SU1744136A1

SU1744136A1 - Sintered antifrictional material on the basis of copper

Info

Publication number: SU1744136A1
Application number: SU894727706A
Authority: SU
Inventors: Николай Григорьевич Баранов; Леопольд Владимирович Заболотный; Валерия Семеновна Агеева; Антонина Ивановна Ильницкая; Виктория Сигизмундовна Мокровецкая; Евгений Александрович Ганусец; Юрий Борисович Бормотов
Original assignee: Институт проблем материаловедения АН УССР
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1989-08-07
Publication date: 1992-06-30

Abstract

Сущность изобретени : спеченный антифрикционный материал на основе меди имеет следующий состав, мае.%: олово 5 - 15; дисульфид вольфрама 5 -15; сера 0,1 - 0,3; медь остальное. Предлагаемый состав обеспечивает снижение коэффициента трени и повышение износостойкости при высоких скорост х скольжени в нейтральных средах. 1 табл.The essence of the invention: Sintered antifriction material based on copper has the following composition, in May.%: Tin 5 - 15; tungsten disulfide 5 -15; sulfur 0.1 - 0.3; copper else. The proposed composition provides a reduction in the coefficient of friction and an increase in wear resistance at high sliding speeds in neutral media. 1 tab.

Description

Изобретение относитс к порошковой металлургии, а именно к композиционным материалам, работающим в услови х трени скольжени без смазки при высоких скорост х скольжени .The invention relates to powder metallurgy, namely to composite materials operating under conditions of friction sliding without lubrication at high sliding speeds.

Известны антифрикционные материалы на основе меди, содержащие легирующие добавки и дисульфид вольфрама.Known anti-friction materials based on copper, containing alloying additives and tungsten disulfide.

Известен спеченный сплав с добавками, содержащий, мэс.%: олово 8-11; фосфор 0,2 - 1,7; дисульфид вольфрама 1,7 - 17; остальное медь.Known sintered alloy with additives containing, mas.%: Tin 8-11; phosphorus 0.2 - 1.7; tungsten disulfide 1.7-17; the rest is copper.

Известен материал на основе сплава медь - олово с добавками, содержащий мас.%: никель или кобальт 1 - 20 и один из соединений WS2, MoS2, BN.A known material based on an alloy of copper - tin with additives, containing wt.%: Nickel or cobalt 1 - 20 and one of the compounds WS2, MoS2, BN.

Однако эти материалы не обеспечивают низкие значени коэффициента трени и интенсивности изнашивани из-за схватывани в зоне трени .However, these materials do not provide low friction coefficient and wear rate due to setting in the friction zone.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс порошковый материал, содержащий следующие компоненты, мас.%: олово 4 - 10; никель 2 - 15; дисульфид вольфрама 25; остальное медь.Closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a powder material containing the following components, wt.%: Tin 4 - 10; Nickel 2 - 15; tungsten disulfide 25; the rest is copper.

Недостатками данного материала вл ютс высокие коэффициент трени и износ при высоких скорост х скольжени в нейтральных средах из-за трибодеструкции дисульфида вольфрама.The disadvantages of this material are high friction coefficient and wear at high sliding speeds in neutral media due to the tribodestruction of tungsten disulfide.

Цель изобретени - уменьшение коэффициента трени материала и повышение износостойкости при высоких скорост х скольжени в нейтральных средах.The purpose of the invention is to reduce the coefficient of friction of the material and increase wear resistance at high sliding speeds in neutral media.

Поставленна цель достигаетс тем, что порошковый материал на основе меди, содержащий олово и дисульфид вольфрама, содержит серу при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%: олЬво 5 - 15; дисульфид вольфрама 5 - 15; сера 0,1 - 0,3; медь остальное.The goal is achieved by the fact that the powder material based on copper, containing tin and tungsten disulfide, contains sulfur in the following ratio of initial components, wt.%: Olvo 5-15; tungsten disulfide 5 - 15; sulfur 0.1 - 0.3; copper else.

Отличительными от известного материала признаками вл ютс :Distinctive features of this material are:

введение серы в антифрикционный материал;the introduction of sulfur in antifriction material;

слcl

сwith

VIVI

4four

ЈьЈ

СО ОSO About

введение серы в антифрикционный материал в количестве 0,1 - 0,3 мас.%;the introduction of sulfur in antifriction material in an amount of 0.1 - 0.3 wt.%;

указанное соотношение исходных компонентов антифрикционного материала.the ratio of the original components of antifriction material.

Введение серы обеспечивает высокую стабильность дисульфида вольфрама в спеченном материале,преп тствует трибодест- рукции его на поверхности трени и способствует тем самым резкому улучшению антифрикционных свойств материала при трении в нейтральных газовых средах.The introduction of sulfur ensures high stability of tungsten disulfide in the sintered material, prevents its tribodestruc- tion on the surface of the friction and thereby contributes to a dramatic improvement in the antifriction properties of the material during friction in neutral gaseous media.

Материал получают методом порошковой металлургии путем смешивани исходных порошков в фарфоровом барабане с никелевыми ершами. Загрузка барабана составл ет 1/3 объема барабана, загрузка ершей - 1/3 массы шихты. Врем смешивани 2-4 ч. Смесь прессуют при давлении 2-4 тс/см2, прессовки спекают в водороде при 800°С в течение 1 ч, калибруют до пори- стости менее 10% и повторно спекают при том же режиме.The material is obtained by powder metallurgy by mixing the initial powders in a porcelain drum with nickel ruffs. The loading of the drum is 1/3 of the volume of the drum, the load of the ruffs is 1/3 of the mass of the charge. The mixing time is 2-4 hours. The mixture is pressed at a pressure of 2-4 ts / cm2, compacts are sintered in hydrogen at 800 ° C for 1 hour, calibrated to a porosity of less than 10% and re-sintered under the same mode.

Пример. Готов т шихту следующего состава, мас.%: олово 10: дисульфид вольфрама 10; сера 0,2; остальное медь. Смеши- вание производ т в фарфоровом барабане с никелевыми ершами в течение 3 ч. Образцы прессуют при давлении 2 тс/см и спекают в водороде при 800°С в течение 1 ч, затем их калибруют при давлении 3 тс/см2 и повторно спекают при том же режиме . Example. A mixture of the following composition is prepared, wt%: tin 10: tungsten disulfide 10; sulfur 0,2; the rest is copper. Mixing is carried out in a porcelain drum with nickel ruffs for 3 hours. Samples are pressed at a pressure of 2 tf / cm and sintered in hydrogen at 800 ° C for 1 h, then they are calibrated at a pressure of 3 tf / cm2 and re-sintered at the same mode.

Таким образом, изготовлены п ть шихт, отличающихс содержанием легирующих элементов.Thus, five batches are manufactured, differing in the content of alloying elements.

Химический состав шихт, а также трибо- технические свойства материалов, изготовленных из этих шихт, приведены в таблице. Испытание на трение и изнашивание проводили на высокоскоростном стенде конструкции Института проблем материаловедени АН УССР в среде аргона.The chemical composition of the charge, as well as tribological properties of materials made from these charges, are given in the table. The test for friction and wear was carried out on the high-speed stand of the construction of the Institute of Materials Science Problems of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR in argon.

Скорость скольжени 22 м/с, давление 0,1 МПа, путь трени 6,6 км.Sliding speed of 22 m / s, pressure 0.1 MPa, friction path 6.6 km.

В качестве контртела используют сталь 07Х16Н6(НРС36).Steel 07X16H6 (HPC36) is used as a counterbody.

Из таблицы видно, что использование предлагаемого антифрикционного материала обеспечивает в сравнении с известным снижение коэффициента трени и уменьшение интенсивности изнашивани более чем в шесть раз.The table shows that the use of the proposed antifriction material provides, in comparison with the known, reduction of the coefficient of friction and a decrease in the intensity of wear by more than six times.

Содержание в материале порошковой шихты на основе меди, мас.%; Sn5- 15; WS2 5 -15 и S 0,1 - 0,3, вл етс оптимальным. При большем содержании ингредиентов наблюдаетс повышенный износ из-за разупрочнени порошкового материала,ипри меньшем содержании не в полной мере реализуютс смазывающие свойства дисульфида вольфрама.The content in the material powder mixture based on copper, wt.%; Sn5-15; WS2 5-15 and S 0.1-0.3 are optimal. With a higher content of ingredients, increased wear due to the softening of the powder material is observed, and with a lower content, the lubricating properties of tungsten disulfide are not fully realized.

Таким образом, материал обладает при трении в среде аргона улучшенными антифрикционными свойствами и высокой износостойкостью .Thus, in friction in argon, the material has improved antifriction properties and high wear resistance.

Предлагаемый материал может быть использован дл изготовлени приборных подшипников, торцовых уплотнений, газостатических подшипников высокоскоростных узлов трени , работающих в среде инертных газов.The proposed material can be used for the manufacture of instrument bearings, mechanical seals, gas-static bearings for high-speed friction units operating in inert gases.

Claims

The claims of the invention of Sintered friction material based on copper, containing tin and tungsten sulfide, characterized in that, in order to reduce the coefficient of friction and increase wear resistance at high slip speeds in neutral media, it additionally contains sulfur in the following ratio of components, wt. .%;

Tin 5-15

Tungsten Disulfide5-15

Sulfur0,1-0,3

CopperE rest