RU2757878C1

RU2757878C1 - Состав спеченного фрикционного материала на основе меди

Info

Publication number: RU2757878C1
Application number: RU2021107771A
Authority: RU
Inventors: Андрей Валерьевич Лешок; Александр Федорович Ильющенко; Александр Николаевич Роговой
Original assignee: Государственное Научное Учреждение Институт Порошковой Металлургии Имени Академика О.В. Романа
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2021-10-22

Abstract

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным фрикционным материалам на основе меди для работы в узлах трения машин и механизмов в условиях наличия смазки. Спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий, мас.%: олово 4-7, графит 9-12, порошок железа 27-30, порошок нитрида алюминия 1-3, медь - остальное. Размер частиц нитрида алюминия составляет 5-8 мкм. Обеспечивается повышение коэффициента трения и коэффициента теплопроводности. 3 ил., 1 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к фрикционным материалам, предназначенным для работы в узлах трения машин и механизмов в условиях жидкостного трения.

Известен фрикционный материал содержащий (массовая доля %): цинк 6-8, железо 0.1-0.2, свинец 2-4, графит 3-7, вермикулит 8-12, хром 4-6, сурьма 0.05-0.1, кремний 2-3, медь - остальное. Недостатком данного материала является низкий коэффициент трения и недостаточный коэффициент стабильности момента сил трения (отношение среднего момента трения к максимальному моменту трения), наличие порошка свинца, который признан экологически вредным [Патент РФ 2324756].

Известен состав фрикционного материала содержащий (массовая доля %): олово - 5-8, графит - 5-7, стальной порошок ПХ-30 - 15-20, медь - остальное [Патент РБ №21862]. К недостаткам данного материала можно отнести высокая стоимость порошка ПХ-30 и порошка меди, недостаточно высокое значение коэффициента трения.

В качестве прототипа выбран материал, имеющий следующий состав (массовая доля %): олово - 4-7, графит 9-12, порошок железа - 35-40, медь - остальное [Патент РФ №2709418]. К недостаткам данного материала можно отнести невысокое значение коэффициента трения, а также коэффициента теплопроводности.

Технической задачей изобретения является увеличение коэффициента трения, повышение стабильности момента сил трения, повышение коэффициента теплопроводности фрикционного материала.

Решение технической задачи заключается в том, что известный состав спеченного фрикционного материала на основе меди, содержащий олово, графит, порошок железа, медь, дополнительно содержит порошок нитрида алюминия с размером частиц 5-8 мкм, при следующем соотношении компонентов (массовые доли %): олово - 4-7, графит 9-12, порошок железа - 27-30, нитрид алюминия - 1-3, медь - остальное.

Введение порошка нитрида алюминия с размером частиц 5-8 мкм позволяет повысить значение коэффициента трения за счет абразивного действия самих частиц, а также модификации поверхности трения основы фрикционного материала (оловянистой бронзы) отделившимися в процессе фрикционного контакта субмикронными частицами. Экспериментальным путем установлено, что порошок нитрида алюминия, имеющий высокое значение коэффициента теплопроводности и величины удельной поверхности, контактируя с оловянистой бронзой повышает значение коэффициента теплопроводности фрикционного материала.

Результаты испытаний предлагаемого и известного материала, проведенные на инерционном стенде ИМ-58 при скорости скольжения 11 м/с, давление на фрикционный материал 5 МПа, в масляной среде при использовании диска стального из материала сталь 45 приведены в таблице.

Пример

Исходные порошковый материалы (массовая доля %): медь (основа) - 53, олово - 6, графит - 10, железный порошок - 29; нитрид алюминия - 2 смешивают в смесителе в течение 50-60 минут. Порошок нитрида алюминия представляется в виде агломерата средним размером 7 мкм, состоящим из субмикронных частиц размером до 500 нм (Фиг. 1, 2). Полученный порошковый фрикционный материал напекают на стальную основу в защитной атмосфере при температуре 720-740°С. Напеченный фрикционный материал на основе меди уплотняется усилием 1400 кН на прессе с одновременным выдавливанием маслоотводящих каналов и пазов, с последующим спеканием под нагрузкой 0,1 кН в защитной атмосфере при температуре 780°С в течение двух часов. После спекания фрикционного материала, частицы нитрида алюминия равномерно располагаются на поверхности основы фрикционного материала (оловянистой бронзы) (Фиг. 3).

Claims

Состав спеченного фрикционного материала на основе меди, содержащий медь, олово, порошок железа и графит, отличающийся тем, что дополнительно содержит порошок нитрида алюминия с размером частиц 5-8 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%: олово 4-7, графит 9-12, порошок железа 27-30, порошок нитрида алюминия 1-3, медь - остальное.