RU2049141C1 - Композиционный материал для фрикционных изделий - Google Patents
Композиционный материал для фрикционных изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2049141C1 RU2049141C1 SU5044473A RU2049141C1 RU 2049141 C1 RU2049141 C1 RU 2049141C1 SU 5044473 A SU5044473 A SU 5044473A RU 2049141 C1 RU2049141 C1 RU 2049141C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- graphite
- copper
- granules
- friction
- iron
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к фрикционным материалам с высокой износостойкостью, изготавливаемым методами порошковой металлургии. Предложен материал на основе железа, включающий медь и графит, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фосфор и каменноугольную золу при следующем соотношении компонентов, мас. медь 6,8 22,0, графит 5,4 19,0; фосфор 0,1 - 0,4; каменноугольная зола 0,3 1,5; железо остальное; причем 1,8 - 12,0 мас. меди и 2,4 14,0 мас. графита содержатся в материале в виде гранул размером 0,4 1,2 мм. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области фрикционных материалов, изготавливаемых методами порошковой металлургии, и может найти применение в машиностроении в тормозных и передаточных узлах различных машин и механизмов.
Аналогом изобретения выбран материал (патент США N 3341931, кл. 49-420, 1967), содержание элементов в котором, мас. Fe 60-70; C 10-25; SiC до 20, а также муллит, Al2O3, MoS2, Pb и Sn до 20. Изготовление этого материала связано с большими энергозатратами при спекании. Известен материал (патент США N 3021592, кл. 29; 1962) следующего состава, мас. Fe 31,25; Cu 31,25; C 10; Mo 5; Sb 2,5; окалина 20, возможны Bi, Cd, Pb. Недостатком этого материала является содержание дорогостоящих и экологически вредных добавок.
Прототипом данного изобретения является материал ФМК-11 [1] где содержание элементов, мас. Fe 64; Cu 15; C 9; SiO2 3; асбест 3 и BaSO4 6.
Недостатки данного материала следующие: недостаточная износостойкость; наличие асбеста экологически вредного компонента при производстве и эксплуатации; длительность процесса формирования структуры при спекании; низкая пластичность материала, в связи с этим ограниченность области применения.
Цель изобретения соединение композиционного материала, предназначенного для фрикционных изделий, отличающегося высокой износостойкостью.
Сущность изобретения заключается в том, что фрикционный материал на основе железа, содержащий порошки меди и графита, дополнительно содержит порошки фосфора и каменноугольной золы при следующем соотношении компонентов, мас. Медь 6,8-22 Графит 5,4-19,0 Фосфор 0,1-0,4 Зола 0,3-1,5 Железо Остальное причем 1,8-12 мас. меди и 2,4-14 мас. графита входят в материал в виде гранул размером 0,4-1,2 мм.
Из современного уровня техники неизвестен состав предлагаемого материала, а также введение твердой смазки графита в количестве до 19 мас. в материал фрикционного изделия в виде локализованных включений-гранул, а также введение каменноугольной золы.
Изобретение реализуют следующим образом.
Смесь порошков железа и меди, пропускают между калиброванными валиками прокатного стана для получения гранул. Гранулы в количестве от 6 до 20 мас. дошихтовываются в матричную смесь. Полученную шихту формуют, и полуфабрикат спекают в проходной печи в защитной атмосфере.
Соотношение компонентов матрицы следующее, мас. Графит 3-5 Медь 5-10 Фосфор 0,11-0,43 Зола 0,32-1,60 Железо Остальное.
Выбор компонентов матрицы и их соотношения определяются следующими критериями.
Применение железа в качестве основы фрикционного материала обусловлено относительно высокой температурой плавления, прочностью, твердостью и пластичностью, необходимыми для получения требуемых свойств. Выбор меди в качестве составляющей фрикционного материала определяется высокой теплопроводностью, обеспечивающей высокий отвод тепла из зоны трения. Кроме того порошок меди обладает хорошей прессуемостью и спекаемостью. В качестве твердой смазки применен графит, повышающий износостойкость, сопротивление заеданию, стабилизирующий коэффициент трения и способствующий плавному торможению.
Каменноугольная зола вводится в материал для повышения износостойкости и коэффициента трения.
Фосфор введен в материал для интенсификации процесса спекания и повышения механических свойств, легирования твердого раствора α- железа и гетерогенизации матричной железной основы в связи с незначительным растворением фосфора в α-железе.
Содержание графита менее 3 мас. в условиях сухого трения приводит к схватыванию трущихся поверхностей, выше 5 мас. начинается резкое разупрочнение материала матрицы фрикционного материала.
При содержании меди до 5 мас. в железографите увеличивается прочность ферритной составляющей за счет легирования ее медью, а избыточная медь (не вошедшая в раствор) окаймляет феррито-перлитные зерна медно-фосфористыми прослойками.
При содержании фосфора менее 0,11 мас. в матрице не наблюдается повышения прочностных характеристик материала и прочности, при содержании выше 0,43 мас. происходит увеличение содержания хрупких фаз по границам зерен железа, что понижает механические свойства (прочность и пластичность уменьшаются).
Коэффициент трения при торможении для материала с добавкой каменноугольной золы менее 0,32 мас. находится на уровне не более 0,2 мас. материал при этом не выполняет своего функционального назначения, свыше 1,6 мас. разупрочняется матричная основа, что приводит к понижению износостойкости.
Графит снижает износ материалов, способствует стабилизации коэффициента трения за счет разделительной пленки, образующейся на поверхности контактирующей пары. Общее количество графита в материале менее 5,4 мас. не способствует образованию достаточной разделительной пленки, количество графита более 19,0 мас. резко разупрочняет материал. Поэтому предлагается твердую смазку (графит) вводить в материал в виде структурных составляющих: в виде свободно распределенного графита в количестве от 3 до 5 мас. с размером частиц менее 0,1 мм и в виде гранул, получаемых непрерывной прокаткой в профилированных валках прокатного стана смесей порошков графита и металлических частиц и представляющих собой локализованные участки с повышенным содержанием твердой смазки графита. Размер гранул должен быть не менее 0,4 мм. При меньшем размере гранул уменьшается матричность металлической основы, что приводит к понижению прочности материала, уменьшению его несущей способности и уменьшению износостойкости. Гранулы размером более 1,2 мм, как области с пониженной плотностью, могут рассматриваться как концентраторы напряжений, значительно снижающие механические свойства, особенно ударную вязкость. При эксплуатации такого материала могут наблюдаться механические сколы.
Соотношение графита и меди в гранулах определялось экспериментально и составляет соответственно (40-70) и (30-60) мас. Количество гранул, введенных в матрицу материала, колеблется от 6 до 20% Если количество гранул менее 6% то при максимальном возможном введении графита в гранулу, равном 70% содержание графита в материале будет менее 5,4 мас. что не создает условий для постоянного поддержания на поверхности материала графитовой пленки и приводит к интенсивному изнашиванию материала. Если количество гранул больше 20% то происходит разупрочнение материала из-за значительного количества графита.
П р и м е р. На прокатном стане с калиброванными под определенную форму и размер гранул валками, диаметром 150 мм получали гранулы, где соотношение графита и меди (40:60) мас. Полученные гранулы смешивали в течение 10 мин с матричной смесью следующего состава, мес. медь 8; графит 4; фосфор 0,15; зола 0,4 и железо 87,45. Количество гранул 10 мас. Затем производили формование материала и спекание его в атмосфере водорода при температуре 1150±20оС в проходной печи. Износостойкость материала определяли на машине трения МТ-68 по схеме торцевого трения при скорости 10 м/с и усилии прижима 4 кг/мм2.
В таблице представлены данные испытания предлагаемого материала и материала прототипа.
Представленные результаты по износостойкости, характеризуемые средним коэффициентом трения и интенсивностью износа при торможении показывают, что наилучшие показатели наблюдаются у материалов следующего состава, мас. Медь 6,8-14,8 Графит 5,4-10,6 Фосфор 0,1-0,4 Каменноуголь- ная зола 0,3-1,5 Железо Остальное причем 1,8-4,8 мас. меди и 2,4-5,6 мас. графита входят в материал в виде гранул размером 0,4-1,2 мм. Объясняется это сочетанием прочного, износостойкого каркаса с абразивными частями, внедренными в него гранулами с высоким содержанием графита.
Известные материалы фрикционных накладок не обладают высокой износостойкостью из-за невозможности введения идентичного содержания графита без разупрочнения матрицы.
Claims (1)
- КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ФРИКЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ на основе железа, включающий медь и графит, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фосфор и каменноугольную золу при следующем соотношении компонентов, мас.Медь 6,8 22,0
Графит 5,4 19,0
Фосфор 0,1 0,4
Каменноугольная зола 0,3 1,5
Железо Остальное
причем 1,8 12,0 мас. меди и 2,4 14,0 мас. графита содержится в материале в виде гранул размером 0,4 1,2 мм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5044473 RU2049141C1 (ru) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Композиционный материал для фрикционных изделий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5044473 RU2049141C1 (ru) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Композиционный материал для фрикционных изделий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2049141C1 true RU2049141C1 (ru) | 1995-11-27 |
Family
ID=21605377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5044473 RU2049141C1 (ru) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Композиционный материал для фрикционных изделий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2049141C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2665651C2 (ru) * | 2016-12-08 | 2018-09-03 | Сергей Михайлович Романов | Фрикционный композиционный материал романит-фувлхч и способ его получения |
-
1992
- 1992-05-26 RU SU5044473 patent/RU2049141C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Федорченко И.М. Современные фрикционные материалы. Киев, Научкова думка, 1975, с.22. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2665651C2 (ru) * | 2016-12-08 | 2018-09-03 | Сергей Михайлович Романов | Фрикционный композиционный материал романит-фувлхч и способ его получения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3635088B2 (ja) | CaF2を含む鉄基粉末組成物および鉄基焼結製品 | |
US3877884A (en) | Dispersion strengthened aluminum bearing material | |
US4194910A (en) | Sintered P/M products containing pre-alloyed titanium carbide additives | |
JP2759906B2 (ja) | 乾式焼結摩擦材料 | |
DE1953481A1 (de) | Gesinterte stahlgebundene Hartstofflegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
CN108220666A (zh) | 一种更耐磨的新型铜基自润滑复合材料 | |
US5501833A (en) | Method of making sintered contact component | |
RU2049141C1 (ru) | Композиционный материал для фрикционных изделий | |
EP0740745B1 (en) | FRICTION MATERIAL FOR USE WITH Al.ALLOY ROTOR | |
CN104959608B (zh) | 一种纳米碳化硅颗粒铜基摩擦片及其制备方法 | |
US3705020A (en) | Metals having improved machinability and method | |
CA1151384A (en) | Liquid phase compacting | |
CN109909495A (zh) | 环保减摩耐磨铜基复合轴承材料及其制备方法 | |
CN1056929A (zh) | 金属陶瓷复合坩埚及其制备方法 | |
JP2007169713A (ja) | 粉末冶金用鉄基混合粉 | |
Ahmed et al. | Tribological properties of cast copper-SiC-Graphite hybrid composites | |
JPS6330526B2 (ru) | ||
EP1066128B1 (en) | Metal powders obtained from residue of material removal processes on iron parts produced by chill casting | |
CN117448623B (zh) | 一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料及制备方法和应用 | |
JPH01294843A (ja) | 耐摩耗性被覆層で内面が被覆された円筒状部品及び円筒状部品内面に形成する耐摩耗性被覆層形成用材料 | |
JPH0256419B2 (ru) | ||
RU2090363C1 (ru) | Способ изготовления изделий из капролона | |
RU2064944C1 (ru) | Способ изготовления антифрикционных материалов | |
SU1021093A1 (ru) | Металлическа св зка | |
SU375314A1 (ru) | Алмазнометаллокерамический сплав |