RU2320537C2 - Способ получения гранул для производства антифрикционного материала - Google Patents
Способ получения гранул для производства антифрикционного материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2320537C2 RU2320537C2 RU2003122274/15A RU2003122274A RU2320537C2 RU 2320537 C2 RU2320537 C2 RU 2320537C2 RU 2003122274/15 A RU2003122274/15 A RU 2003122274/15A RU 2003122274 A RU2003122274 A RU 2003122274A RU 2320537 C2 RU2320537 C2 RU 2320537C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- granules
- graphite
- humidifier
- hardening
- alloying powder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам получения антифрикционных материалов, изготавливаемых методом порошковой металлургии. Способ получения гранул включает получение шихты смешиванием графита с упрочняюще-легирующими порошкообразными компонентами в присутствии увлажнителя, при следующем соотношении, мас.%: упрочняюще-легирующие компоненты - 20,0-90,0, увлажнитель - 0,01-8,0, графит - остальное, в качестве упрочняюще-легирующих порошкообразных компонентов выбирают по меньшей мере один материал, выбранный из группы медь, железо, бронза, дисульфид молибдена, молибден, кобальт, алюминий, свинец, олово, вольфрам, серебро, а в качестве увлажнителя выбирают по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы жидких углеводородов с температурой кипения выше 40°С. Изобретение позволяет получать гранулы высокой механической прочности с большим процентным содержанием графита и прочным металлическим каркасом, который обеспечивает надежное закрепление гранул в антифрикционном материале. 5 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к способам получения антифрикционных материалов, изготавливаемых методом порошковой металлургии, а именно к способу получения гранул для производства антифрикционных материалов, используемых при производстве подшипников скольжения для различных отраслей промышленности.
Анализ научно-технической информации показал, что несмотря на большое количество антифрикционных материалов их ресурс не обеспечивает срок службы между средними и капитальными ремонтами машин, механизмов и оборудования.
Нормальная эксплуатация антифрикционных материалов в узлах трения-скольжения, особенно тяжело нагруженных и при высоких скоростях скольжения, возможна в случае нанесения и сохранения на сопрягаемых поверхностях прочной разделительной пленки твердой смазки, резко снижающей коэффициент трения, предотвращающей схватывание и износ сопрягаемых поверхностей. Твердые смазки должны обладать достаточной прочностью и должны прочно закрепляться в антифрикционном материале.
Анализ научно-технической информации показал, что идеальным материалом для твердой смазки является графит. Графит резко снижает износ материалов, способствует снижению и стабилизации коэффициента трения за счет разделительной пленки, образующейся на поверхности контактирующей пары. Введение в материал свободно распределенного графита в количестве более 5 мас.% резко разупрочняет материал и он становится не пригодным для промышленного использования. Однако общее количество графита в материале менее 5,4 мас.% не способствует образованию достаточной разделительной пленки.
Одним из решений этой проблемы является нанесение на графитовые порошки химическим и электрохимическим методами различных покрытий.
Известен способ меднения графитовых порошков химическим и электрохимическим методами (Павленко В.И., Ясь Д.С. - Исследование процесса меднения порошков графита при производстве медно-графитовых материалов. - Порошковая металлургия, 1976, №2, с.9-13. и Mikulek I., Hromek E., Patent №148332 (ЧССР) Kovokeramicke treci materiali. - Опубл. 15.04.73). Недостатком этого способа является поверхностное покрытие частиц графита медью и как результат этого низкая прочность закрепления графита в материале и, следовательно, низкая эффективность его введения в материал, высокая вредность производства, загрязнение окружающей среды отходами гальванического производства, а также высокая стоимость данного способа. По этой причине этот способ не нашел практического применения.
Известен способ никелирования графитовых порошков химическим и электрохимическим методами (Ясь Д.С., Павленко В.И., Подмоков В.Б Металлографитовые материалы с высоким содержанием графита и некоторые методы их получения. - Порошковая металлургия, 1976, №1, с.31-34). Недостатком этого способа является поверхностное покрытие частиц графита никелем и как результат этого низкая прочность закрепления графита в материале и, следовательно, низкая эффективность его введения в материал, высокая вредность производства, загрязнение окружающей среды отходами гальванического производства и высокая стоимость данного способа. По этой причине этот способ не нашел практического применения.
Известен способ плакирования неметаллических частиц путем осаждения на их поверхность металла из водных растворов в присутствии водорода при высоких температурах и давлениях (Kunda W. New developments in the preparation of composite powders - High Temp. - High Pressur 1971, 3, №5, p.593-612). Таким способом могут быть получены неметаллические порошки с оболочкой из меди, никеля, кобальта, молибдена и серебра. Недостатком этого способа является поверхностное покрытие частиц графита медью, никелем, кобальтом, молибденом и серебром и как результат этого низкая прочность закрепления графита в материале и, следовательно, низкая эффективность его введения в материал, высокая вредность производства, загрязнение окружающей среды отходами производства и высокая стоимость данного способа. По этой причине этот способ не нашел практического применения.
Другое решение известно из патента Японии №1042 от 18.01.65 г., где описан способ плакирования частиц графита путем диспергирования расплавленного металла в струе нейтрального газа, в которую вводят порошок графита. Недостатком этого способа является только поверхностное покрытие частиц графита металлом и как результат этого низкая прочность закрепления графита в материале и, следовательно, низкая эффективность его введения в материал, высокая вредность производства, загрязнение окружающей среды отходами производства и высокая стоимость данного способа. По этой причине этот способ не нашел практического применения.
Наиболее близкое решение известно из патента Украины №UA 42952 А от 15.11.2001, где предлагается вводить графит в антифрикционный материал в виде металлизированных гранул, прочно закрепляемых в антифрикционных материалах в результате образования металлического каркаса гранул. При этом описанный способ получения гранул для производства антифрикционного материала включает получение сухой шихты смешиванием графита с упрочняюще-легирующими порошкообразными компонентами и формование гранул прессованием в профилированных валках прокатного стана.
Однако получение гранул подобным способом вызывает трудности из-за разной насыпной плотности порошкообразных компонентов гранул, вследствие чего после прекращения смешивания наблюдается сегрегация порошкообразных компонентов. Порошкообразный компонент с более низкой насыпной плотностью всплывает над порошкообразным компонентом с более высокой насыпной плотностью, что при последующем формовании ведет к неоднородности гранул и их низкой механической прочности.
В основу изобретения поставлена задача создать способ получения гранул для производства антифрикционного материала, который позволяет получить гранулы с большим процентным содержанием графита и высокой механической прочностью.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе получения гранул для производства антифрикционного материала, включающем получение шихты смешиванием графита с упрочняюще-легирующими порошкообразными компонентами и формование гранул прессованием, шихту получают смешиванием графита с упрочняюще-легирующими порошкообразными компонентами в присутствии увлажнителя при следующем соотношении, мас.%:
Упрочняюще-легирующие компоненты | 20,0-90,0 |
Увлажнитель | 0,01-8,0 |
Графит | остальное, |
в качестве упрочняюще-легирующих порошкообразных компонентов выбирают по меньшей мере один материал, выбранный из группы медь, железо, бронза, дисульфид молибдена, молибден, кобальт, алюминий, свинец, олово, вольфрам, серебро, а в качестве увлажнителя выбирают по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы жидких углеводородов с температурой кипения выше 40°С.
Выбор меди, железа, бронзы, дисульфида молибдена, молибдена, кобальта, алюминия, свинца, олова, вольфрама, серебра в качестве упрочняюще-легирующих порошкообразных компонентов для образования металлического каркаса твердой смазки - гранул на основе графита - обусловлен тем, что эти материалы обладают хорошей прессуемостью, спекаемостью, обеспечивают прочное закрепление гранул в матрице антифрикционного материала, см. Федорченко И.М., Пугина Л.И. Композиционные спеченные антифрикционные материалы. - К.: Наукова думка, 1980. - 404 с. Соотношение графита и металлических порошков определялось экспериментально. Введение графита в гранулы менее 10 мас.% является нецелесообразным, так как это не обеспечит повышение смазочных свойств антифрикционных материалов при введении в них гранул с таким процентным содержанием графита. Максимально возможное введение графита в гранулы равно 80 мас.%, что является пределом при получении гранул графита, обладающих достаточной прочностью.
Так как шихта содержит более 10 мас.% графита, удельная масса которого значительно отличается от удельной массы упрочняюще-легирующих порошкообразных компонентов, ее смешивание производится в смесителях типа конусных с эксцентричными осями, исключающих намазывание графита на частицы упрочняюще-легирующих порошкообразных компонентов. Для обеспечения возможности прокатки гранул, уменьшения сегрегации и увеличения равномерности смешивания в шихту добавляется углеродсодержащий увлажнитель, выбранный из группы жидких углеводородов с температурой кипения выше 40°С. Выбор данного увлажнителя обусловлен тем, что по Б.Я.Питеру термодинамическая связь двух взаимно нерастворимых частиц определяется неравенством:
т.е. поверхностная энергия образовавшейся межфазной границы АВ при прессовании должна быть меньше, чем сумма поверхностных энергий частиц прессуемых компонентов гранул, в нашем случае частиц порошка графита и частиц упрочняюще-легирующих порошкообразных компонентов. Это условие выполнимо только при наличии описанного выше увлажнителя, связывающего компоненты гранул. Использование увлажнителя позволяет уменьшить сегрегацию и увеличивает равномерности смешивания компонентов шихты. Кроме того, во время термообработки гранул или спекании гранул при производстве антифрикционного материала наблюдается частичное сгорание углеродсодержащего увлажнителя, при котором часть углерода остается в материале, в результате чего происходит дополнительное насыщение гранул углеродом и сопутствующее этому процессу уменьшение пористости гранул.
При этом шихта смешивается в смесителе в течение 15-120 минут в зависимости от вводимого упрочняюще-легирующего порошкообразного компонента.
Гранулы получают путем непрерывной прокатки в профилированных валках гранулятора.
Сформованные гранулы разделяют на вибросите и грохоте на фракцию 0,1-5,0 мм и предпочтительно, подвергают термообработке при температуре 400-1150°С в зависимости от вводимого упрочняюще-легирующего порошкообразного компонента.
Размер гранул должен быть не менее 0,1 мм. При меньшем размере гранул уменьшается матричность металлического каркаса, что приводит к резкому снижению прочности антифрикционных материалов, в которые вводятся гранулы, уменьшению его несущей способности и износостойкости. Гранулы размером более 5,0 мм, как области с пониженной плотностью, могут рассматриваться как концентраторы напряжений, значительно снижающие механические свойства антифрикционных материалов, в которые вводятся эти гранулы, что особенно влияет на ударную вязкость. При эксплуатации таких материалов могут наблюдаться механические сколы.
Гранулы для производства антифрикционного материала изготавливают в следующей последовательности. Шихту получают смешиванием графита с упрочняюще-легирующими компонентами в присутствии увлажнителя при следующем соотношении, мас.%:
Упрочняюще-легирующие компоненты | 20,0-90,0 |
Увлажнитель | 0,01-8,0 |
Графит | остальное, |
в качестве упрочняюще-легирующих порошкообразных компонентов выбирают по меньшей мере один материал, выбранный из группы медь, железо, дисульфид молибдена, молибден, кобальт, алюминий, свинец, олово, вольфрам, серебро. Шихта засыпается в смеситель и после добавления увлажнителя смешивается в течение 15-120 минут в зависимости от вводимого упрочняюще-легирующего порошкообразного компонента.
Для приготовления шихты могут использоваться любые типы смесителей: барабанные, конусные, шнековые и другие типы смесителей. После смешивания полученная шихта высыпается в кюбель и засыпается в гранулятор (прокатный стан). Гранулы формуют путем непрерывной прокатки в профилированных валках гранулятора (прокатного стана). Затем полученные гранулы разделяются на вибросите или грохоте на фракцию 0,1-5,0 мм.
Изобретение позволяет получать гранулы высокой механической прочности с большим процентным содержанием графита и прочным металлическим каркасом, который обеспечивает надежное закрепление гранул в антифрикционном материале.
Claims (6)
1. Способ получения гранул для производства антифрикционного материала, включающий получение шихты смешиванием графита с упрочняюще-легирующими порошкообразными компонентами и формование гранул, отличающийся тем, что шихту получают смешиванием графита с упрочняюще-легирующими порошкообразными компонентами в присутствии увлажнителя при следующем соотношении, мас.%:
в качестве упрочняюще-легирующих порошкообразных компонентов выбирают по меньшей мере один материал, выбранный из группы: медь, железо, бронза, дисульфид молибдена, молибден, кобальт, алюминий, свинец, олово, вольфрам, серебро, а в качестве увлажнителя выбирают по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы жидких углеводородов с температурой кипения выше 40°С.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве увлажнителя выбирают по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы: солярка, керосин, машинное масло.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что шихту смешивают в смесителе в течение 15-120 мин.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что гранулы формуют в профилированных валках гранулятора.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что сформованные гранулы разделяют на вибросите и грохоте на фракции размером 0,1-5,0 мм.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что сформованные гранулы подвергают термообработке при температуре 400-1150°С.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2002087040 | 2002-08-28 | ||
UA2002087040A UA56743C2 (en) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | A method of granules forming for an anti-friction material producing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003122274A RU2003122274A (ru) | 2005-01-27 |
RU2320537C2 true RU2320537C2 (ru) | 2008-03-27 |
Family
ID=34618635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003122274/15A RU2320537C2 (ru) | 2002-08-28 | 2003-07-22 | Способ получения гранул для производства антифрикционного материала |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2320537C2 (ru) |
UA (1) | UA56743C2 (ru) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8389129B2 (en) * | 2010-07-09 | 2013-03-05 | Climax Engineered Materials, Llc | Low-friction surface coatings and methods for producing same |
US8038760B1 (en) * | 2010-07-09 | 2011-10-18 | Climax Engineered Materials, Llc | Molybdenum/molybdenum disulfide metal articles and methods for producing same |
US9790448B2 (en) | 2012-07-19 | 2017-10-17 | Climax Engineered Materials, Llc | Spherical copper/molybdenum disulfide powders, metal articles, and methods for producing same |
-
2002
- 2002-08-28 UA UA2002087040A patent/UA56743C2/uk unknown
-
2003
- 2003-07-22 RU RU2003122274/15A patent/RU2320537C2/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
UA56743C2 (en) | 2005-02-15 |
RU2003122274A (ru) | 2005-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101223789B1 (ko) | 베어링 및 무연 베어링의 제조방법 | |
EP2185303B9 (en) | Wear resistant lead free alloy bushing and method of making | |
JP4825340B2 (ja) | 滑り層材料および多層材料 | |
EP1975260B1 (en) | Copper base sintered slide member | |
CN109182833B (zh) | 一种以球形铬粉为强化相的铜基粉末冶金受电弓滑板材料及其制备方法 | |
JPH03291361A (ja) | 粉末冶金で製造する焼結合金製の成形部品、特にカ ムおよびその製造方法 | |
Susilowati et al. | Mechanical and microstructural characteristics of Cu–Sn–Zn/Gr metal matrix composites processed by powder metallurgy for bearing materials | |
WO2018021122A1 (ja) | 複層焼結板及びそれを用いた複層摺動部材並びに複層焼結板の製造方法 | |
WO2014017456A1 (ja) | 焼結軸受 | |
EP2239345A1 (en) | Process for production of sintered copper alloy sliding material and sintered copper alloy sliding material | |
JPH02107731A (ja) | 耐摩耗性銅系焼結含油軸受材料 | |
RU2320537C2 (ru) | Способ получения гранул для производства антифрикционного материала | |
US2372203A (en) | Sintered metal article and process of making | |
JP2004083934A (ja) | 複層摺動部品およびその製造方法 | |
JPH07166278A (ja) | 銅系摺動材とその製造方法 | |
JP2539246B2 (ja) | 焼結合金軸受材およびその製造法 | |
WO2017094094A1 (ja) | 摺動部材およびすべり軸受 | |
RU2436656C1 (ru) | Способ получения антифрикционного изделия из композиционного материала | |
Abdoos | Sintered steel composites reinforced with ceramic nanoparticles: fabrication, characteristics and wear behavior | |
Hussein et al. | Fabrication of copper-graphite MMCs using powder metallurgy technique | |
JPS63282221A (ja) | 複合焼結材料の製造方法 | |
Juszczyk et al. | Microstructure and tribological properties of the copper matrix composite materials containing lubricating phase particles | |
JPH0499836A (ja) | 焼結銅系摺動材料 | |
JPS6311559A (ja) | 自己潤滑性を有する複合材料の製造法 | |
WO2015186621A1 (ja) | 摺動部材およびすべり軸受 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100723 |