Матеріал струмознімального елемента романіт-увлш

Реферат: 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), зміцнюючілегуючі 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) МоО2, хлорид молібдену (IV) МоСl4, бромід молібдену (IV) МоВr4, сульфід молібдену (IV) MoS2. UA 109205 U (12) UA 109205 U UA 109205 U 5 10 15 20 25 30 35 40 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. 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 %. Тому задача створення екологічно чистих матеріалів з кількістю твердого змащення вище 10 % з одночасним збільшенням механічних, електричних і трибологічних характеристик залишається вельми актуальною. 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. %: фосфор 0,48-1,20 залізо 9,60-12,00 цинк 2,40-16,00 графіт 10,5-25,00 мідь решта. При цьому 10-21 мас. % графіту і 9,0-15,0 мас. % міді входять в матеріал у вигляді гранул розміром 0,4-2,0 мм [див. пат. Російської Федерації № 2049687 з класів B60L 5/08, H01R 41/00 опублікований 10.12.1995 року]. Основним недоліком описаного матеріалу є низька механічна міцність, оскільки цинк, який входить до складу цього матеріалу, при температурі понад 550 °C інтенсивно випаровується, що призводить до значного ослаблення матеріалу. Внаслідок цього відомий матеріал має низьку міцність, зносостійкість і електропровідність. Відомий також антифрикційний матеріал у вигляді спечених порошків фосфору, заліза, вуглецю, гранул фосфору та міді, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: фосфор 0,5-5,4 залізо 10,91-26,25 графіт 0,16-5,16 гранули 2,0-60,0 мідь решта. При цьому гранули графіту мають розмір 0,4-1,6 мм при наступному співвідношенні компонентів у тілі гранул, мас. %: мідь 37,0-60,0 графіт решта. [див. Євразійський пат. № 004351 з класів B22F 7/04, С22С 1/04 опублікований 29.04.2004 року; пат. України № 47235 з класів B22F 7/04, С22С 1/04 опублікований 15.05.2003 року]. Основним недоліком цього відомого матеріалу є високий питомий електричний опір та, як наслідок, низька електропровідність, що викликає підвищений знос як самого струмознімального контакту, так й контактного проводу. Відомий композиційний матеріал для антифрикційних деталей у вигляді спечених порошків фосфору, заліза, дисульфіду молібдену, вуглецю, гранул графіту та міді, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: фосфор 0,71-1,44 залізо 18,8-25,0 графіт 0,78-5,0 гранули 6,0-24,0 мідь решта. При цьому гранули графіту мають розмір 0,4-1,5 мм при наступному співвідношенні компонентів у тілі гранул, мас. %: графіт 40-70 дисульфід молібдену 15-30 мідь решта. 1 UA 109205 U 5 10 15 20 25 30 35 [див. пат. США № 2002010817 з класів B22F 7/04, С22С 1/04 опублікований 26.03.2001 року]. 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. 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. 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. %: 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. При цьому гранули графіту мають розмір 0,4-2,0 мм при наступному співвідношенні компонентів у тілі гранул, мас. %: мідь 40-70 графіт решта. [див. пат. України № 61751 з класів B22F 7/04, С22С 1/04, С22С 1/10, F16C 33/04 опублікований 15.11.2006 року; пат. Республіки Білорусь № 10843 класів B22F 7/04, С22С 1/04, С22С 1/10, F16C 33/04 опублікований 08.04.2008 року; пат. Російської Федерації № 2336444 з класів B22F 3/16, B22F 7/04, С22С 1/04 опублікований 20.10.2008 року]. Основним недоліком описаного матеріалу є отримання не досить міцної розділової плівки на поверхні струмознімального елемента, виготовленого з використанням цього матеріалу. 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. 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 волокон вуглецевих з локалізованими включеннями гранул, що містять мідь і графіт, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 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. При цьому гранули графіту мають розмір 0,4-2,0 мм при наступному співвідношенні компонентів у тілі гранул, мас. %: мідь 37,0-60,0 графіт решта. [див. пат. України № 84599 з класів B22F 7/04, С22С 1/04, С22С 1/10, F16C 33/04 опублікований 10.11.2008 року]. 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 2 UA 109205 U 5 10 15 20 25 30 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. 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. %: 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, 0,005-3,4 що не містить кисень дисульфід молібдену 0,5-5,0 кисеньвмісна сполука бору 0,5-3,4 мідь або її сплави решта. При цьому гранули графіту мають розмір 0,4-2,0 мм при наступному співвідношенні компонентів у тілі гранул, мас. %: мідь 37,0-60,0 графіт решта. [див. пат. України № 86499 з класів B22F 7/00, С22С 1/04, С22С 1/10, F16C 33/04 опублікований 27.04.2009 року]. 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 °C 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. 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. %: 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. При цьому гранули графіту мають розмір 0,4-2,0 мм при наступному співвідношенні компонентів у тілі гранул, мас. %: мідь 37,0-60,0 графіт решта. [див. пат. України № 66227 з класів B22F 7/00, B22F 9/00, С22С 1/04, F16C 33/04 опублікований 15.11.2006 року]. Недоліком описаного антифрикційного матеріалу Романіт-АВ є високий питомий електричний опір цього і, як наслідок, нездатність сприймати електричну дугу при русі, що не 3 UA 109205 U 5 10 15 20 25 30 35 дозволило використовувати матеріал Романіт-АВ для виготовлення струмознімальних елементів рухомих контактів. 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 (IV), зміцнюючих-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. 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 (IV), зміцнюючілегуючі компоненти, ультрадисперсні алмази УДА при наступному співвідношенні компонентів в матеріалі, мас. %: 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 (IV) 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. %: мідь 37,0-60,0 графіт решта, при цьому мідь з хромистим чавуном має наступне співвідношення компонентів у порошку, мас. %: хромистий чавун 5,00-30,00 мідь решта, при цьому мастило з ультрадисперсними алмазами має наступне співвідношення компонентів у порошку, мас. %: 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 (IV) вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи інтеркаляційних: сполуки молібдену (IV), оксид молібдену (IV) МоО2, хлорид молібдену (IV) МоСl4, бромід молібдену (IV) МоВr4, сульфід молібдену (IV) MoS2. 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 (IV), зміцнюючі-легуючі компоненти, ультрадисперсні алмази УДА. 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. %: порошок міді 37,0-60,0 4 UA 109205 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 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 (IV), зміцнюючі-легуючі компоненти, ультрадисперсні алмази УДА, при наступному співвідношенні компонентів в матеріалі, мас. %: 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 (IV) ультрадисперсні алмази УДА 0,01-5,00 шунгіт 0,10-22,00 мідь з хромистим чавуном решта, при наступному співвідношенні, мас. %: гранули: друга суміш порошку 1: 50-1:3, 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) МоО2, хлорид молібдену (IV) МоСl4, бромід молібдену (IV) МоВr4, сульфід молібдену (IV) MoS2. Переважно першу суміш порошків гранулюють шляхом пропускання між каліброваними валками прокатного стана. Формування шихти, відповідно до корисної моделі, може бути виконано шляхом прокатування дозованими порціями між валками прокатного стана. Переважно шихту спікають при температурі 900-1100 °C. З запропонованого матеріалу виготовлюють струмознімальні елементи, для чого їх просочують мастилом, в якому міститься від 0,5 до 5,0 мас. % 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. %, а кількість ультрадисперсного порошку алмазу - від 0,1 до 5,5 мас. %. Суть корисної моделі пояснюють креслення. На фіг. 1 - загальний вигляд струмознімального елемента, який ковзає по контактному проводу; фіг. 2 - загальний вигляд частки накладки струмознімального елемента; фіг. 3 молекула фулерену вуглецю С60; фіг. 4 - елементоорганічна сполука фулерену С60 з міддю, зміцненою хромистим чавуном, дисульфідом молібдену, ультрадисперсними алмазами УДА та залізом. Введення в матеріал струмознімального елемента як основи міді, легованої хромистим 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 і фіг. 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 Fe-Fе3Р, Cu-Сu3Р, що значно збільшує електропровідність матеріалу. Граничні вмісти зміцнюючих-легуючих компонентів визначені експериментальним шляхом, у зв'язку з обмеженою розчинністю фосфору в залізі і міді. Експериментально встановлено, що вміст у міді хромистого чавуну менше 5 % не робить помітного впливу на поліпшення електричних і трибологічних властивостей матеріалу, а при вмісті в міді хромистого чавуну більше 17 % приводить до підвищеного зносу поверхонь, що сполучаються. 5 UA 109205 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Введення в матеріал струмознімального елемента шунгіту обумовлено тим, що шунгіт містить до 60 % фулеренів вуглецю С60 або, як раніше називали, склографіт (фіг. 3). Завдяки тому, що фулерени вуглецю С60 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. У матеріалі струмознімального елемента приєднання до фулерену металовмісного радикала міді, зміцненої хромистим чавуном, сполуки чотиривалентного молібдену (IV), 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. Приєднання до фулеренів вуглецю металовмісних радикалів, що входять у матеріал струмознімального елемента, міді, зміцненої хромистим чавуном, сполуки чотиривалентного молібдену (IV), 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 (IV), 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 С 60 і забезпечує постійний вихід мастила на поверхню тертя в процесі всього терміну експлуатації і різко знижує коефіцієнт тертя (фіг. 1-2). Введення шунгіту менше 0,1 % не робить помітного впливу на поліпшення електричних і трибологічних властивостей у зв'язку з недостатньою кількістю утворення "ниток перлів", а при введенні більш 22 % суміш компонентів перестає ущільнюватися. Введення в матеріал струмознімального елемента сполуки чотиривалентного молібдену (IV) обумовлена властивостями цього матеріалу. Сполуки чотиривалентного молібдену (IV), 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 множення Р х V і різко підвищують антифрикційні властивості матеріалу. Експериментально встановлено, що вже при введенні сполуки чотиривалентного молібдену (IV) в кількості 0,5 мас. % відбувається значне збільшення антифрикційних властивостей матеріалу. Експериментально встановлено, що збільшення вмісту в матеріалі сполуки чотиривалентного молібдену (IV) до 5 мас. % відбувається різке збільшення антифрикційних властивостей матеріалу. При введенні в матеріал сполуки чотиривалентного молібдену (IV) понад 5 мас. % спостерігається різке розміцнення матеріалу і значне зниження його антифрикційних властивостей. 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. %, 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. %, в матеріалі струмознімального елемента з'являються не покриті мастилом частки ультрадисперсних алмазів УДА, що чинить негативний вплив на трибологічні характеристики матеріалу. 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 (IV), зміцнюючі-легуючі компоненти, ультрадисперсні алмази УДА, прокатування шихти дозованими порціями між валками прокатного стана і спікання отриманої шихти при температурі 900-1000 °C 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 6 UA 109205 U контактуючих пар тертя і значно перевищує за трибологічними характеристиками відомі сучасній науці матеріали, що підтверджується даними, наведеними у таблиці. Таблиця Результати порівняльних випробувань по зносу контактних проводів різними типами накладок № Тип накладки 1 Тип Кількість контактного оборотів дроту дроту 3 4 2 НМГ-1200 (випробування до 1 МФ-100 критичного зносу) 242060 242060 2 Романіт-УВЛШ-1 МФ-100 500000 Мідна шина 6×30 мм, по 3 ГОСТ 495-92 4 НМГ-1200 (випробування під МФ-85 струмом) 5 Романіт-УВЛШ-1 6 5 10 15 МФ-100 НМГ-1200 (випробування без струму) № зразка середній знос накладок, мм 5 6 №5 №6 3,76 3,73 № 10 №9 0,02 0,02 № 10 №9 0,03 0,04 1980 264200 № 13 2,05 № 14 1,75 № 15 0,03 № 11 0,12 № 16 0,07 № 12 0,15 МФ-85 500000 МФ-85 500000 Середній знос 2 дроту, мм 7 0,95 0,07 0,31 Заклинило, стендові випробування зупинені Заклинило, стендові випробування зупинені 2,01 0,07 Матеріал має підвищену електропровідність, низький коефіцієнт тертя, високу зносостійкість, механічну міцність, товсту розділову плівку, що запобігає зносу контактуючих пар тертя. Запропонований матеріал одержують в такий спосіб. 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. %: хромистий чавун 5,00-17,00 мідь решта. Суміш порошків міді та графіту у кількості, мас. %: мідь 37,0-60,0 графіт решта, пропускають між каліброваними валками прокатного стана для отримання гранул розміром 0,4-2,0 мм. Порошки міді, зміцнені хромистим чавуном, шунгіту, сполуки чотиривалентного молібдену (IV), 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. Гранули змішують з другою сумішшю порошку, що містить, мас. %: волокна 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 (IV) ультрадисперсні алмази УДА 0,01-5,00 шунгіт 0,10-22,00 мідь з хромистим чавуном решта. 7 UA 109205 U 5 10 При цьому співвідношення гранул і другий суміші порошків вибирають у межах 1:50-1:3. Отриману шихту спочатку формують, прокочуючи дозованими порціями між валками прокатного стана, а потім спікають при температурі 900-1100 °C в прохідній печі у середовищі захисного газу. Потім отриманий матеріал розташовують в ємкості для просочення маслом з ультрадисперсними алмазами. Просочення здійснюється у вакуумі з підігрівом до температури інтенсивного випаровування масла. 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. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 1. Матеріал струмознімального елемента, що 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, який відрізняється тим, що додатково містить мідь, зміцнену хромистим чавуном, шунгіт, сполуки чотиривалентного молібдену (IV), зміцнюючі-легуючі компоненти, ультрадисперсні алмази УДА, при наступному співвідношенні компонентів у матеріалі, мас. %: мастило з ультрадисперсними алмазами 0,50-40,00 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 компоненти 0,50-5,40 сполуки чотиривалентного молібдену (IV) 0,50-5,00 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. %: мідь 37,0-60,0 графіт решта, при цьому мідь з хромистим чавуном має наступне співвідношення компонентів у порошку, мас. %: хромистий чавун 5,00-17,00 мідь решта, при цьому мастило з ультрадисперсними алмазами має наступне співвідношення компонентів у порошку, мас. %: ультрадисперсні алмази 0,10-5,00 мастило решта, як зміцнюючі-легуючі порошкоподібні компоненти вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи: білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор), а як сполуку чотиривалентного молібдену (IV) вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи інтеркаляційних: сполуки молібдену (IV), оксид молібдену (IV) МоО2, хлорид молібдену (IV) МоСl4, бромід молібдену (IV) МоВr4, сульфід молібдену (IV) MoS2. 2. Матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що не містить сполуки чотиривалентного молібдену (IV) та ультрадисперсні алмази УДА. 8 UA 109205 U 9 UA 109205 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10