SU1712392A1

SU1712392A1 - Self-lubricating anti-friction material

Info

Publication number: SU1712392A1
Application number: SU904823355A
Authority: SU
Inventors: Александр Николаевич Ягубчиков; Василий Дмитриевич Телегин; Юрий Иванович Кошелев
Original assignee: Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1992-02-15

Abstract

Изобретение относитс к антифрикционным самосмазывающимс материалам, предназначенным дл использовани в качестве элементов трени , работающих в услови х циклической работы со смазкой и всухую. Цель - повышение термостойкости и износостойкости в услови х циклической работы попеременно в жидкой и сухой средах. Самосмазывающийс материал содержит, мас.%: графит 20-40; сурьма 20-40; кремний 4-8 и карбид кремни остальное. Термостойкость предлагаемой смазки соответствует 800°С, скорость изнашивани 1,9-2.3 мкм/ч, дл известной смазки соответственно 550°С и 6.7 мкм/ч. 1 табл.'This invention relates to self-lubricating anti-friction materials for use as friction elements operating under lubrication and dry running conditions. The goal is to increase heat resistance and wear resistance under cycling conditions alternately in liquid and dry environments. The self-lubricating material contains, in wt.%: Graphite 20-40; antimony 20-40; silicon 4-8 and silicon carbide else. The heat resistance of the proposed lubricant corresponds to 800 ° C, the wear rate is 1.9-2.3 µm / h, for a known lubricant, respectively, 550 ° C and 6.7 µm / h. 1 tab. '

Description

Изобретение относитс к антифрикционным , термостойким, самосмазывающимс материалам, предназначенным дл использовани в качестве элементов трени , работающих в услови х циклической работы со смазкой и всухую.This invention relates to anti-friction, heat-resistant, self-lubricating materials intended to be used as friction elements operating under conditions of cyclic lubrication and dry running.

Циклический режим работы, часто встречающийс в практике, вл етс наиболее жестким по причине нестабильности процесса трени .The cyclic mode of operation, often encountered in practice, is the most demanding due to the instability of the friction process.

Издели из конечного материала с ycheхом могут быть использованы в конструкци х , подвергающихс многократному термоциклированию.Products made of the final material with ychehom can be used in structures subjected to repeated thermal cycling.

Известен антифрикционный самосма зывающийс материал на основе графита с добавкой сурьмы, олова и меди.An antifriction self-lubricating material based on graphite with the addition of antimony, tin and copper is known.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс антифрикционный самосмазь1вающийс материал, включающий, мас.%: графит 60-80; сурьма 20-40.Closest to the present invention is an antifriction self-lubricating material, comprising, in wt.%: Graphite 60-80; antimony 20-40.

Однако приведенный материал не обеспечивает требуемый ресурс службы узла трени в услови х циклической работы со смазкой и всухую и, кроме того, недостаточно термостоек.However, the given material does not provide the required service life of the friction unit in the conditions of cyclic work with lubrication and dry and, moreover, there are not enough heat-resistant.

Целью изобретени вл етс повышение термостойкости и износостойкости в услови х циклической работы попеременно в жидкой и сухой средах.The aim of the invention is to increase heat resistance and wear resistance under cycling conditions alternately in liquid and dry media.

Поставленна цeль дocтигaetc тем, что антифрикционный самосмазывающийс материал , содержащий графит и сурьму, дополнительно содержит карбид кремни иThe aim is to achieve that with the fact that the antifriction self-lubricating material containing graphite and antimony additionally contains silicon carbide and

кремний при следующем соотношении компонентов , мас.%:silicon in the following ratio, wt.%:

Графит (С)20-40Graphite (C) 20-40

Сурьма (Sb)20-40Antimony (Sb) 20-40

Кремний (SI)4-8Silicon (SI) 4-8

Карбид кремни (SIC)ОстальноеSilicon Carbide (SIC) Else

Высока износостойкость в услови х циклической работы со смазкой и всухую обеспечиваетс оптимальным соотношением в материале твердого и износостойкого каркаса из карбида кремни и самосмазывающих , пластичных компонентов - графита и сплава системы сурьма - кремний, т.е. в данном случае выполн етс и работает классическое правило Шарпи - наличие прочных и твердых шипов из карбида кремни и смазывающей пластичной составл ющей .High wear resistance under the conditions of cyclic operation with lubricant and dry provides an optimal ratio in the material of a hard and wear-resistant silicon carbide frame and self-lubricating, plastic components — graphite and an antimony – silicon system alloy, i.e. in this case, the classic Charpy rule is that of strong and hard silicon carbide spikes and a lubricating plastic component.

Пример 1. Углеродное кольцо Л| 110; 70; Н 40 мм помещают в электрическую печь. Чашу с шихтой состава, мас.%: SI 83, Sb 17, располагают над углеродным кольцом. Печь вакуумируют до ИО мм.рт.ст., нагревают до температуры 1800°С и пропитывают углеродное кольцо методом дождевани . Охлаждение кольца производ т вместе с печью до , затем выгружают и охлаждают до комнатной температуры , В последующих примерах получени издели методом .дождевани , вакуумирование печи, размеры углеродного кольца, режим нагрева и охлаждени провод т аналогично примеру 1.Example 1. Carbon ring L | 110; 70; H 40 mm is placed in an electric oven. The bowl with a mixture of composition, wt.%: SI 83, Sb 17, have over the carbon ring. The furnace is vacuumized to an IO mm Hg, heated to a temperature of 1800 ° C, and the carbon ring is impregnated with a method of sprinkling. The ring is cooled together with the furnace before, then discharged and cooled to room temperature.

П ример2.Углеродное кольцо Ли 70; Н 40 мм помещают в электрическую печь над расплавом состава, мас.%: 31 80; Sb 20. Печь нагревают до температуры 1750°С и погружают углеродное кольцо в расплав с изотермической выдержкой в течение 10 мин. Затем изделие удал ют из печи и охлаждают на воздухе. В последующих примерах получени изделий методом погружени размеры углеродного кольца, режим нагрева и охлаждени аналогичны примеру 2.Pre example 2. Carbon ring Lee 70; H 40 mm placed in an electric furnace above the melt composition, wt.%: 31 80; Sb 20. The furnace is heated to a temperature of 1750 ° C and the carbon ring is immersed in the melt with isothermal exposure for 10 minutes. The product is then removed from the oven and cooled in air. In the following examples of immersion products, the dimensions of the carbon ring, heating and cooling modes are similar to example 2.

П р и м е р 3. Углеродное кольцо пропитывают методом дождевани составом, мас.%: SI 70; Sb 30 при 1700°С.PRI me R 3. The carbon ring is impregnated with the method of sprinkling with the composition, wt%: SI 70; Sb 30 at 1700 ° C.

П р и м е р 4. Углеродное кольцо пропитывают методом погружени расплавом следующего состава, мас.%: SI 60: Sb 40,PRI me R 4. The carbon ring is impregnated by immersion with a melt of the following composition, wt%: SI 60: Sb 40,

при 1650°С с изотермической выдержкой 15 мин.at 1650 ° C with isothermal exposure 15 min.

П р и м е р 5. Углеродное кольцо пропитывают методом дождевани составом,PRI me R 5. The carbon ring is impregnated with a method of sprinkling with the composition,

мас.%: Si58, Sb42, при 1650°С.wt.%: Si58, Sb42, at 1650 ° C.

В таблице приведены химический состав , антифрикционные свойства и термостойкость предлагаемого объекта и прототипа. Сравнительные антифрикционные испытани проводили на установке трени в услови х циклической работы со смазкой и всухую в паре с одноименным материалом при следующих услови х: скорость 10 м/с; нагрузка 30 кг/см ; среда переменна вода-воздух; продолжительность цикла (6 мин.) - 3 мин работы всухую и 3 мин работы со смазкой.The table shows the chemical composition, anti-friction properties and heat resistance of the proposed object and prototype. Comparative antifriction tests were carried out on a friction unit under conditions of cyclic operation with lubricant and dry together with the same material under the following conditions: speed 10 m / s; load 30 kg / cm; the environment is water-to-air; cycle time (6 min.) - 3 min of dry running and 3 min of lubrication.

Гарантийный ресурс циклической работы составл ет не менее 10000 циклов.The warranty life of the cyclic operation is at least 10,000 cycles.

Термостойкость элементов трени из конечного материала оценивали по по влению видимых визуально микротрещин на рабочей поверхности по мере нагрева при работе всухую до температуры 800°С и быстром охлаждении.The thermal stability of the friction elements from the final material was evaluated by the appearance of visible microcracks on the working surface as it was heated when working dry to 800 ° C and rapidly cooled.

Примеры 1-5 по процентному содержанию компонентов выход т за предлагаемые пределы и показывают более высокие скорости изнашивани .Examples 1-5 in terms of the percentage of components go beyond the proposed limits and show higher wear rates.

Из данных таблицы следует, что предлагаемый антифрикционный самосмазывающийс материал существенно превосходит прототип по износостойкости в услови х циклической работы попеременно в жидкойFrom the data of the table it follows that the proposed antifriction self-lubricating material significantly exceeds the prototype in terms of wear resistance under cycling conditions alternately in liquid

и сухой средах (в три раза) и ни 250°С превосходит по термостойкости,and dry environments (three times) and not more than 250 ° C in heat resistance,

Claims

Claims Antifriction self-lubricating material containing graphite and antimony, characterized in that, in order to improve heat resistance and wear resistance in cyclic conditions, alternately in liquid and dry media, the material additionally contains silicon and silicon carbide in the following ratio, wt.

Graphite 20-40

Antimony 20-40

Silicon4-8

Silicon Carbide Else