RU2695854C2 - Method of producing high-temperature composite antifriction material - Google Patents

Method of producing high-temperature composite antifriction material Download PDF

Info

Publication number
RU2695854C2
RU2695854C2 RU2018101378A RU2018101378A RU2695854C2 RU 2695854 C2 RU2695854 C2 RU 2695854C2 RU 2018101378 A RU2018101378 A RU 2018101378A RU 2018101378 A RU2018101378 A RU 2018101378A RU 2695854 C2 RU2695854 C2 RU 2695854C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
initial mixture
molybdenum
antifriction material
exposure
Prior art date
Application number
RU2018101378A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018101378A3 (en
RU2018101378A (en
Inventor
Георгий Юрьевич Сморчков
Дмитрий Николаевич Кондрохин
Анатолий Иванович Рачковский
Станислав Сергеевич Курганов
Владимир Сергеевич Трушин
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2018101378A priority Critical patent/RU2695854C2/en
Publication of RU2018101378A publication Critical patent/RU2018101378A/en
Publication of RU2018101378A3 publication Critical patent/RU2018101378A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2695854C2 publication Critical patent/RU2695854C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • B22F3/14Both compacting and sintering simultaneously

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

FIELD: manufacturing technology.
SUBSTANCE: invention relates to production of article from high-temperature composite antifriction material. Method involves preparation of powdery components of the initial mixture, grinding to preset particle size, molding and sintering. Initial mixture contains nickel, molybdenum, copper and molybdenum disulphide. Preparing the powdered components of the initial mixture is carried out by mechanical activation in a planetary mill to an average particle size of not more than 100 nm. Formation of obtained mixture is performed by hot pressing in induction vacuum plant in graphite molds with stepped rise of temperature and stage-wise holding.
EFFECT: higher mechanical efficiency of antifriction material under conditions of high-intensity mechanical effects of friction forces of rolling, rotation and high temperatures.
1 cl, 1 ex, 1 tbl, 2 dwg

Description

Предполагаемое изобретение относится к области технологий изготовления антифрикционных материалов методом порошковой металлургии, и может быть использовано для получения высокотемпературных антифрикционных материалов, эксплуатируемых в условиях высокоинтенсивных механических воздействий сил трения качения и вращения, и высоких температур, например, на АЭС.The alleged invention relates to the field of technologies for the manufacture of antifriction materials by powder metallurgy, and can be used to obtain high-temperature antifriction materials that are operated under high-intensity mechanical effects of rolling friction and rotation forces, and high temperatures, for example, at nuclear power plants.

Известен из патента РФ №2535419, МПК С22С 1/10, публ. 10.12.2014 г. способ изготовления композиционного материала путем механоактивационной обработки исходной шихты до получения нанокомпозиционного порошкообразного материала на основе дисульфида молибдена и монокристаллического молибдена с последующим формованием термопрессованием при повышенных температурах.Known from the patent of the Russian Federation No. 2535419, IPC С22С 1/10, publ. 12/10/2014, a method of manufacturing a composite material by mechanically activating the initial mixture to obtain a nanocomposite powder material based on molybdenum disulfide and monocrystalline molybdenum, followed by molding by heat pressing at elevated temperatures.

Из уровня техники известен способ получения композиционного материала (патент РФ №2171307, МПК С22С 1/10, публ. 27.07.2001 г.), антифрикционного назначения, согласно которому литой композиционный состав на основе промышленных литейных алюминиевых сплавов (типа силуминов) содержит дискретные наполнители двух видов: высокотвердые, высокомодульные керамические частицы карбидов, нитридов, оксидов размером не более 20 мкм и частицы графита фракционного состава 40-160 мкм, объемная доля керамического наполнителя от 2,5 до 5,0 об. %.The prior art method for producing composite material (RF patent No. 2171307, IPC С22С 1/10, publ. 07/27/2001), antifriction purposes, according to which the cast composition based on industrial cast aluminum alloys (such as silumins) contains discrete fillers of two types: high-hard, high-modulus ceramic particles of carbides, nitrides, oxides with a size of not more than 20 microns and graphite particles with a fractional composition of 40-160 microns, the volume fraction of ceramic filler is from 2.5 to 5.0 vol. %

К недостаткам известного изобретения относится недостаточно высокие антифрикционные свойства, стойкость к воздействию высоких температур и радиационных воздействий, которыми характеризуются условия эксплуатации изделий на АЭС.The disadvantages of the known invention include insufficiently high antifriction properties, resistance to high temperatures and radiation exposure, which characterize the operating conditions of products at nuclear power plants.

Задачей авторов предлагаемого способа является разработка эффективного способа изготовления высокотемпературного композиционного антифрикционного материала, характеризующегося повышенными механической работоспособностью в условиях высокоинтенсивных механических воздействий сил трения и вращения и высоких температур порядка 1000°С, характеризующегося повышенной механической прочностью.The task of the authors of the proposed method is to develop an effective method for manufacturing a high-temperature composite antifriction material, characterized by increased mechanical performance under conditions of high-intensity mechanical effects of friction and rotation forces and high temperatures of the order of 1000 ° C, characterized by increased mechanical strength.

Новый технический результат, обеспечиваемый использованием предлагаемого изобретения, заключается в улучшении антифрикционных свойств, прочности и термостойкости за счет повышения степени гомогенизации формуемой смеси, улучшения однородности прогрева формуемой массы и предотвращения образования жидкой фазы при формовании.A new technical result provided by the use of the invention is to improve the antifriction properties, strength and heat resistance by increasing the degree of homogenization of the moldable mixture, improving the uniformity of heating of the moldable mass and preventing the formation of a liquid phase during molding.

Указанные задача и новый технический результат обеспечиваются тем, что в отличие от известного способа изготовления высокотемпературного композиционного антифрикционного материала, включающего подготовку порошкообразных компонентов исходной смеси, измельчение до необходимого размера, формование и спекание, согласно изобретению подготовку порошкообразных компонентов исходной смеси, в качестве которых используют порошкообразные металлы никель, молибден и медь, а также дисульфид молибдена, при соотношении соответственно: Мо - от 10 до 20% мас, Cu - от 1,0 до 10% мас., MoS2 - от 8 до 12% мас., Ni - остальное, производят путем измельчения механоактивацией в планетарной мельнице с частотой оборотов не менее 450 об/мин о среднего размера частиц не более 100 нм, формование полученной смеси осуществляют горячим прессованием в индукционно-вакуумной установке в графитовых пресс-формах в качестве формообразующего инструмента, по режиму со ступенчатым подъемом температуры, поэтапно с выдержкой на первом этапе при температуре 1040-1060°С в течение не более 15 мин, а затем с основной выдержкой при температуре 1130-1170°С в течение не менее 20 мин на втором этапе с удельным давлением прессования не менее 20 МПа, на котором происходит собственно формообразование, затем отключают нагрев и плавно снижают усилие прессования от максимального значения до нуля и производят охлаждение пресс-формы с находящимся внутри готовым изделием до комнатной температуры.These tasks and a new technical result are ensured by the fact that, in contrast to the known method of manufacturing a high-temperature composite antifriction material, which includes preparing the powdered components of the initial mixture, grinding to the required size, molding and sintering, according to the invention, the preparation of the powder components of the initial mixture, which are used as powder metals nickel, molybdenum and copper, as well as molybdenum disulfide, with the ratio, respectively: Mo - from 10 d 20% by weight, Cu - 1.0 to 10% by weight, MoS 2 -. 8 to 12 wt%, Ni -. Else produce mechanical activation by milling in a planetary mill with a frequency of not less than 450 revolutions / min on the average size particles of not more than 100 nm, molding the resulting mixture is carried out by hot pressing in an induction-vacuum installation in graphite molds as a forming tool, according to the regime with a stepwise increase in temperature, in stages with exposure at the first stage at a temperature of 1040-1060 ° C for not more than 15 minutes, and then with the main exposure at a pace ature 1130–1170 ° С for at least 20 min in the second stage with a specific pressing pressure of at least 20 MPa, at which the actual shaping takes place, then the heating is turned off and the pressing force is gradually reduced from the maximum value to zero and the mold is cooled with inside the finished product to room temperature.

Заявляемый способ получения высокотемпературного композиционного антифрикционного материала поясняется следующим образом.The inventive method for producing a high temperature composite antifriction material is illustrated as follows.

Антифрикционные материалы, характеризующиеся высокими трибо-техническими свойствами, используют в установках, где имеются вращающиеся элементы конструкций АЭС, работающие при высоких динамических нагрузках усилий трения, вращения, вибраций (коэффициент трения которых порядка κ≤0,3). Особенно востребованы антифрикционные материалы, характеризующиеся повышенной работоспособностью при высоких температурных воздействиях, или в зонах с повышенной радиационной средой (вращающиеся турбины АЭС, космические аппараты, авиация).Antifriction materials characterized by high tribo-technical properties are used in installations where there are rotating structural elements of NPPs operating at high dynamic loads of friction, rotation, and vibration forces (the friction coefficient of which is of the order of κ≤0.3). Antifriction materials are especially in demand, characterized by increased performance at high temperature effects, or in areas with increased radiation environment (rotating turbines of nuclear power plants, spacecraft, aviation).

Условиям получения антифрикционных материалов с повышенными механическими характеристиками и термической прочностью оптимально соответствует метод порошковой металлургии. Метод порошковой металлургии наиболее эффективен для изготовления антифрикционных изделий различного химического состава с хорошей прирабатываемостью, высокой износостойкостью, низким и стабильным коэффициентом трения (обычно ≤0,3; при наличии смазки <0,1).Powder metallurgy method optimally meets the conditions for the production of antifriction materials with improved mechanical characteristics and thermal strength. The powder metallurgy method is most effective for the manufacture of antifriction products of various chemical compositions with good break-in, high wear resistance, low and stable friction coefficient (usually ≤0.3; in the presence of lubricant <0.1).

Первоначально проводили предварительную подготовку порошкообразных компонентов исходной смеси, измельчение до необходимого нано-размерного состояния исходной смеси, в качестве компонентов которой используют порошкообразные металлы никель, молибден и медь, а также сульфид молибдена. Измельчение производят путем механоактивации в планетарной мельнице с частотой оборотов не менее 450 об/мин до среднего размера частиц не более 100 нм.Initially, preliminary preparation of the powdered components of the initial mixture was carried out, grinding to the required nanoscale state of the initial mixture, the components of which are used powdered metals nickel, molybdenum and copper, as well as molybdenum sulfide. Grinding is carried out by mechanical activation in a planetary mill with a speed of at least 450 rpm to an average particle size of not more than 100 nm.

Следует отметить, что при проведении предварительных опытов путем приготовления порошковых смесей в биконическом смесителе не удавалось получать однородный материал: мягкий дисульфид молибдена образовывал устойчивые конгломераты, которые препятствовали уплотнению материала при спекании. Чтобы предотвратить это явление, было решено для приготовления порошковых смесей использовать планетарную центробежную мельницу (ПЦМ). Этот аппарат позволяет осуществлять высокоэнергетическое воздействие на порошки за счет центробежного ускорения.It should be noted that during preliminary experiments by preparing powder mixtures in a biconical mixer, it was not possible to obtain a homogeneous material: soft molybdenum disulfide formed stable conglomerates, which prevented the compaction of the material during sintering. To prevent this phenomenon, it was decided to use a planetary centrifugal mill (PCM) for the preparation of powder mixtures. This apparatus allows a high-energy effect on the powders due to centrifugal acceleration.

По предлагаемому технологическому режиму приготавливали смеси трех составов, % масс:According to the proposed technological regime prepared a mixture of three compounds,% mass:

- 58% Ni + 20% Mo + 10% Cu + 12% MoS2;- 58% Ni + 20% Mo + 10% Cu + 12% MoS 2 ;

- порошок сплава ПН70Ю30 + 10% MoS2;- powder alloy PN70U30 + 10% MoS 2 ;

- порошок сплава ПН75Ю23В2 + 10% MoS2.- powder alloy PN75U23V2 + 10% MoS 2 .

Применяли барабан с футеровкой из твердого сплава, в котором проводили приготовление порошковых смесей антифрикционных материалов.A drum with a hard alloy lining was used, in which powder mixtures of antifriction materials were prepared.

В качестве метода получения антифрикционного материала выбран метод горячего прессования порошков, в котором осуществляют одновременно и воздействие высокой температуры и механического усилия, который позволяет получать достаточно плотные, прочные изделия с минимальными припусками под механическую обработку. Метод горячего прессования менее чувствителен к совместимости компонентов материала. Этот метод имеет и существенные недостатки: он малопроизводителен, дорогостоящ, однако позволяет экономить дефицитные материалы, уменьшать отходы, снижать общую трудоемкость изготовления и при небольших сериях выпуска может иметь преимущество. Горячее прессование проводили на индукционно - вакуумной установке с верхним расположением пресса. В качестве формообразующего инструмента использовали графитовые пресс-формы. Экспериментально были установлены основные технологические параметры процесса горячего прессования для изготовления контрольных образцов композиционного антифрикционного материала.As a method of obtaining antifriction material, the method of hot pressing of powders was chosen, in which both high temperature and mechanical stress are simultaneously applied, which allows one to obtain sufficiently dense, durable products with minimal allowances for machining. The hot pressing method is less sensitive to the compatibility of the components of the material. This method also has significant drawbacks: it is inefficient, expensive, but it can save scarce materials, reduce waste, reduce the overall complexity of manufacturing and can have an advantage with small series of production. Hot pressing was carried out on an induction - vacuum unit with an upper press arrangement. Graphite molds were used as a forming tool. The main technological parameters of the hot pressing process were experimentally established for the manufacture of control samples of composite antifriction material.

На фиг. 2 представлена установка, в которой был реализован предлагаемый способ, где 1 - графитовая пресс-форма, 2 - гидравлический пресс, 3 - индуктор, 4 - порошковая формуемая заготовка (формовка), 5 - выводы индуктора, 6 - окно для замера и контроля температуры.In FIG. 2 shows the installation in which the proposed method was implemented, where 1 is a graphite mold, 2 is a hydraulic press, 3 is an inductor, 4 is a powder moldable blank (molding), 5 is the leads of the inductor, 6 is a window for measuring and temperature control .

Горячее прессование проводили по режиму со ступенчатым подъемом температуры, поэтапно с выдержкой на первом этапе при температуре 1040-1060°С, что ниже температуры плавления самого легкоплавкого компонента формуемой порошкообразной смеси (медь, Тпл. = 1083°С) в течение не более 15 мин, чтобы не допустить появления жидкой фазы. Затем формуемую смесь прогревали с основной выдержкой при температуре 1130-1170°С в течение не менее 20 мин на втором этапе с удельным давлением прессования не менее 20 МПа, на котором происходит собственно формообразование, затем отключали нагрев и плавно снижали усилие прессования от максимального значения до нуля и производили охлаждение пресс-формы с находящимся внутри готовым изделием до комнатной температуры. После горячего прессования были получены образцы со средней плотностью 7,63 г/см3. При механической обработке полученного материала у изготовленных из него изделий сохраняются острые кромки, тогда как осыпания, значительные дефекты поверхности не наблюдались. После окончательной механической доработке были изготовлены подшипники (фиг. 1), которые выдержали контрольные испытания, результаты которых приведены в табл. 1.Hot pressing was carried out according to the regime with a stepwise increase in temperature, stepwise with holding at the first stage at a temperature of 1040-1060 ° C, which is lower than the melting temperature of the most low-melting component of the molded powder mixture (copper, mp = 1083 ° C) for no more than 15 minutes to prevent the appearance of a liquid phase. Then, the moldable mixture was heated with a main exposure at a temperature of 1130–1170 ° С for at least 20 min in the second stage with a specific pressing pressure of at least 20 MPa, at which the actual molding takes place, then the heating was turned off and the pressing force was gradually reduced from the maximum value to zero and cooling the mold with the finished product inside to room temperature. After hot pressing, samples were obtained with an average density of 7.63 g / cm 3 . During machining of the obtained material, sharp edges are retained in products made from it, while shedding, significant surface defects were not observed. After the final mechanical refinement, bearings were made (Fig. 1), which passed the control tests, the results of which are given in table. one.

Экспериментально установлено, что использование в составе материала дисульфида молибдена приводит к проявлению антифрикционного эффекта в готовом материале, поскольку дисульфид молибдена функционирует в качестве «твердой смазки»,It was experimentally established that the use of molybdenum disulfide in the material leads to the manifestation of an antifriction effect in the finished material, since molybdenum disulfide functions as a “solid lubricant”,

Исследования показали, что готовый материал имеет однородную двухфазную структуру с равномерно распределенной пористостью, что полностью отвечает требованиям к высокотемпературным антифрикционным изделиям.Studies have shown that the finished material has a homogeneous two-phase structure with uniformly distributed porosity, which fully meets the requirements for high-temperature antifriction products.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа изготовления высокотемпературного композиционного антифрикционного материала были достигнуты более высокие по сравнению с прототипом результаты, а именно, улучшение антифрикционных свойств, прочности и термостойкости за счет повышения степени гомогенизации формуемой смеси, улучшения однородности прогрева формуемой массы и предотвращения образования жидкой фазы при формований.Thus, when using the proposed method of manufacturing a high-temperature composite antifriction material, higher results were achieved compared to the prototype, namely, improving the antifriction properties, strength and heat resistance by increasing the degree of homogenization of the moldable mixture, improving the uniformity of heating of the molding mass and preventing the formation of a liquid phase during molding.

Возможность промышленной реализации предлагаемого способа была подтверждена следующим примером.The possibility of industrial implementation of the proposed method was confirmed by the following example.

Пример 1. При проведении предварительных экспериментальных отработок подготовку порошкообразных смесей из порошкообразных металлов (никель, молибден и медь) осуществляют в планетарной центробежной мельнице (ПЦМ) («Pulverisette 6») при скорости вращения барабана 450. об/мин (соответствует центробежному ускорению 15g) с использованием в качестве размольных тел шаров, соотношение «шары : смесь»: = 1:1, барабан с футеровкой из «твердого сплава» ВК15, шары стальные (ШХ15), время обработки - 4 мин. Выбранные параметры обработки были установлены опытным путем и значительно отличаются от используемых при механоактивации порошковых материалов, т.к. решалась задача приготовления однородной смеси при минимальном ее загрязнении материалом размольной гарнитуры. В результате удалось добиться требуемой однородности порошковых нанодисперсных смесей, что является основой получения гомогенных (однородных по всей массе) формуемых смесей. При экспериментальных отработках по горячему прессованию были установлены основные технологические параметры процессов горячего прессования для каждого из материалов (табл. 1).Example 1. When conducting preliminary experimental testing, the preparation of powdered mixtures of powdered metals (nickel, molybdenum and copper) is carried out in a planetary centrifugal mill (PCM) (Pulverisette 6) at a drum rotation speed of 450. rpm (corresponds to centrifugal acceleration 15g) using balls as grinding bodies, the ratio “balls: mixture”: = 1: 1, a drum with a lining of “hard alloy” VK15, steel balls (ШХ15), processing time - 4 min. The selected processing parameters were established empirically and significantly differ from those used in the mechanical activation of powder materials, because the problem of preparing a homogeneous mixture with its minimum contamination by the material of the grinding set was solved. As a result, it was possible to achieve the required homogeneity of nanodispersed powder mixtures, which is the basis for obtaining homogeneous (uniform throughout the mass) moldable mixtures. During experimental testing of hot pressing, the main technological parameters of the hot pressing processes for each of the materials were established (Table 1).

Горячее прессование проводили в графитовых пресс-формах, для защиты образцов от взаимодействия с графитом использовали прокатанное полотно из порошка гексагонального нитрида бора (BN) со связкой (полиизо-бутилен П-20 в количестве 20% по массе), толщина полотна 0,3-0,5 мм.Hot pressing was carried out in graphite molds; to protect the samples from interaction with graphite, a rolled sheet of hexagonal boron nitride (BN) powder with a binder (polyisobutylene P-20 in an amount of 20% by weight) was used, the web thickness was 0.3- 0.5 mm

Горячим прессованием изготавливали образцы из материалов: 58% мас. Ni + 20% мас. Мо + 10% мас. Cu + 12% мас. MoS2; ПН75Ю23В2 + 10% MoS2; ПН70Ю30 + 10% MoS2 (табл. 1 составы 1, 2, 3 соответственно).Hot pressing produced samples from materials: 58% wt. Ni + 20% wt. Mo + 10% wt. Cu + 12% wt. MoS 2 ; PN75U23V2 + 10% MoS 2 ; PN70U30 + 10% MoS 2 (Table 1, compositions 1, 2, 3, respectively).

В ходе опытов по горячему прессованию были установлены основные технологические параметры процессов горячего прессования для каждого из материалов (табл. 1):In the course of hot pressing experiments, the main technological parameters of the hot pressing processes for each of the materials were established (Table 1):

После горячего прессования были получены образцы с плотностью 7,63 г/см3 (состав 1), 6,34 г/см3 (состав 2) и 5,63 г/см3 (состав 3).After hot pressing, samples were obtained with a density of 7.63 g / cm 3 (composition 1), 6.34 g / cm 3 (composition 2) and 5.63 g / cm 3 (composition 3).

Для повышения плотности антифрикционного материала провели ряд опытов по оптимизации режима горячего прессования. В ходе опытов было установлено, что при достижении температуры 1200°С происходит расплавление компонентов.To increase the density of the antifriction material, a series of experiments were carried out to optimize the hot pressing mode. During the experiments, it was found that when the temperature reaches 1200 ° C, the components melt.

В результате была введена промежуточная выдержка для гомогенизации состава при температуре 1040-1060°С в течение 15 минут. Температуру промежуточной выдержки выбрали несколько ниже температуры плавления самого легкоплавкого компонента (Cu, 1083°С), чтобы не допускать появления жидкой фазы. Благодаря введению промежуточной выдержки удалось повысить температуру изотермической выдержки при горячем прессовании с 1070 до 1150°С, давление прессования также увеличили с 15 до 20 МПа, время выдержки оставили прежним - 20 минут.As a result, an intermediate exposure was introduced to homogenize the composition at a temperature of 1040-1060 ° C for 15 minutes. The temperature of the intermediate exposure was chosen slightly lower than the melting temperature of the most fusible component (Cu, 1083 ° С) in order to prevent the appearance of a liquid phase. Thanks to the introduction of intermediate holding, it was possible to increase the temperature of isothermal holding during hot pressing from 1070 to 1150 ° C, the pressing pressure was also increased from 15 to 20 MPa, the holding time was left unchanged - 20 minutes.

В результате удалось увеличить плотность материала: были изготовлены образцы со средней плотностью 8,50 г/см3. При механической обработке полученного материала сохраняются острые кромки, осыпаний и иных дефектов не наблюдалось.As a result, it was possible to increase the density of the material: samples with an average density of 8.50 g / cm 3 were made . During the machining of the obtained material, sharp edges remain, no shedding and other defects were observed.

Для исследуемого материала (Мо - 20%, Cu - 10%, MoS2 - 12%, Ni -58%) определяли основные физико-механические характеристики: предел прочности при растяжении, предел прочности при статическом изгибе, коэффициенты трения покоя, коэффициент теплового линейного расширений.For the material under study (Mo - 20%, Cu - 10%, MoS 2 - 12%, Ni -58%), the basic physical and mechanical characteristics were determined: tensile strength, tensile strength under static bending, static friction coefficients, thermal linear coefficient extensions.

Испытания проводили при комнатной температуре. Определенные в ходе испытаний значения механической прочности, рабочей температуры и коэффициента трения представлены в табл. 1The tests were carried out at room temperature. The values of mechanical strength, working temperature and friction coefficient determined during the tests are presented in table. one

Как это показали эксперименты и данные табл. 1, при реализации заявляемого способа были достигнуты улучшение антифрикционных свойств, прочности и термостойкости за счет повышения степени гомогенизации формуемой смеси и улучшения однородности прогрева формуемой массы и предотвращения образования жидкой фазы при формовании.As shown by experiments and the data table. 1, when implementing the proposed method, an improvement in antifriction properties, strength and heat resistance was achieved by increasing the degree of homogenization of the moldable mixture and improving the uniformity of heating of the moldable mass and preventing the formation of a liquid phase during molding.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (1)

Способ изготовления изделия из высокотемпературного композиционного антифрикционного материала, включающий подготовку порошкообразных компонентов исходной смеси, измельчение до заданных размеров частиц, формование и спекание, отличающийся тем, что подготовку порошкообразных компонентов исходной смеси, в качестве которых используют порошкообразные металлы никель, молибден и медь и дисульфид молибдена при соотношении соответственно Mo - от 10 до 20 мас.%, Cu - от 1,0 до 10 мас.%, MoS2 - от 8 до 12 мас.%, Ni - остальное, производят путем измельчения механоактивацией в планетарной мельнице с частотой оборотов не менее 450 об/мин до среднего размера частиц не более 100 нм, формование полученной смеси осуществляют горячим прессованием в индукционно-вакуумной установке в графитовых пресс-формах в качестве формообразующего инструмента в режиме со ступенчатым подъемом температуры и поэтапной выдержкой, причем на первом этапе выдержку ведут при температуре 1040-1060°С в течение не более 15 мин, а на втором этапе выдержку ведут при температуре 1130-1170°С в течение не менее 20 мин с удельным давлением прессования не менее 20 МПа с обеспечением формообразования, затем отключают нагрев и плавно снижают усилие прессования от максимального значения до нуля и производят охлаждение пресс-формы с находящимся внутри готовым изделием до комнатной температуры.A method of manufacturing a product from a high-temperature composite antifriction material, including preparing the powdered components of the initial mixture, grinding to specified particle sizes, molding and sintering, characterized in that the preparation of the powdered components of the initial mixture, which are used as powdered metals nickel, molybdenum and copper and molybdenum disulfide respectively, at a ratio Mo - from 10 to 20 wt%, Cu -. 1.0 to 10 wt%, MoS 2 -.. from 8 to 12 wt%, Ni - else produced by shredding of fur by activation in a planetary mill with a speed of at least 450 rpm to an average particle size of not more than 100 nm, the resulting mixture is molded by hot pressing in an induction-vacuum installation in graphite molds as a forming tool in a mode with stepwise temperature rise and stepwise exposure, and in the first stage, exposure is carried out at a temperature of 1040-1060 ° C for no more than 15 minutes, and in the second stage, exposure is carried out at a temperature of 1130-1170 ° C for at least 20 minutes with a specific pressure at least 20 MPa with the provision of shaping, then turn off the heating and smoothly reduce the pressing force from the maximum value to zero and cool the mold with the finished product inside to room temperature.
RU2018101378A 2018-01-15 2018-01-15 Method of producing high-temperature composite antifriction material RU2695854C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018101378A RU2695854C2 (en) 2018-01-15 2018-01-15 Method of producing high-temperature composite antifriction material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018101378A RU2695854C2 (en) 2018-01-15 2018-01-15 Method of producing high-temperature composite antifriction material

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018101378A RU2018101378A (en) 2019-07-15
RU2018101378A3 RU2018101378A3 (en) 2019-07-17
RU2695854C2 true RU2695854C2 (en) 2019-07-29

Family

ID=67308226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018101378A RU2695854C2 (en) 2018-01-15 2018-01-15 Method of producing high-temperature composite antifriction material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2695854C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2718523C1 (en) * 2019-11-15 2020-04-08 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Method for production of powdered copper-based composite with improved strength characteristics
CN113664197A (en) * 2021-08-13 2021-11-19 郑州航空工业管理学院 High-strength plastic powder high-temperature alloy and preparation method and application thereof
RU2799512C2 (en) * 2021-12-15 2023-07-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) Method for obtaining nanoscale multioxides of refractory metals

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU449960A1 (en) * 1972-10-06 1974-11-15 Предприятие П/Я Г-4128 Sintered Nickel Based Antifriction Material
SU452618A1 (en) * 1969-12-29 1974-12-05 Предприятие П/Я Р-6209 Cermet antifriction material
RU2171307C1 (en) * 2000-02-22 2001-07-27 Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Antifriction-destination composite for operations under limited lubrication conditions
UA29845U (en) * 2007-10-22 2008-01-25 Национальный Технический Университет Украины "Киевский Политехнический Институт" Powder high-temperature antifrictional material based on nickel
RU2535419C1 (en) * 2013-08-06 2014-12-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" High-temperature antifriction material
WO2016159341A1 (en) * 2015-04-02 2016-10-06 株式会社タンガロイ Friction material

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU452618A1 (en) * 1969-12-29 1974-12-05 Предприятие П/Я Р-6209 Cermet antifriction material
SU449960A1 (en) * 1972-10-06 1974-11-15 Предприятие П/Я Г-4128 Sintered Nickel Based Antifriction Material
RU2171307C1 (en) * 2000-02-22 2001-07-27 Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Antifriction-destination composite for operations under limited lubrication conditions
UA29845U (en) * 2007-10-22 2008-01-25 Национальный Технический Университет Украины "Киевский Политехнический Институт" Powder high-temperature antifrictional material based on nickel
RU2535419C1 (en) * 2013-08-06 2014-12-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" High-temperature antifriction material
WO2016159341A1 (en) * 2015-04-02 2016-10-06 株式会社タンガロイ Friction material

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2718523C1 (en) * 2019-11-15 2020-04-08 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Method for production of powdered copper-based composite with improved strength characteristics
CN113664197A (en) * 2021-08-13 2021-11-19 郑州航空工业管理学院 High-strength plastic powder high-temperature alloy and preparation method and application thereof
RU2799512C2 (en) * 2021-12-15 2023-07-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) Method for obtaining nanoscale multioxides of refractory metals

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018101378A3 (en) 2019-07-17
RU2018101378A (en) 2019-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sivakumar et al. Production and mechanical properties of nano SiC particle reinforced Ti–6Al–4V matrix composite
Mahdavi et al. Effect of SiC content on the processing, compaction behavior, and properties of Al6061/SiC/Gr hybrid composites
Stolin et al. Manufacture of multipurpose composite and ceramic materials in the combustion regime and high-temperature deformation (SHS extrusion)
Megahed et al. Tribological characterization of hybrid metal matrix composites processed by powder metallurgy
CN104831100A (en) Method for preparing graphene reinforced metal-based composite material through discharge plasma (SPS) sintering
Uzun et al. Different ratios CrC particle-reinforced Cu matrix composite materials and investigation of wear performance
RU2695854C2 (en) Method of producing high-temperature composite antifriction material
Okoro et al. A review of spark plasma sintering of carbon nanotubes reinforced titanium-based nanocomposites: fabrication, densification, and mechanical properties
Raja et al. Effects on microstructure and hardness of Al-B4C metal matrix composite fabricated through powder metallurgy
Atrian et al. Mechanical behavior of Al-SiCnp nanocomposite fabricated by hot extrusion technique
CN108251670B (en) Preparation method of high-temperature-resistant intermetallic compound alloy
RU2718523C1 (en) Method for production of powdered copper-based composite with improved strength characteristics
Jia et al. Microstructure, densification and mechanical properties of Ti-22Al-25Nb alloy fabricated by spark plasma sintering
Lin et al. Hot deformation behaviors in Ti-6Al-4V/(TiB+ TiC) composites
Chen et al. Microstructure and Dynamic Compression Properties of PM Al6061/B 4 C Composite
CN104593626B (en) Ni-Fe base high temperature coheres the preparation method of phase cemented carbide
Gostariani et al. The Study of Hot Deformation Behavior of Mechanically Milled and Hot Extruded Al–BN Nanocomposite
Alizadeh et al. Effects of Mechanical Milling Time and Boron Carbide Reinforcement Content on Powder and Hot Extruded Al–2wt.% Cu–B 4 C Nanocomposites: Microstructural, Mechanical and Fracture Characterization
Zakeri et al. Preparation of NiAl–TiC nanocomposite by mechanical alloying
RU2542039C1 (en) Manufacturing method of high-temperature antifriction material
JP2017008393A (en) Iron-based sintered alloy and manufacturing method therefor
Prasanna et al. Microstructure and mechanical properties of [(Fe 0.5 Co 0.5) 0.75 B 0.2 Si 0.05] 96 Nb 4 bulk metallic glass compacts
Sankar et al. Microstructural characterization and mechanical behavior of copper matrix composites reinforced by B4C and sea shell powder
Zhang et al. An Experimental Study of the Densification Mechanism in Semi-solid Powder Forming of Diamond/Al-Alloy Matrix Composite
Qian et al. Thermal properties of SiCp/Al composites consolidated by equal channel angular pressing and torsion