). The results of determining the wear of a friction pair are presented in the table.

П р и м е р 6 (сопоставительный) в условиях прототипа. PRI me R 6 (comparative) in the conditions of the prototype.

П р и м е р 7-11 в условиях примера 1 с добавлением вышепоименованных износостойких добавок, с четырехчаcовым перемешиванием со связкой. PRI me R 7-11 in the conditions of example 1 with the addition of the above-mentioned wear-resistant additives, with four-hour mixing with a bunch.

С целью сокращения данной части содержимого таблицы, численные значения эксплуатационных характеристик всей испытанной гаммы материалов с износостойкими добавками указаны в интервалах, в зависимости от количества добавки. In order to reduce this part of the table contents, the numerical values of the operational characteristics of the entire tested range of materials with wear-resistant additives are indicated in intervals, depending on the amount of additive.

В силу упрощения технологии спекания на воздухе, изготовление предложенных материалов может быть налажено на любом металлоперерабатывающем предприятии имеющем кузнечно-прессовый и термический участки. Due to the simplification of sintering technology in air, the manufacture of the proposed materials can be arranged at any metal processing enterprise with forging and thermal sections.

Claims

1. WEAR-FREE SINTERED MATERIAL BASED ON TITANIUM, containing copper, aluminum, characterized in that its components are taken in the following ratio, wt.

Copper 17 22
Aluminum 2 28
Titanium rest
2. The material according to claim 1, characterized in that it further comprises 5 to 25 wt. wear-resistant powder additives from the group of substances: corundum, metal carbides, cubic boron nitride, artificial diamond.