UA109205U - CURRENT CURRENT MATERIAL ROMANIT-UWL - Google Patents
CURRENT CURRENT MATERIAL ROMANIT-UWL Download PDFInfo
- Publication number
- UA109205U UA109205U UAU201603430U UAU201603430U UA109205U UA 109205 U UA109205 U UA 109205U UA U201603430 U UAU201603430 U UA U201603430U UA U201603430 U UAU201603430 U UA U201603430U UA 109205 U UA109205 U UA 109205U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- molybdenum
- copper
- graphite
- diamonds
- components
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 79
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 87
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 77
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 75
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 75
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 57
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 57
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 43
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 17
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- PDKHNCYLMVRIFV-UHFFFAOYSA-H molybdenum;hexachloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Mo] PDKHNCYLMVRIFV-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 4
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- YPFBRNLUIFQCQL-UHFFFAOYSA-K tribromomolybdenum Chemical compound Br[Mo](Br)Br YPFBRNLUIFQCQL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 52
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 24
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 24
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 22
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 14
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 14
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 claims description 3
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 claims description 3
- QUQFTIVBFKLPCL-UHFFFAOYSA-L copper;2-amino-3-[(2-amino-2-carboxylatoethyl)disulfanyl]propanoate Chemical compound [Cu+2].[O-]C(=O)C(N)CSSCC(N)C([O-])=O QUQFTIVBFKLPCL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 4
- 239000008188 pellet Substances 0.000 abstract description 2
- ZIKKVZAYJJZBGE-UHFFFAOYSA-N molybdenum(4+) Chemical class [Mo+4] ZIKKVZAYJJZBGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 description 10
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 9
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 8
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011049 pearl Substances 0.000 description 8
- 239000003831 antifriction material Substances 0.000 description 7
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 5
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 5
- -1 organo-element compound Chemical class 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 229910001651 emery Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000005078 molybdenum compound Substances 0.000 description 2
- 150000002752 molybdenum compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 239000003906 humectant Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
Abstract
Матеріал струмознімального елемента містить волокна і нитки вуглецеві і спечені порошки заліза, графіту, з локалізованими включеннями гранул, що містять мідь і графіт, просочені, після спікання, мастилом, що містить ультрадисперсні алмази. Додатково містить мідь, зміцнену хромистим чавуном, шунгіт, сполуки чотиривалентного молібдену (IV), зміцнюючі-легуючі компоненти, ультрадисперсні алмази УДА. Як зміцнюючі-легуючі порошкоподібні компоненти вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи: білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор). А як сполуки чотиривалентного молібдену (IV) вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи інтеркаляційних: сполуки молібдену (IV), оксид молібдену (IV) МоО, хлорид молібдену (IV) МоСl, бромід молібдену (IV) МоВr, сульфід молібдену (IV) MoS.The material of the current-collecting element contains fibers and filaments of carbon and sintered powders of iron, graphite, with localized inclusions of pellets containing copper and graphite, impregnated, after sintering, with an oil containing ultrafine diamonds. Additionally contains copper fortified with chromium cast iron, shungite, tetravalent molybdenum (IV) compounds, alloying components, ultra-fine UDA diamonds. At least one material selected from the group consisting of white phosphorus, red phosphorus, black phosphorus, metallic phosphorus (ferrophosphorus) is selected as the hardening-alloying powder components. And as at least four material selected from the group of interovalent molybdenum (IV) compounds: molybdenum (IV) compounds, molybdenum oxide (IV) MoO, molybdenum chloride (IV) MoCl, molybdenum bromide (IV) MoBr, sulfide (IV) MoS.
Description
Корисна модель належить до матеріалів струмознімальних елементів електрифікованого транспорту, зокрема до матеріалів струмознімальних елементів для потужнострумових ковзних контактів. Докладніше, корисна модель стосується матеріалів струмознімальних пристроїв, які дозволяють передавати електроенергію з контактного проводу на електрорухомий склад, як при малих, так й при високих швидкостях руху.The useful model belongs to the materials of current-collecting elements of electrified transport, in particular to the materials of current-collecting elements for high-current sliding contacts. In more detail, the useful model concerns the materials of the current collection devices, which allow the transfer of electricity from the contact wire to the electric rolling stock, both at low and at high speeds of movement.
Аналіз науково-технічної інформації показав, що на даний час не існує порошкових екологічно чистих матеріалів струмознімальних елементів на мідній основі, які могли б забезпечити необхідний ресурс роботи контактуючої пари при високих швидкостях ковзання на струмах до 3000 А. Нормальна експлуатація таких матеріалів в різних кліматичних умовах в парі з мідним контактним проводом можлива в разі високої їх міцності, низької твердості, відсутності вологопоглинання, утворення і підтримки на поверхні матеріалу розділової плівки, яка забезпечує низький коефіцієнт тертя та запобігає схоплюванню, перекіс, великий нагрів та інтенсивний знос контактуючої пари. Утворення такої плівки можливе при наявності твердого змащення на рівні не менше 10 95. Тому задача створення екологічно чистих матеріалів з кількістю твердого змащення вище 10 95 з одночасним збільшенням механічних, електричних і трибологічних характеристик залишається вельми актуальною.The analysis of scientific and technical information showed that currently there are no powder environmentally friendly materials of current-collecting elements based on copper, which could provide the necessary resource of the contact steam operation at high slip speeds at currents up to 3000 A. Normal operation of such materials in various climatic conditions in a pair with a copper contact wire, it is possible in the case of their high strength, low hardness, lack of moisture absorption, formation and maintenance of a separation film on the surface of the material, which provides a low coefficient of friction and prevents seizing, skewing, high heating and intensive wear of the contacting pair. The formation of such a film is possible in the presence of solid lubrication at a level of at least 10 95. Therefore, the task of creating environmentally friendly materials with an amount of solid lubrication above 10 95 with a simultaneous increase in mechanical, electrical and tribological characteristics remains very relevant.
Відомий матеріал струмознімального елемента у вигляді спечених порошків фосфору, заліза, графіту і міді з локалізованими включеннями гранул, що містять мідь і графіт, при наступному співвідношенні компонентів, мас. 9о: фосфор 0,48-1,20 залізо 9,60-12,00 цинк 2,40-16,00 графіт 10,5-25,00 мідь решта.The known material of the current collector in the form of sintered powders of phosphorus, iron, graphite and copper with localized inclusions of granules containing copper and graphite, with the following ratio of components, wt. 9o: phosphorus 0.48-1.20 iron 9.60-12.00 zinc 2.40-16.00 graphite 10.5-25.00 copper the rest.
При цьому 10-21 мас. 90 графіту ії 9,0-15,0 мас. 95 міді входять в матеріал у вигляді гранул розміром 0,4-2,0 мм |див. пат. Російської Федерації Мо 2049687 з класів ВбОЇ 5/08, НОТА 41/00 опублікований 10.12.1995 року).At the same time, 10-21 wt. 90 graphite and 9.0-15.0 wt. 95 copper is included in the material in the form of granules with a size of 0.4-2.0 mm | see stalemate. of the Russian Federation Mo 2049687 from classes VbOI 5/08, NOTE 41/00 published on December 10, 1995).
Основним недоліком описаного матеріалу є низька механічна міцність, оскільки цинк, який входить до складу цього матеріалу, при температурі понад 550 "С інтенсивно випаровується, що призводить до значного ослаблення матеріалу. Внаслідок цього відомий матеріал має низьку міцність, зносостійкість і електропровідність.The main disadvantage of the described material is low mechanical strength, since zinc, which is part of this material, intensively evaporates at a temperature of more than 550 "С, which leads to a significant weakening of the material. As a result, the known material has low strength, wear resistance and electrical conductivity.
Відомий також антифрикційний матеріал у вигляді спечених порошків фосфору, заліза, вуглецю, гранул фосфору та міді, при наступному співвідношенні компонентів, мас. 9о: фосфор 0,5-5,4 залізо 10,91-26,25 графіт 0,16-5,16 гранули 2,0-60,0 мідь решта.Antifriction material in the form of sintered powders of phosphorus, iron, carbon, granules of phosphorus and copper is also known, with the following ratio of components, wt. 9o: phosphorus 0.5-5.4 iron 10.91-26.25 graphite 0.16-5.16 granules 2.0-60.0 copper the rest.
При цьому гранули графіту мають розмір 0,4-14,6 мм при наступному співвідношенніAt the same time, graphite granules have a size of 0.4-14.6 mm with the following ratio
Зо компонентів у тілі гранул, мас. 9о: мідь 37,0-60,0 графіт решта.Of the components in the body of the granules, wt. 9o: copper 37.0-60.0 graphite the rest.
Їдив. Євразійський пат. Мо 004351 з класів В22Е 7/04, С22С 1/04 опублікований 29.04.2004 року; пат. України Мо 47235 з класів В22Е 7/04, С22С 1/04 опублікований 15.05.2003 року).went Eurasian Pat. Mo 004351 from classes B22E 7/04, C22C 1/04 published on April 29, 2004; stalemate. of Ukraine Mo 47235 of classes B22E 7/04, C22C 1/04 published on May 15, 2003).
Основним недоліком цього відомого матеріалу є високий питомий електричний опір та, як наслідок, низька електропровідність, що викликає підвищений знос як о самого струмознімального контакту, так й контактного проводу.The main disadvantage of this well-known material is its high specific electrical resistance and, as a result, low electrical conductivity, which causes increased wear of both the current-collecting contact itself and the contact wire.
Відомий композиційний матеріал для антифрикційних деталей у вигляді спечених порошків фосфору, заліза, дисульфіду молібдену, вуглецю, гранул графіту та міді, при наступному співвідношенні компонентів, мас. 9: фосфор 0,71-1,44 залізо 18,8-25,0 графіт 0,78-5,0 гранули 6,0-24,0 мідь решта.Known composite material for antifriction parts in the form of sintered powders of phosphorus, iron, molybdenum disulfide, carbon, graphite granules and copper, with the following ratio of components, wt. 9: phosphorus 0.71-1.44 iron 18.8-25.0 graphite 0.78-5.0 granules 6.0-24.0 copper the rest.
При цьому гранули графіту мають розмір 0,4-14,5 мм при наступному співвідношенні компонентів у тілі гранул, мас. 9о: графіт 40-70 дисульфід молібдену 15-30 мідь решта.At the same time, graphite granules have a size of 0.4-14.5 mm with the following ratio of components in the body of the granules, wt. 9o: graphite 40-70 molybdenum disulfide 15-30 copper the rest.
див. пат. США Мо 2002010817 з класів В22Е 7/04, С22С 1/04 опублікований 26.03.2001 року).see stalemate. USA Mo 2002010817 from classes B22E 7/04, C22C 1/04 published on March 26, 2001).
Основним недоліком описаного матеріалу є низька міцність гранул через вміст в них дисульфіду молібдену і недостатньої кількості міді у гранулах, що не дозволяє створити міцну армовану мідну сітку в гранулі графіту. До того ж, як показує досвід, введення дисульфіду молібдену у гранули не дозволяє отримати достатню міцність гранул. При роботі рухомого струмознімального контакту гранули графіту висипаються, і розділова плівка не утворюється.The main disadvantage of the described material is the low strength of the granules due to the content of molybdenum disulfide in them and the insufficient amount of copper in the granules, which does not allow creating a strong reinforced copper mesh in the graphite granule. In addition, as experience shows, the introduction of molybdenum disulfide into the granules does not allow obtaining sufficient strength of the granules. During the operation of the moving current-collecting contact, graphite granules fall out, and the separation film is not formed.
Пори, що утворилися у матеріалі, збільшують його питомий електричний опір та, як наслідок, знижують його електропровідність і викликають підвищений знос струмознімального елемента і контактного проводу. До того ж, в зимові місяці року у пори, що утворилися від висипання графіту, потрапляє волога, яка при зупинці руху замерзає і руйнує струмознімальний елемент, що може привести до обриву контактного проводу.The pores formed in the material increase its specific electrical resistance and, as a result, reduce its electrical conductivity and cause increased wear of the current-collecting element and the contact wire. In addition, in the winter months of the year, moisture gets into the pores formed by graphite spillage, which freezes when the movement stops and destroys the current-collecting element, which can lead to a break in the contact wire.
Відомий антифрикційний матеріал "Романіт-« ВВЛ" у вигляді спечених порошків ферофосфору заліза, графіту, міді або її сплавів та волокон або ниток вуглецевих з локалізованими включеннями гранул, що містять мідь і графіт, при наступному співвідношенні компонентів, мас. 9: ферофосфор 0,50-5,40 вуглецеве волокно 0,50-26,25 залізо 10,91-26,25 графіт 0,16-5,16 гранули 2,00-24,00 мідь решта.The well-known anti-friction material "Romanit-" VVL" in the form of sintered powders of ferrophosphorus of iron, graphite, copper or its alloys and carbon fibers or threads with localized inclusions of granules containing copper and graphite, with the following ratio of components, wt. 9: ferrophosphorus 0.50-5.40 carbon fiber 0.50-26.25 iron 10.91-26.25 graphite 0.16-5.16 granules 2.00-24.00 copper the rest.
При цьому гранули графіту мають розмір 0,4-2,0 мм при наступному співвідношенні компонентів у тілі гранул, мас. 9о: мідь 40-70 графіт решта. див. пат. України Мо 61751 з класів В22Е 7/04, 0220 1/04, С22С 11/10, Е16С 33/04 опублікований 15.11.2006 року; пат. Республіки Білорусь Мо 10843 класів В22Е 7/04, С22С 1/04,At the same time, graphite granules have a size of 0.4-2.0 mm with the following ratio of components in the body of the granules, wt. 9o: copper 40-70 graphite the rest. see stalemate. Mo 61751 of Ukraine of classes В22Е 7/04, 0220 1/04, С22С 11/10, Е16С 33/04 published on November 15, 2006; stalemate. Republic of Belarus Mo 10843 classes B22E 7/04, C22C 1/04,
С22С 1/10, Е16С 33/04 опублікований 08.04.2008 року; пат. Російської Федерації Мо 2336444 з класів В22Е 3/16, В22Е 7/04, С22С 1/04 опублікований 20.10.2008 року).С22С 1/10, Е16С 33/04 published on April 8, 2008; stalemate. of the Russian Federation Mo 2336444 of classes B22E 3/16, B22E 7/04, C22C 1/04 published on October 20, 2008).
Основним недоліком описаного матеріалу є отримання не досить міцної розділової плівки на поверхні струмознімального елемента, виготовленого з використанням цього матеріалу.The main drawback of the described material is the formation of a not strong enough separating film on the surface of the current collector element made using this material.
Утворена плівка неміцна і легко руйнується при русі. На поверхні контактного проводу розділова плівка зовсім не утворюється. Все це призводить до підвищеного зносу як струмознімального елемента, так і контактного проводу.The formed film is weak and easily destroyed when moving. A separation film does not form at all on the surface of the contact wire. All this leads to increased wear of both the current-collecting element and the contact wire.
Відомий антифрикційний матеріал "Романіт-УВЛШ" у вигляді спечених порошків ферофосфору заліза, графіту, міді або її сплавів, гексагонального нітриду бору, нікелю, дрібнодисперсних алмазів УДА, оксиду кремнію, шунгіту, міді або її сплавів та волоконThe well-known anti-friction material "Romanit-UVLSH" in the form of sintered powders of iron ferrophosphorus, graphite, copper or its alloys, hexagonal boron nitride, nickel, finely dispersed UDA diamonds, silicon oxide, shungite, copper or its alloys and fibers
Зо вуглецевих з локалізованими включеннями гранул, що містять мідь і графіт, при наступному співвідношенні компонентів, мас. 9: ферофосфор 0,50-5,40 вуглецеве волокно 0,50-26,25 залізо 10,91-26,25 графіт 0,16-5,16 гранули 2,00-24,00 гексагональний нітрид бору 0,1-5,0 нікель 0,2-10,0 дрібнодисперсні алмази УДА 0,01-5,0 оксид кремнію 0,5-20,0 шунгіт 0,01-22,0 мідь або її сплави решта.From carbon with localized inclusions of granules containing copper and graphite, with the following ratio of components, wt. 9: ferrophosphorus 0.50-5.40 carbon fiber 0.50-26.25 iron 10.91-26.25 graphite 0.16-5.16 granules 2.00-24.00 hexagonal boron nitride 0.1- 5.0 nickel 0.2-10.0 finely dispersed diamonds UDA 0.01-5.0 silicon oxide 0.5-20.0 shungite 0.01-22.0 copper or its alloys the rest.
При цьому гранули графіту мають розмір 0,4-2,0 мм при наступному співвідношенні компонентів у тілі гранул, мас. 9о: мідь 37,0-60,0 графіт решта. див. пат. України Мо 84599 з класів В22Е 7/04, 0220 1/04, С22С 11/10, Е16С 33/04 опублікований 10.11.2008 року).At the same time, graphite granules have a size of 0.4-2.0 mm with the following ratio of components in the body of the granules, wt. 9o: copper 37.0-60.0 graphite the rest. see stalemate. of Ukraine Mo 84599 of classes B22E 7/04, 0220 1/04, C22C 11/10, E16C 33/04 published on November 10, 2008).
Основним недоліком описаного матеріалу є те, що при спільному введенні гексагонального нітриду бору, нікелю та дрібнодисперсних алмазів УДА при спіканні матеріалу, гексагональний нітрид бору і нікель покривають поверхню дрібнодисперсних алмазів тонкою плівкою і, в наслідок цього, дрібнодисперсні алмази не беруть участь в утворенні ланцюжків атомів, так званих "ниток перлів", і не беруть участь в утриманні капельок мастила. Оксид кремнію - це пісок, і він діє на м'які матеріали, такі, як контактний провід, як наждак и викликає їх підвищений знос і з цієї причини цей матеріал неможливо застосовувати в струмознімальних елементах.The main drawback of the described material is that when hexagonal boron nitride, nickel and fine-dispersed UDA diamonds are introduced together during sintering of the material, hexagonal boron nitride and nickel cover the surface of fine-dispersed diamonds with a thin film and, as a result, fine-dispersed diamonds do not participate in the formation of atomic chains , the so-called "strings of pearls", and do not participate in the retention of lubricant droplets. Silicon oxide is sand, and it acts on soft materials, such as contact wire, as emery and causes their increased wear, and for this reason this material cannot be used in current-carrying elements.
Відомий антифрикційний матеріал "Романіт-УВЛШ" у вигляді спечених порошків ферофосфору заліза, графіту, міді або її сплавів, гексагонального нітриду бору, нікелю, дрібнодисперсних алмазів УДА, неорганічної сполуки бору, що не містить кисень, дисульфід молібдену, кисеньвмісну сполуку бору, шунгіту, міді або її сплавів та волокон вуглецевих з локалізованими включеннями гранул, що містять мідь і графіт, при наступному співвідношенні компонентів, мас. 9: ферофосфор 0,50-5,40 вуглецеве волокно 0,50-26,25 залізо 10,91-26,25 графіт 0,16-5,16 гранули 2,00-24,00 гексагональний нітрид бору 0,1-5,0 нікель 0,2-10,0 дрібнодисперсні алмази УДА 0,01-5,0 шунгіт 0,01-22,0 неорганічна сполука бору, що не містить кисень 0,005-3,4 дисульфід молібдену 0,5-5,0 кисеньвмісна сполука бору 0,5-3,4 мідь або її сплави решта.The well-known anti-friction material "Romanit-UVLSH" in the form of sintered powders of iron ferrophosphorus, graphite, copper or its alloys, hexagonal boron nitride, nickel, fine-dispersed UDA diamonds, an inorganic boron compound that does not contain oxygen, molybdenum disulfide, an oxygen-containing boron compound, shungite, copper or its alloys and carbon fibers with localized inclusions of granules containing copper and graphite, with the following ratio of components, wt. 9: ferrophosphorus 0.50-5.40 carbon fiber 0.50-26.25 iron 10.91-26.25 graphite 0.16-5.16 granules 2.00-24.00 hexagonal boron nitride 0.1- 5.0 nickel 0.2-10.0 finely dispersed diamonds UDA 0.01-5.0 shungite 0.01-22.0 inorganic boron compound that does not contain oxygen 0.005-3.4 molybdenum disulfide 0.5-5, 0 oxygen-containing boron compound 0.5-3.4 copper or its alloys the rest.
При цьому гранули графіту мають розмір 0,4-2,0 мм при наступному співвідношенні компонентів у тілі гранул, мас. 9о: мідь 37,0-60,0 графіт решта. див. пат. України Мо 86499 з класів В22Е 7/00, 0220 1/04, С22С 11/10, Е16С 33/04 опублікований 27.04.2009 року).At the same time, graphite granules have a size of 0.4-2.0 mm with the following ratio of components in the body of the granules, wt. 9o: copper 37.0-60.0 graphite the rest. see stalemate. of Ukraine Mo 86499 of classes В22Е 7/00, 0220 1/04, С22С 11/10, Е16С 33/04 published on April 27, 2009).
Основним недоліком описаного матеріалу є те, що при спільному введенні гексагонального нітриду бору, нікелю та дрібнодисперсних алмазів УДА при спіканні матеріалу, гексагональний нітрид бору і нікель покривають поверхню дрібнодисперсних алмазів тонкою плівкою і, в наслідок цього, дрібнодисперсні алмази не беруть участь в утворенні ланцюжків атомів, так званих "ниток перлів", і не беруть участь в утриманні капельок мастила. В процесі спікання при температурі понад 800 "С дисульфід молібдену окислюється кисеньвмісною сполукою бору і в результаті цього коксується, і починає діяти на м'які матеріали, такі як контактний провід, як наждак, і викликає їх підвищений знос і з цієї причини цей матеріал неможливо застосовувати в струмознімальних елементах.The main drawback of the described material is that when hexagonal boron nitride, nickel and fine-dispersed UDA diamonds are introduced together during sintering of the material, hexagonal boron nitride and nickel cover the surface of fine-dispersed diamonds with a thin film and, as a result, fine-dispersed diamonds do not participate in the formation of atomic chains , the so-called "strings of pearls", and do not participate in the retention of lubricant droplets. In the process of sintering at a temperature of more than 800 "C, molybdenum disulfide is oxidized by an oxygen-containing boron compound and, as a result, cokes, and begins to act on soft materials, such as a contact wire, like emery, and causes their increased wear, and for this reason, this material is impossible to be used in current-collecting elements.
Найбільш близьким за своєю суттю та ефектом, що досягається, і який приймається за прототип є антифрикційний матеріалл Романіт-АВ у вигляді спечених порошків ферофосфору, заліза, графіту, міді або її сплавів, мастила з ультрадисперсним порошком алмазу та сполучного волокон вуглецевих з локалізованими включеннями гранул, що містять мідь і графіт, при наступному вмісті компонентів в матеріалі, мас. 9о: мастило 0,50-40,00 ультрадисперсний порошок 0,10-5,00 алмазу ферофосфор 0,50-5,40 волокна вуглецеві 0,50-25,00 залізо 10,91-26,25 графіт 0,16-5,16 гранули 0,50-24,00 мідь або її сплави решта.The closest in essence and the effect that is achieved, and which is taken as a prototype, is the antifriction material Romanit-AB in the form of sintered powders of ferrophosphorus, iron, graphite, copper or its alloys, lubricant with ultra-dispersed diamond powder and a binder of carbon fibers with localized inclusions of granules , containing copper and graphite, with the following content of components in the material, wt. 9o: lubricant 0.50-40.00 ultrafine powder 0.10-5.00 diamond ferrophosphorus 0.50-5.40 carbon fibers 0.50-25.00 iron 10.91-26.25 graphite 0.16- 5.16 pellets 0.50-24.00 copper or its alloys the rest.
При цьому гранули графіту мають розмір 0,4-2,0 мм при наступному співвідношенні компонентів у тілі гранул, мас. 9о: мідь 37,0-60,0 графіт решта.At the same time, graphite granules have a size of 0.4-2.0 mm with the following ratio of components in the body of the granules, wt. 9o: copper 37.0-60.0 graphite the rest.
Коо) див. пат. України Мо 66227 з класів В22Е 7/00, В22Е 9/00, 0220 1/04, Е16б 33/04 опублікований 15.11.2006 року).Koo) see stalemate. of Ukraine Mo 66227 of classes B22E 7/00, B22E 9/00, 0220 1/04, E16b 33/04 published on November 15, 2006).
Недоліком описаного антифрикційного матеріалу Романіт-АВ є високий питомий електричний опір цього і, як наслідок, нездатність сприймати електричну дугу при русі, що не дозволило використовувати матеріал Романіт-АВ для виготовлення струмознімальних елементів рухомих контактів.The disadvantage of the described Romanit-AB antifriction material is its high specific electrical resistance and, as a result, the inability to perceive an electric arc during movement, which prevented the use of Romanit-AB material for the manufacture of current-carrying elements of moving contacts.
В основу корисної моделі поставлена задача, створити матеріал для струмознімальних елементів у вигляді волокон і ниток вуглецевих і спечених порошків заліза, графіту, з локалізованими включеннями гранул, які містять мідь і графіт, що містить мастило з ультрадисперсними алмазами (УДА), в якому шляхом додаткового введення міді, зміцненої хромистим чавуном, шунгіту, сполуки чотиривалентного молібдену (ІМ), зміднюючих-легуючих компонентів і введенням в матрицю ультрадисперсних алмазів УДА і відповідного підбору компонентів отримують матеріал струмознімального елемента з низьким питомим електричним опором, з високою електропровідністю, з високою самозмащувальною здатністю, підвищеної зносостійкості, механічної міцності та низьким коефіцієнтом тертя.The basis of a useful model is the task of creating a material for current-collecting elements in the form of fibers and threads of carbon and sintered powders of iron, graphite, with localized inclusions of granules containing copper and graphite, containing lubricant with ultra-dispersed diamonds (UDA), in which, by additional introduction of copper strengthened by chromic cast iron, shungite, compound of tetravalent molybdenum (IM), reducing-alloying components and the introduction of ultradispersed diamonds of UDA into the matrix and the appropriate selection of components, the material of the current-collecting element with low specific electrical resistance, with high electrical conductivity, with high self-lubricating ability is obtained, increased wear resistance, mechanical strength and low friction coefficient.
Поставлена задача вирішується тим, що у відомому антифрикційному матеріалі у вигляді волокон і ниток вуглецевих і спечених порошків заліза, графіту, з локалізованими включеннями гранул, що містять мідь і графіт, просочених, після спікання, мастилом, що містить ультрадисперсні алмази, згідно з корисною моделлю, склад матеріалу додатково містить мідь, зміцнену хромистим чавуном, шунгіт, сполуки чотиривалентного молібдену (ІМ), зміцнюючі- легуючі компоненти, ультрадисперсні алмази УДА при наступному співвідношенні компонентів в матеріалі, мас. 9о: мастило з ультрадисперсними 0,50-40,00 алмазами волокна та нитки вуглецеві 0,50-15,00 залізо 10,91-26,25 графіт 0,16-5,16 гранули 2,00-24,00 зміцнюючі-легуючі 0,50-5,40 компоненти сполуки чотиривалентного 0,50-5,00 молібдену (ІМ) ультрадисперсні алмази УДА 0,01-5,00 шунгіт 0,10-22,00 мідь з хромистим чавуном решта, при цьому гранули графіту мають розмір 0,4-2,0 мм при наступному співвідношенні компонентів у тілі гранул, мас. 9о: мідь 37,0-60,0 графіт решта, при цьому мідь з хромистим чавуном має наступне співвідношення компонентів у порошку, мас. 9о: хромистий чавун 5,00-30,00 мідь решта, при цьому мастило з ультрадисперсними алмазами має наступне співвідношення компонентів у порошку, мас. 9Уо: ультрадисперсні алмази 0,10-5,00 мастило решта, як зміцнюючі-легуючі порошкоподібні компонентів вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи: білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор); а як сполуки чотиривалентного молібдену (ІМ) вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи інтеркаляційних: сполуки молібдену (ІМ), оксид молібдену (ІМ) Мо», хлорид молібдену (ІМ) Мосіх, бромід молібдену (ІМ) МоВга, сульфід молібдену (ІМ) Моб».The problem is solved by the fact that in the known antifriction material in the form of fibers and threads of carbon and sintered powders of iron, graphite, with localized inclusions of granules containing copper and graphite, impregnated, after sintering, with a lubricant containing ultradispersed diamonds, according to a useful model , the composition of the material additionally contains copper strengthened with chromium cast iron, shungite, compounds of tetravalent molybdenum (IM), strengthening-alloying components, ultradispersed diamonds of UDA with the following ratio of components in the material, wt. 9o: lubricant with ultra-dispersed diamonds 0.50-40.00 carbon fibers and threads 0.50-15.00 iron 10.91-26.25 graphite 0.16-5.16 granules 2.00-24.00 strengthening- alloys 0.50-5.40 components of tetravalent 0.50-5.00 molybdenum (IM) ultradisperse diamonds UDA 0.01-5.00 shungite 0.10-22.00 copper with chrome cast iron the rest, while graphite granules have a size of 0.4-2.0 mm with the following ratio of components in the body of the granules, wt. 9o: copper 37.0-60.0 graphite the rest, while copper with chromium cast iron has the following ratio of components in the powder, wt. 9o: chromium cast iron 5.00-30.00 copper the rest, while the lubricant with ultradispersed diamonds has the following ratio of components in the powder, wt. 9Uo: ultradispersed diamonds 0.10-5.00 lubricant, the rest, as strengthening-alloying powder components, choose at least one material selected from the group: white phosphorus, red phosphorus, black phosphorus, metal phosphorus (ferrophosphorus); and as compounds of tetravalent molybdenum (IM) choose at least one material selected from the group of intercalation: molybdenum compounds (IM), molybdenum oxide (IM) Mo», molybdenum chloride (IM) Mosikh, molybdenum bromide (IM) MoVga, molybdenum sulfide (IM) ) Mob".
Зо При виготовленні матеріалу струмознімального елемента, яке включає отримання порошку міді, зміцненої хромистим чавуном, шляхом спільного розплавлення міді і хромистого чавуну і наступного розпорошення отриманого розплаву на установці ударного дроблення УУД з наступним змішуванням з матричної шихтою, яка містить волокна і нитки вуглецеві, порошки заліза, графіту, шунгіту, сполуки чотиривалентного молібдену (ІМ), зміцнюючі-легуючі компоненти, ультрадисперсні алмази УДА.З During the production of the material of the current-collecting element, which includes the production of copper powder strengthened by chromium cast iron by joint melting of copper and chromium cast iron and subsequent spraying of the obtained melt on the UUD impact crushing unit, followed by mixing with the matrix charge, which contains carbon fibers and threads, iron powders , graphite, shungite, compounds of tetravalent molybdenum (MI), strengthening and alloying components, ultradispersed diamonds of UDA.
При виготовленні матеріалу, яке включає отримання гранул шляхом гранулювання першої суміші порошків, що містить порошки графіту і міді, змішування гранул з другої сумішшю порошків, що містить вуглецеві волокна, порошки заліза, графіту, формування і спікання отриманої шихти, згідно з корисною моделлю, першу суміш порошків, що містить, мас. 9Уо: порошок міді 37,0-60,0 порошок графіту решта, гранулюють з отриманням гранул розміром 0,4-2,0 мм, гранули змішують з другою сумішшю порошків, яка додатково містить мідь, зміцнену хромистим чавуном, шунгіт, сполуки чотиривалентного молібдену (ІМ), зміцнюючі-легуючі компоненти, ультрадисперсні алмази УДА, при наступному співвідношенні компонентів в матеріалі, мас. 9Уо: волокна та нитки вуглецеві 0,50-15,00 залізо 10,91-26,25 графіт 0,16-5,16 гранули 2,00-24,00 зміцнюючі-легуючі 0,50-5,40 компоненти сполуки чотиривалентного 0,50-5,00 молібдену (ІМ) ультрадисперсні алмази УДА 0,01-5,00 шунгіт 0,10-22,00 мідь з хромистим чавуном решта, при наступному співвідношенні, мас. Фо: гранули: друга суміш порошку 1: 50-13, як зміцнюючі-легуючі порошкоподібні компоненти вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи: білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор); а як сполуки чотиривалентного молібдену (ІМ) вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи інтеркаляційних: сполуки молібдену (ІМ), оксид молібдену (ІМ) Мо», хлорид молібдену (ІМ) Мосіх, бромід молібдену (ІМ) МоВга, сульфід молібдену (ІМ) Моб».In the production of material, which includes obtaining granules by granulating the first mixture of powders containing graphite and copper powders, mixing the granules with the second mixture of powders containing carbon fibers, iron powders, graphite, forming and sintering the resulting charge, according to a useful model, the first a mixture of powders containing, wt. 9Uo: copper powder 37.0-60.0, graphite powder the rest, granulated to obtain granules with a size of 0.4-2.0 mm, the granules are mixed with the second mixture of powders, which additionally contains copper strengthened with chromium cast iron, shungite, compounds of tetravalent molybdenum (IM), strengthening-alloying components, ultradispersed UDA diamonds, with the following ratio of components in the material, wt. 9Uo: carbon fibers and threads 0.50-15.00 iron 10.91-26.25 graphite 0.16-5.16 granules 2.00-24.00 strengthening-alloying 0.50-5.40 components of tetravalent compounds 0.50-5.00 molybdenum (IM) ultradisperse diamonds UDA 0.01-5.00 shungite 0.10-22.00 copper with chrome cast iron, the rest, in the following ratio, wt. Pho: granules: second powder mixture 1: 50-13, as strengthening-alloying powder components choose at least one material selected from the group: white phosphorus, red phosphorus, black phosphorus, metallic phosphorus (ferrophosphorus); and as compounds of tetravalent molybdenum (IM) choose at least one material selected from the group of intercalation: molybdenum compounds (IM), molybdenum oxide (IM) Mo», molybdenum chloride (IM) Mosikh, molybdenum bromide (IM) MoVga, molybdenum sulfide (IM) ) Mob".
Переважно першу суміш порошків гранулюють шляхом пропускання між каліброваними валками прокатного стана.Preferably, the first mixture of powders is granulated by passing between the calibrated rolls of the rolling mill.
Формування шихти, відповідно до корисної моделі, може бути виконано шляхом прокатування дозованими порціями між валками прокатного стана.The formation of the charge, according to the useful model, can be performed by rolling in dosed portions between the rolls of the rolling mill.
Переважно шихту спікають при температурі 900-1100 "С.The charge is preferably sintered at a temperature of 900-1100 "С.
З запропонованого матеріалу виготовлюють струмознімальні елементи, для чого їх просочують мастилом, в якому міститься від 0,5 до 5,0 мас. 96 ультрадисперсного порошку алмазу, при цьому концентрацію мастила і розмір часток ультрадисперсного порошку алмазу підбирають таким чином, щоб після просочення кількість мастила у матеріалі струмознімального елемента становила від 0,5 до 40 мас. 9о, а кількість ультрадисперсного порошку алмазу - від 0,1 до 5,5 мас. 95.Current-collecting elements are made from the proposed material, for which they are impregnated with lubricant, which contains from 0.5 to 5.0 wt. 96 of ultradispersed diamond powder, while the concentration of lubricant and the particle size of ultradispersed diamond powder are selected in such a way that after impregnation, the amount of lubricant in the material of the current collector is from 0.5 to 40 wt. 9o, and the amount of ultrafine diamond powder - from 0.1 to 5.5 wt. 95.
Суть корисної моделі пояснюють креслення.Drawings explain the essence of a useful model.
На фіг. 1 - загальний вигляд струмознімального елемента, який ковзає по контактному проводу; фіг. 2 - загальний вигляд частки накладки струмознімального елемента; фіг. З - молекула фулерену вуглецю Сво; фіг. 4 - елементоорганічна сполука фулерену Сво з міддю, зміцненою хромистим чавуном, дисульфідом молібдену, ультрадисперсними алмазами УдДА та залізом.In fig. 1 - general view of the current-collecting element that slides along the contact wire; fig. 2 - general view of the part of the cover of the current-collecting element; fig. C is a molecule of fullerene carbon Svo; fig. 4 - an organo-element compound of fullerene Svo with copper reinforced with chromium cast iron, molybdenum disulfide, ultradispersed diamonds UdDA and iron.
Введення в матеріал струмознімального елемента як основи міді, легованої хромистимThe introduction of a current-collecting element into the material as a basis of copper doped with chromium
Зо чавуном, обумовлено тим, що введення хромистого чавуну в мідь у сотні разів зміцнює мідь, збільшуючи її мікротвердість, створює кристалічну решітку міді, активізуючи дифузійні процеси, що протікають при спіканні міді і, як результат, значно покращує електричні і антифрикційні властивості міді, знижує і стабілізує коефіцієнт тертя матеріалу (фіг. 1 ї фіг. 2).With cast iron, due to the fact that the introduction of chromic cast iron into copper strengthens copper hundreds of times, increasing its microhardness, creates a crystal lattice of copper, activates the diffusion processes that occur during copper sintering and, as a result, significantly improves the electrical and antifriction properties of copper, reduces and stabilizes the friction coefficient of the material (Fig. 1 and Fig. 2).
Введення в матеріал струмознімального елемента як зміцнюючих-легуючих порошкоподібних компонентів одного з матеріалів, вибраного з групи: білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор), обумовлено тим, що фосфор активізує спікання матеріалу, сильно підвищує швидкість дифузійних процесів, що відбуваються в а-фазі (приблизно у 100 разів), різко знижує температуру спікання, зміцнює ферит в 290 разів, утворює фосфід міді, твердість якого вище твердості міді. Фосфор взаємодіє з міддю, залізом і утворює складні сполуки в системах ЕРе-РезР, Сби-СизР, що значно збільшує електропровідність матеріалу.The introduction of a current-collecting element into the material as a strengthening-alloying powder-like component of one of the materials selected from the group: white phosphorus, red phosphorus, black phosphorus, metallic phosphorus (ferrophosphorus) is due to the fact that phosphorus activates the sintering of the material, greatly increases the speed of diffusion processes, which occur in the a-phase (approximately 100 times), sharply lowers the sintering temperature, strengthens the ferrite by 290 times, forms copper phosphide, the hardness of which is higher than the hardness of copper. Phosphorus interacts with copper and iron and forms complex compounds in the ЕРе-РезР, Сбы-СизР systems, which significantly increases the electrical conductivity of the material.
Граничні вмісти зміцнюючих-легуючих компонентів визначені експериментальним шляхом, у зв'язку з обмеженою розчинністю фосфору в залізі і міді.Limiting contents of strengthening-alloying components are determined experimentally, in connection with the limited solubility of phosphorus in iron and copper.
Експериментально встановлено, що вміст у міді хромистого чавуну менше 5 95 не робить помітного впливу на поліпшення електричних і трибологічних властивостей матеріалу, а при вмісті в міді хромистого чавуну більше 17 95 приводить до підвищеного зносу поверхонь, що сполучаються.It was experimentally established that the copper content of chromic cast iron less than 5 95 does not have a noticeable effect on improving the electrical and tribological properties of the material, and when the content of chromic cast iron in copper is more than 17 95 leads to increased wear of the mating surfaces.
Введення в матеріал струмознімального елемента шунгіту обумовлено тим, що шунгіт містить до 60 95 фулеренів вуглецю Сво або, як раніше називали, склографіт (фіг. 3).The introduction of shungite into the material of the current-collecting element is due to the fact that shungite contains up to 60 95 fullerenes of carbon Sv or, as it was previously called, glass graphite (Fig. 3).
Завдяки тому, що фулерени вуглецю Сво мають більш високу симетрією і найбільшу стабільність, дозволило створити матеріали з підвищеними електричними, трибологічними і механічними властивостями для експлуатації в лініях як постійного, так і змінного струму.Due to the fact that Svo carbon fullerenes have a higher symmetry and the greatest stability, it was possible to create materials with increased electrical, tribological and mechanical properties for operation in both direct and alternating current lines.
У матеріалі струмознімального елемента приєднання до фулерену металовмісного радикала міді, зміцненої хромистим чавуном, сполуки чотиривалентного молібдену (ІМ), ультрадисперсних алмазів УДА (фіг. 4) зменшує спорідненість цієї молекули з електроном і відкриває величезні перспективи створення абсолютно нового класу струмознімальних композиційних вставок з параметрами, що змінюються в широких межах. При цьому молекули фулерену виконують роль основного ланцюга.In the material of the current-collecting element, the addition of a metal-containing radical of copper, strengthened by chromic cast iron, a compound of tetravalent molybdenum (IM), ultradispersed UDA diamonds to the fullerene (Fig. 4) reduces the affinity of this molecule for an electron and opens up huge prospects for the creation of a completely new class of current-collecting composite inserts with parameters that vary widely. At the same time, fullerene molecules play the role of the main chain.
Приєднання до фулеренів вуглецю металовмісних радикалів, що входять у матеріал струмознімального елемента, міді, зміцненої хромистим чавуном, сполуки чотиривалентного молібдену (ІМ), ультрадисперсних алмазів УДА, утворюють ланцюжки, які отримали образну назву "нитка перлів". Утворення таких ланцюжків можливо тільки завдяки використанню шунгіту, міді, з розчиненим в ній хромистим чавуном, сполуки чотиривалентного молібдену (ІМ), ультрадисперсних алмазів УДА. Утворення фулеренами вуглецю таких ланцюжків забезпечує високу електропровідність матеріалу і вкрай низький коефіцієнт тертя, а також міцно утримує плаковані міддю гранули графіту, які утворюють при терті на сполучених поверхнях міцну розділову плівку твердого змащення, різко знижує коефіцієнт тертя, що запобігає схопленню і зносу поверхонь, що сполучаються. Крім того, при просочуванні мастилом, з ультрадисперсними алмазами, мастило потрапляє всередину молекули фулерену вуглецю Свої забезпечує постійний вихід мастила на поверхню тертя в процесі всього терміну експлуатації і різко знижує коефіцієнт тертя (фіг. 1-2).Joining carbon fullerenes of metal-containing radicals included in the material of the current collector element, copper strengthened by chrome cast iron, compounds of tetravalent molybdenum (IM), ultradispersed diamonds of UDA, form chains that have received the figurative name "string of pearls". The formation of such chains is possible only thanks to the use of shungite, copper with chromium cast iron dissolved in it, compounds of tetravalent molybdenum (IM), ultradispersed diamonds of UDA. The formation of such chains by carbon fullerenes ensures high electrical conductivity of the material and an extremely low coefficient of friction, and also firmly holds the copper-clad graphite granules, which form a strong separating film of solid lubrication when rubbing on the mating surfaces, sharply reduces the coefficient of friction, which prevents adhesion and wear of the surfaces, which connect In addition, when impregnated with lubricant, with ultra-dispersed diamonds, the lubricant gets inside the fullerene carbon molecule. It ensures a constant release of lubricant to the friction surface during the entire service life and sharply reduces the coefficient of friction (Fig. 1-2).
Введення шунгіту менше 0,1 95 не робить помітного впливу на поліпшення електричних і трибологічних властивостей у зв'язку з недостатньою кількістю утворення "ниток перлів", а при введенні більш 22 95 суміш компонентів перестає ущільнюватися.The introduction of shungite less than 0.1 95 does not have a noticeable effect on the improvement of electrical and tribological properties due to the insufficient amount of formation of "strings of pearls", and when more than 22 95 is introduced, the mixture of components stops compacting.
Введення в матеріал струмознімального елемента сполуки чотиривалентного молібдену (ІМ) обумовлена властивостями цього матеріалу. Сполуки чотиривалентного молібдену (ІМ),The introduction of tetravalent molybdenum (MI) compounds into the material of the current-collecting element is due to the properties of this material. Compounds of tetravalent molybdenum (IM),
Зо приєднуючись до фулеренів вуглецю, розташовуються вдовж створених "ниток перлів", завдяки пластинчастій будові, значно зменшує коефіцієнт тертя, збільшують гранично допустимий тиск, збільшують гранично допустимі швидкості ковзання, підвищують допустиму величину множенняBy joining the carbon fullerenes, they are located along the created "strings of pearls", thanks to the lamellar structure, they significantly reduce the coefficient of friction, increase the maximum allowable pressure, increase the maximum allowable sliding speeds, increase the allowable multiplication value
Р х М і різко підвищують антифрикційні властивості матеріалу. Експериментально встановлено, що вже при введенні сполуки чотиривалентного молібдену (ІМ) в кількості 0,5 мас. 95 відбувається значне збільшення антифрикційних властивостей матеріалу. Експериментально встановлено, що збільшення вмісту в матеріалі сполуки чотиривалентного молібдену (ІМ) до 5 мас. 95 відбувається різке збільшення антифрикційних властивостей матеріалу. При введенні в матеріал сполуки чотиривалентного молібдену (ІМ) понад 5 мабс.95 спостерігається різке розміцнення матеріалу і значне зниження його антифрикційних властивостей.P x M and dramatically increase the antifriction properties of the material. It has been experimentally established that even when the compound of tetravalent molybdenum (IM) is introduced in the amount of 0.5 wt. 95 there is a significant increase in the antifriction properties of the material. It was experimentally established that an increase in the content of tetravalent molybdenum (MI) compounds in the material up to 5 wt. 95 there is a sharp increase in the antifriction properties of the material. When the compound of tetravalent molybdenum (IM) is introduced into the material in excess of 5 mab.95, there is a sharp strengthening of the material and a significant decrease in its antifriction properties.
Введення безпосередньо в матеріал струмознімального елемента ультрадисперсних алмазів УДА забезпечує їх вбудовування в "нитки перлів". Вбудовування ультрадисперсних алмазів УДА в "нитки перлів" забезпечує, при просочуванні матеріалу мастилом, притягання крапельок масла по всій поверхні цих ниток і їх міцне утримання. Експериментально встановлено, що найбільш оптимальним є введення ультрадисперсних алмазів УДА у кількості 0,01-5,00 мас. 95, що забезпечує більш повне покриття і міцне утримання по всій поверхні "нитки перлів" частинок масла, що забезпечує постійне перебування мастила в матеріалі і різко знижує коефіцієнт тертя. При введенні ультрадисперсних алмазів УДА у кількості більше 5,0 мас. 95, в матеріалі струмознімального елемента з'являються не покриті мастилом частки ультрадисперсних алмазів УДА, що чинить негативний вплив на трибологічні характеристики матеріалу.The introduction of ultradispersed UDA diamonds directly into the material of the current-collecting element ensures their incorporation into "strings of pearls". The embedding of ultradispersed UDA diamonds in "strings of pearls" ensures, when the material is impregnated with lubricant, the attraction of oil droplets over the entire surface of these threads and their firm retention. It was experimentally established that the most optimal is the introduction of ultradispersed UDA diamonds in the amount of 0.01-5.00 wt. 95, which provides a more complete coverage and strong retention over the entire surface of the "string of pearls" of oil particles, which ensures a constant stay of the lubricant in the material and sharply reduces the coefficient of friction. When introducing ultradispersed diamonds of UDA in the amount of more than 5.0 wt. 95, particles of ultradispersed UDA diamonds that are not coated with lubricant appear in the material of the current collector element, which has a negative effect on the tribological characteristics of the material.
Гранулювання першої суміші порошків до розміру гранул 0,4-2,0 мм шляхом пропускання між каліброваними валками прокатного стана і змішування далі з другою сумішшю порошків, що містять додатково порошки міді, легованої хромистим чавуном, шунгіт, сполуки чотиривалентного молібдену (ІМ), зміцнюючі-легуючі компоненти, ультрадисперсні алмази УДА, прокатування шихти дозованими порціями між валками прокатного стана і спікання отриманої шихти при температурі 900-1000 "С в середовищі захисного газу дозволяє отримати в кінцевому результаті матеріал з самозмащувальної здатністю, що має низький питомий опір, високу електропровідність, низький коефіцієнт тертя, високу зносостійкість, механічну міцність і має здатність створювати на поверхні тертя товсту розділову плівку, що запобігає зносу контактуючих пар тертя і значно перевищує за трибологічними характеристиками відомі сучасній науці матеріали, що підтверджується даними, наведеними у таблиці.Granulation of the first mixture of powders to a granule size of 0.4-2.0 mm by passing between the calibrated rolls of the rolling mill and further mixing with the second mixture of powders, which additionally contain copper powders alloyed with chromium cast iron, shungite, compounds of tetravalent molybdenum (IM), strengthening -alloying components, ultra-dispersed UDA diamonds, rolling of the charge in dosed portions between the rolls of the rolling mill and sintering of the resulting charge at a temperature of 900-1000 "C in a protective gas environment allows to obtain in the end a material with self-lubricating ability, which has a low specific resistance, high electrical conductivity, low coefficient of friction, high wear resistance, mechanical strength and has the ability to create a thick separation film on the friction surface, which prevents wear of contacting pairs of friction and significantly exceeds the tribological characteristics of materials known to modern science, which is confirmed by the data given in the table.
ТаблицяTable
Результати порівняльних випробувань по зносу контактних проводів різними типами накладокThe results of comparative tests on the wear of contact wires with different types of overlays
Тип Кількість Мо зразка ще й що Середній зносType Number Mo of the sample and what Average wear
Тип накладки контактного| оборотів середній знос оту мм? дроту дроту накладок, мм дроту, 81111113 114 1516 7The type of contact overlay of revolutions, the average wear of that mm? of wire of wire of overlays, mm of wire, 81111113 114 1516 7
НМГ-1200 (випробування до Й Мо 5 Мо 6 ! критичного зносу) МФ-100 242060 3,76 3,73 0,95 рагово | до | ор 2 | Романіт-УВЛШ-1 МФ-100 " ; воросо | Лео | МеЗ 0,31 0,03 0,04 'NMG-1200 (testing to Y Mo 5 Mo 6 ! critical wear) MF-100 242060 3.76 3.73 0.95 angular | to | or 2 | Romanit-UVLSH-1 MF-100 "; voroso | Leo | MeZ 0.31 0.03 0.04 '
Заклинило,jammed
Мідна шина 6х30 мм, по Й стендовіCopper busbar 6x30 mm, according to standard J
З ГОСТ 495-92 МФ-100 1980 випробування зупиненіWith GOST 495-92 MF-100 1980 tests are stopped
Заклинило,jammed
НМГ-1200 (випробування під Й Мо 13 Мо 14 | стендові 4 струмом) МФ-В5 264200 2,05 1,75 випробування зупинені . Мо 15 Мо 16NMG-1200 (tests under Y Mo 13 Mo 14 | bench 4 current) MF-B5 264200 2.05 1.75 tests stopped. Mo 15 Mo 16
НМГ-1200 (випробування Й Мо 11 Мо 12 о без струму) МФ-85 500000 ЕР 5 0,07NMG-1200 (test Y Mo 11 Mo 12 o without current) MF-85 500000 ER 5 0.07
Матеріал має підвищену електропровідність, низький коефіцієнт тертя, високу зносостійкість, механічну міцність, товсту розділову плівку, що запобігає зносу контактуючих пар тертя.The material has high electrical conductivity, low coefficient of friction, high wear resistance, mechanical strength, a thick separation film that prevents wear of contacting pairs of friction.
Запропонований матеріал одержують в такий спосіб.The proposed material is obtained in the following way.
Мідь і хромистий чавун, згідно з пропозицією, розплавляють в плавильній електричній печі і потім розпилюють на установці ударного дроблення (УУД) з отриманням порошку наступного складу, мас. Фо: хромистий чавун 5,00-17,00 мідь решта.Copper and chromium cast iron, according to the proposal, are melted in an electric melting furnace and then sprayed on an impact crushing unit (UUD) to obtain a powder of the following composition, wt. Fo: chrome cast iron 5.00-17.00 copper the rest.
Суміш порошків міді та графіту у кількості, мас. 9Уо: мідь 37,0-60,0 графіт решта, пропускають між каліброваними валками прокатного стана для отримання гранул розміром 0,4-2,0 мм.A mixture of copper and graphite powders in quantity, mass. 9Uo: copper 37.0-60.0 graphite, the rest is passed between the calibrated rolls of the rolling mill to obtain granules with a size of 0.4-2.0 mm.
Порошки міді, зміцнені хромистим чавуном, шунгіту, сполуки чотиривалентного молібдену (ІМ), зміцнюючі-легуючі компоненти і ультрадисперсні алмази УДА додають в другу суміш порошків. Цю суміш завантажують у змішувач і виробляють сухе змішування. Потім додають зволожувач і здійснюють мокре змішування.Copper powders strengthened with chromium cast iron, shungite, compounds of tetravalent molybdenum (IM), strengthening-alloying components and ultradispersed diamonds of UDA are added to the second mixture of powders. This mixture is loaded into the mixer and dry mixing is produced. Then a humectant is added and wet mixing is carried out.
Гранули змішують з другою сумішшю порошку, що містить, мас. Фо: волокна вуглецеві 0,50-15,00 залізо 10,91-26,25 графіт 0,16-5,16 гранули 2,00-24,00 зміцнюючі-легуючі Й компоненти 0,50-5,40 сполуки чотиривалентного Й молібдену (ІМ) 0,50-5,00 ультрадисперсніалмази УДА 0,01-5,00 шунгіт 0,10-22,00 мідь з хромистим чавуном решта.Granules are mixed with the second mixture of powder containing, wt. Fo: carbon fibers 0.50-15.00 iron 10.91-26.25 graphite 0.16-5.16 granules 2.00-24.00 strengthening-alloying components 0.50-5.40 tetravalent compounds molybdenum (IM) 0.50-5.00 ultradispersed diamonds UDA 0.01-5.00 shungite 0.10-22.00 copper with chromium cast iron the rest.
При цьому співвідношення гранул і другий суміші порошків вибирають у межах 1:50-1:3.At the same time, the ratio of granules and the second mixture of powders is chosen in the range of 1:50-1:3.
Отриману шихту спочатку формують, прокочуючи дозованими порціями між валками прокатного стана, а потім спікають при температурі 900-1100 "С в прохідній печі у середовищі захисного газу.The resulting charge is first formed by rolling in dosed portions between the rolls of the rolling mill, and then sintered at a temperature of 900-1100 "С in a pass-through furnace in a protective gas environment.
Потім отриманий матеріал розташовують в ємкості для просочення маслом з ультрадисперсними алмазами. Просочення здійснюється у вакуумі з підігрівом до температури інтенсивного випаровування масла.Then the obtained material is placed in a container for impregnation with oil with ultrafine diamonds. Impregnation is carried out in a vacuum with heating to the temperature of intensive oil evaporation.
Таким чином, корисна модель дозволяє створити матеріал, переважно, для струмознімальних елементів, що має самозмащуючу здатність що має підвищену електропровідність, низький коефіцієнт тертя, високу зносостійкість, механічну міцність і здатний створювати на поверхнях тертя товсту розділову плівку, яка запобігає зносу контактуючих пар тертя.Thus, a useful model allows you to create a material, mainly for current-collecting elements, that has self-lubricating ability, has increased electrical conductivity, a low coefficient of friction, high wear resistance, mechanical strength, and is capable of creating a thick separation film on friction surfaces that prevents wear of contacting friction pairs.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201603430U UA109205U (en) | 2016-04-04 | 2016-04-04 | CURRENT CURRENT MATERIAL ROMANIT-UWL |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201603430U UA109205U (en) | 2016-04-04 | 2016-04-04 | CURRENT CURRENT MATERIAL ROMANIT-UWL |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA109205U true UA109205U (en) | 2016-08-10 |
Family
ID=56707501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201603430U UA109205U (en) | 2016-04-04 | 2016-04-04 | CURRENT CURRENT MATERIAL ROMANIT-UWL |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA109205U (en) |
-
2016
- 2016-04-04 UA UAU201603430U patent/UA109205U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU171785U1 (en) | MATERIAL OF SURFACE ELEMENT ROMANIT-UVLSh | |
| KR100472876B1 (en) | Self-lubrlcating bearing material and plain bearing of such a bearing material | |
| KR102387244B1 (en) | Friction material | |
| DE3601569A1 (en) | COMPOSITE SLIDING BEARING MATERIAL | |
| DE102010018328B4 (en) | Sliding bearing composite material and slide bearing produced therefrom | |
| EP0103676A2 (en) | Sealing ring | |
| DE3220894A1 (en) | ORGANIC FRICTION MATERIAL | |
| BRPI0720824B1 (en) | diffusion bonded powder, one component manufacturing method, component and method of manufacturing a diffusion bonded powder | |
| DE19808541C1 (en) | Layered composite | |
| CN109465461A (en) | A kind of tungsten carbide stiff dough anti-friction bearing and preparation method thereof | |
| EP0932772B1 (en) | Forming a bearing | |
| RU2657148C9 (en) | Sintered material of current collector element romanit-uvls, method of its production and current collector element | |
| UA109205U (en) | CURRENT CURRENT MATERIAL ROMANIT-UWL | |
| WO2017176233A1 (en) | Current collector material and method for producing said material | |
| DE4306721A1 (en) | Friction lining | |
| Merie et al. | The influence of nickel content on the properties of Fe-based friction composite materials | |
| Hirai et al. | Combined effects of graphite and sulfide on the tribological properties of bronze under dry conditions | |
| Sharudin et al. | Effect of copper on friction and wear properties on copper-based friction materials | |
| JPS63282221A (en) | Manufacture of composite sintered material | |
| JPS6164838A (en) | High density copper sintered alloy | |
| JPS57147572A (en) | Friction material composition | |
| RU2410415C1 (en) | Anti-friction lubricant material | |
| JPS6365741B2 (en) | ||
| JPS608293B2 (en) | Method for producing corrosion-resistant iron-based sintered alloy with excellent wear resistance and lubricity | |
| KR820002158B1 (en) | Resin composites for bearing |