RU2450069C1 - Sintered antifriction iron-based material - Google Patents
Sintered antifriction iron-based material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2450069C1 RU2450069C1 RU2011101841/02A RU2011101841A RU2450069C1 RU 2450069 C1 RU2450069 C1 RU 2450069C1 RU 2011101841/02 A RU2011101841/02 A RU 2011101841/02A RU 2011101841 A RU2011101841 A RU 2011101841A RU 2450069 C1 RU2450069 C1 RU 2450069C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- sintered
- manganese
- carbon
- copper
- Prior art date
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным антифрикционным материалам, предназначенным для изготовления деталей, используемых в узлах трения без смазки.The invention relates to powder metallurgy, in particular to sintered antifriction materials intended for the manufacture of parts used in friction units without lubrication.
Известен хромосодержаший антифрикционный материал на основе железа следующего состава, вес.%: хром 2-4, углерод 2-4, медь 1.5-2.5, дисульфид молибдена 4-6, остальное железо. (Авторское свидетельство №263161, 1961).Known chromium-containing antifriction material based on iron of the following composition, wt.%: Chromium 2-4, carbon 2-4, copper 1.5-2.5, molybdenum disulfide 4-6, the rest is iron. (Copyright certificate No. 263161, 1961).
Однако материал имеет низкие механические свойстваHowever, the material has low mechanical properties.
Наиболее близким к предполагаемому изобретению по существенным признакам является спеченный антифрикционный материал на основе железа следующего состава, вес.%: хром 1.07-1.44, углерод 1.00-3.00, кремний 0.27-0.67, марганец 0.46-0.77, медь 3-8, остальное железо. (Патент РФ №2101380 от 10.01.1998 г.).The closest to the proposed invention by essential features is a sintered antifriction material based on iron of the following composition, wt.%: Chromium 1.07-1.44, carbon 1.00-3.00, silicon 0.27-0.67, manganese 0.46-0.77, copper 3-8, the rest is iron. (RF patent No. 2101380 dated 01/10/1998).
Недостатками указанного материала являются низкие механические и триботехнические свойства.The disadvantages of this material are low mechanical and tribological properties.
Задачей изобретения является получение деталей работающих в узлах трения без смазки из спеченного антифрикционного материала с повышенными механическими и триботехническими свойствами.The objective of the invention is to obtain parts working in friction units without lubrication from a sintered antifriction material with enhanced mechanical and tribological properties.
Поставленная задача решается тем, что спеченный антифрикционный материал на основе железа содержит хром, марганец, кремний, углерод и медь при следующем соотношении компонентов, вес.%:The problem is solved in that the sintered antifriction material based on iron contains chromium, manganese, silicon, carbon and copper in the following ratio of components, wt.%:
Хром 0.3-0.5Chrome 0.3-0.5
Марганец 9.0-10.8Manganese 9.0-10.8
Кремний 5.1-5.8Silicon 5.1-5.8
Углерод 3.1-4.9Carbon 3.1-4.9
Медь 1-3Copper 1-3
Железо остальноеIron rest
Пример №1Example No. 1
Для реализации указанной задачи выбран железный порошок ПЖР 3.126.20, углерод 3.1% вводился в составе графита карандашного ГК-2, ГОСТ 4404-78. Марганец 9.0% и кремний 5.1% вводился в составе ферросплавов. В качестве связующего компонента, который повышает твердость, прочность материала, улучшает его структуру, предотвращает рост спеченных деталей, взята медь 1%. Хром 0.3% вводился вместе с марганцем в составе ферромарганца ФМn78.To implement this task, iron powder ПЖР 3.126.20 was selected, carbon 3.1% was introduced as a part of pencil graphite GK-2, GOST 4404-78. Manganese 9.0% and silicon 5.1% were introduced as part of ferroalloys. As a binder component, which increases the hardness and strength of the material, improves its structure, prevents the growth of sintered parts, copper 1% is taken. Chromium 0.3% was introduced together with manganese in the composition of ferromanganese FMn78.
Технологический процесс получения антифрикционного материала на основе железа включает следующие основные операции: подготовка исходных компонентов; взвешивание исходных компонентов; перемешивание составляющих шихты; дозировка; холодное прессование; спекание.The technological process for producing antifriction material based on iron includes the following basic operations: preparation of the starting components; weighting of the starting components; mixing the components of the mixture; dosage; cold pressing; sintering.
Операция подготовки исходных материалов заключается в получении порошков фракции с размерами частиц от 63 до 100 мкм просеиванием через сита. Затем порошки взвешивались на весах с точностью до ±0.5 г.The operation of preparing the starting materials is to obtain powders of a fraction with particle sizes from 63 to 100 microns by sieving through sieves. Then, the powders were weighed on a balance accurate to ± 0.5 g.
В соответствии с количественным соотношением компонентов шихты основным компонентом является железный порошок, а остальные составляющие являются легирующими материалами, в связи с этим соблюдалась последовательность засыпки взвешенных компонентов шихты в смеситель по мере уменьшения их процентного состава. Смешивание осуществлялось в конусном смесителе в течение 4 часов. В качестве пластификатора использовали стеарат цинка. После анализа химического состава шихты следует операция дозировки, которая производилась на технических весах с точностью до 0.1 г.In accordance with the quantitative ratio of the components of the mixture, the main component is iron powder, and the remaining components are alloying materials, in this regard, the sequence of filling the suspended components of the mixture into the mixer was observed as their percentage composition decreased. Mixing was carried out in a cone mixer for 4 hours. Zinc stearate was used as a plasticizer. After analyzing the chemical composition of the charge, a dosage operation follows, which was carried out on a technical balance with an accuracy of 0.1 g.
Прессование образцов осуществлялось в пресс-форме на гидравлическом прессе с удельным давлением прессования от 400 до 600 МПа.Samples were pressed in a mold on a hydraulic press with a specific pressing pressure of 400 to 600 MPa.
Контейнер с образцами загружают в печь, прогретую до 700%С. Спекание производилось в камерной печи типа СНОЛ, в защитной среде диссоциированного аммиака, путем последовательного увеличения температуры от 500°С до 1150°С с выдержкой 1 час и последующим охлаждением контейнера на воздухе.The container with the samples is loaded into a furnace heated to 700% C. Sintering was carried out in a chamber furnace of the SNOL type, in a protective environment of dissociated ammonia, by successively increasing the temperature from 500 ° C to 1150 ° C with holding for 1 hour and then cooling the container in air.
При данном соотношении легирующих компонентов спеченный антифрикционный материал на основе железа, по сравнению с прототипом, имеет повышенные механические свойства - твердость 15%, прочность 20%, триботехнические свойства - коэффициент трения 10%, износостойкость 12%.With this ratio of alloying components, the sintered antifriction material based on iron, in comparison with the prototype, has increased mechanical properties - hardness 15%, strength 20%, tribological properties - friction coefficient 10%, wear resistance 12%.
Пример №2Example No. 2
Для реализации указанной задачи выбран железный порошок ПЖР 3.126.20, углерод 4.0% вводился в составе графита карандашного ГК-2, ГОСТ 4404-78. Марганец 10.1% и кремний 5.4% вводился в составе ферросплавов. В качестве связующего компонента, который повышает твердость, прочность материала, улучшает его структуру, предотвращает рост спеченных деталей, взята медь 2%. Хром 0.4% вводился вместе с марганцем в составе ферромарганца ФМn78.To implement this task, iron powder ПЖР 3.126.20 was selected, carbon 4.0% was introduced as a part of pencil graphite GK-2, GOST 4404-78. Manganese 10.1% and silicon 5.4% were introduced as part of ferroalloys. As a binder component, which increases the hardness and strength of the material, improves its structure, prevents the growth of sintered parts, copper 2% is taken. Chromium 0.4% was introduced together with manganese in the composition of ferromanganese FMn78.
При данном соотношении легирующих компонентов спеченный антифрикционный материал на основе железа, по сравнению с прототипом, имеет повышенные механические свойства - твердость 15%, прочность 20%, триботехнические свойства - коэффициент трения 10%, износостойкость 12%.With this ratio of alloying components, the sintered antifriction material based on iron, in comparison with the prototype, has increased mechanical properties - hardness 15%, strength 20%, tribological properties - friction coefficient 10%, wear resistance 12%.
Пример №3Example No. 3
Для реализации указанной задачи выбран железный порошок ПЖР 3.126.20, углерод 4.9% вводился в составе графита карандашного ГК-2, ГОСТ 4404-78. Марганец 10.8% и кремний 5.8% вводился в составе ферросплавов. В качестве связующего компонента, который повышает твердость, прочность материала, улучшает его структуру, предотвращает рост спеченных деталей, взята медь 3%. Хром 0.5% вводился вместе с марганцем в составе ферромарганца ФМn78.To accomplish this task, iron powder ПЖР 3.126.20 was selected, carbon 4.9% was introduced as a part of pencil graphite GK-2, GOST 4404-78. Manganese 10.8% and silicon 5.8% were introduced as part of ferroalloys. As a binder component, which increases the hardness and strength of the material, improves its structure, prevents the growth of sintered parts, 3% copper is taken. Chromium 0.5% was introduced together with manganese in the composition of ferromanganese FMn78.
При данном соотношении легирующих компонентов спеченный антифрикционный материал на основе железа, по сравнению с прототипом, имеет повышенные механические свойства - твердость 15%, прочность 20%, триботехнические свойства - коэффициент трения 10%, износостойкость 12%.With this ratio of alloying components, the sintered antifriction material based on iron, in comparison with the prototype, has increased mechanical properties - hardness 15%, strength 20%, tribological properties - friction coefficient 10%, wear resistance 12%.
Границы содержания углерода в предлагаемом материале определяется следующими факторами: при содержании углерода менее 3.1% существенно повышается коэффициент трения, увеличивается износ спеченного материала, при содержании углерода свыше 4.9% резко снижаются прочностные характеристики спеченного антифрикционного материала. Границы содержания меди определяются следующими факторами: при содержании меди менее 1% явных изменений свойств материала не наблюдается, при содержании меди от 1-2% повышается прочность спеченного материала и практически отсутствует усадка, при содержании меди более 3% снижается прочность спеченного материала и увеличивается рост брикетов. Это связано тем, что при спекании количество растворенной меди повышается и объем частиц железа увеличивается, приводя к общему увеличению объема заготовки. Повышенное содержание кремния и марганца (по сравнению с прототипом) позволяет улучшить физико-механические свойства материала. Поскольку марганец понижает активность углерода, а кремний повышает, то содержание марганца и кремния в пределах 9.0-10.8 и 5.1-5.8 соответственно позволяет получить активность углерода на уровне нелегированного сплава.The boundaries of the carbon content in the proposed material are determined by the following factors: when the carbon content is less than 3.1%, the friction coefficient increases significantly, the wear of the sintered material increases, when the carbon content is more than 4.9%, the strength characteristics of the sintered antifriction material sharply decrease. The boundaries of the copper content are determined by the following factors: when the copper content is less than 1%, there are no obvious changes in the properties of the material, when the copper content is from 1-2%, the strength of the sintered material increases and there is practically no shrinkage, when the copper content is more than 3%, the strength of the sintered material decreases and growth increases briquettes. This is due to the fact that during sintering, the amount of dissolved copper increases and the volume of iron particles increases, leading to an overall increase in the volume of the workpiece. The increased content of silicon and manganese (compared with the prototype) can improve the physical and mechanical properties of the material. Since manganese decreases the activity of carbon, and silicon increases, the content of manganese and silicon in the range of 9.0–10.8 and 5.1–5.8, respectively, allows one to obtain carbon activity at the level of an undoped alloy.
Предлагаемый спеченный антифрикционный материал на основе железа с повышенными механическими и триботехническими свойствами (табл.1) предназначен для изготовления деталей, работающих в узлах трения без смазки.The proposed sintered antifriction material based on iron with enhanced mechanical and tribological properties (Table 1) is intended for the manufacture of parts operating in friction units without lubrication.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011101841/02A RU2450069C1 (en) | 2011-01-19 | 2011-01-19 | Sintered antifriction iron-based material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011101841/02A RU2450069C1 (en) | 2011-01-19 | 2011-01-19 | Sintered antifriction iron-based material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2450069C1 true RU2450069C1 (en) | 2012-05-10 |
Family
ID=46312272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011101841/02A RU2450069C1 (en) | 2011-01-19 | 2011-01-19 | Sintered antifriction iron-based material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2450069C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1397534A1 (en) * | 1986-12-18 | 1988-06-15 | Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии | Powder antifriction material based on iron |
RU2044790C1 (en) * | 1992-05-18 | 1995-09-27 | Гилевич Игорь Борисович | Sintered antifrictional ferrum base materials |
RU2101380C1 (en) * | 1995-12-26 | 1998-01-10 | Институт физики прочности и материаловедения СО РАН | Sintered antifriction material on the base of ferrum |
EP1985393A1 (en) * | 2006-02-15 | 2008-10-29 | JFE Steel Corporation | Iron-base mixed powders and processes for production of iron-base powder compacts and sintered iron-base powder compacts |
-
2011
- 2011-01-19 RU RU2011101841/02A patent/RU2450069C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1397534A1 (en) * | 1986-12-18 | 1988-06-15 | Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии | Powder antifriction material based on iron |
RU2044790C1 (en) * | 1992-05-18 | 1995-09-27 | Гилевич Игорь Борисович | Sintered antifrictional ferrum base materials |
RU2101380C1 (en) * | 1995-12-26 | 1998-01-10 | Институт физики прочности и материаловедения СО РАН | Sintered antifriction material on the base of ferrum |
EP1985393A1 (en) * | 2006-02-15 | 2008-10-29 | JFE Steel Corporation | Iron-base mixed powders and processes for production of iron-base powder compacts and sintered iron-base powder compacts |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2524510C2 (en) | Production of diffusion-alloyed iron powder or iron-based powder, diffusion-alloyed powder, composition including diffusion-alloyed powder, compacted and sintered part made thereof | |
JP5613049B2 (en) | Iron-based composite powder | |
TWI325896B (en) | Iron-based powder combination | |
CN104759618B (en) | A kind of ferrotianium base oil-containing antifriction material | |
SE533866C2 (en) | High-strength iron powder composition and sintered detail made therefrom | |
KR101918431B1 (en) | Iron-based alloy powder for powder metallurgy, and sinter-forged member | |
JP6142987B2 (en) | Iron-based sintered sliding member | |
CN104046926A (en) | Iron Based Sintered Sliding Member And Method For Producing Same | |
JP7395635B2 (en) | iron-based powder | |
KR20160045825A (en) | Alloy steel powder for powder metallurgy and method of producing iron-based sintered body | |
JP5125488B2 (en) | Hard particle powder for sintered body and sintered body | |
RU2450069C1 (en) | Sintered antifriction iron-based material | |
JP2015160960A (en) | Abrasion resistant copper-based sinter alloy | |
RU2327546C2 (en) | Method of regulating dimensional change at sintering of iron based powder compund | |
WO2018181015A1 (en) | Heat-resistant sintered material having excellent oxidation resistance, wear resistance at high temperatures and salt damage resistance, and method for producing same | |
CN107614163B (en) | The wear ring complex of excellent thermal conductivity | |
SU1779681A1 (en) | Charge for producing porous permeable material | |
CA3138161A1 (en) | Iron-based alloy sintered body and iron-based mixed powder for powder metallurgy | |
RU2766601C1 (en) | Method for producing two-layer powder antifrictional material based on copper | |
RU2645530C1 (en) | Iron-based sintered anti-friction material | |
RU2378404C2 (en) | Method of receiving of antifriction powder material on basis of copper | |
RU2718243C1 (en) | Metal-composite friction alloy | |
WO2018232813A1 (en) | Mixed powder for use with electric tool and preparation method therefor | |
JP2011214097A (en) | Alloy-steel-powder mixed powder with small variation of sintering strength | |
RU2396144C2 (en) | Composition of anti-friction powder materials on base of copper |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160120 |