Антифрикційний матеріал на основі алюмінію

Антифрикційний матеріал на основі алюмінію, що містить кремній, мідь, магній, цинк, олово, марганець, хром, нікель, натрій, залізо і титан, який відрізняється тим, що додатково містить бор і берилій, які разом з означеними елементами містяться у відходах алюмінієвого сплаву АК8 МЗч 3 26862 4 Натрій 0,05-0,1 Залізо 0,2-0,4 Титан 0,1-0,25 Бор 0,05-0,1 Берилій 0,05-0,25 Алюміній решта Корисна модель ілюструється на наступному прикладі. Приклад. Шліфувальні відходи сплаву АК8 МЗч (ДСТУ 2839-94) після операцій очищення від забруднень абразивною крихтою та висушення від вологи, пресували при тисках 450-500МПа при кімнатній температурі. Утворені брикети піддавали гарячому пресуванню при 300МПа та температурі зовнішнього нагріву 400°С. Анти фрикційні властивості визначали на повітрі при швидкості ковзання 1 м/с, навантаженнях на пару тертя 3,0-5,5МПа та змащуванні індустріальним мастилом "И-20" в парі з контртілом із сталі 45 (45-48 HRCe) при температурах до 130°С. У таблиці наведено склади запропонованого антифрикційного матеріалу (склади 1-3), склади, що виходять за межі запропонованого складу компонентів (склади 4, 5), а також антифрикційні властивості зазначених складів у порівнянні з властивостями відомого антифрикційного матеріалу (склад 6, прототип). Наведені у таблиці дані показують, що присутність бору і берилію у складі запропонованого антифрикційного матеріалу на основі алюмінію забезпечує надання йому більш високих антифрикційних характеристик при підвищенні граничнодопустимих навантажень на пару тертя і температур у порівнянні з матеріалом - прототипом (склад 6). Це відбувається внаслідок позитивної дії бору і берилію завдяки утворенню в структурі матеріалу додаткових потрійних та подвійних фаз. Вміст компон ентів , мас. % Склад 1 2 3 4 5 6 (прототип) Si Сu Мg Zn 7,0 2,5 0,25 0,5 8,0 3,0 0,4 0,8 8,5 3,5 0,5 1,0 6,0 1,5 0,1 0,3 9,5 4,0 0,6 1,3 11,0- 1,5- 0,9- 0,313,0 2,8 1,2 0,5 Sn Mn Cr 0,1 0,1 0,05 0,2 0,12 0,1 0,3 0,15 0,2 0,05 0,07 0,03 0,4 0,2 0,25 0,01- 0,3- 0,050,02 0,6 0,2 Берилій зв'язує домішки заліза у компактні кристали Fе2Ве5Аl4, попереджаючи утворення крихких пластин FeSiAl 5, завдяки чому підвищуються пластичність та в'язкість руйнування матеріалу, що забезпечує добре припрацьовування антифрикційного матеріалу і дозволяє форсувати режими навантаження на матеріал, збільшуючи гранично-допустимі навантаження і робочі температури. Позитивним фактором також є наявність у запропонованому антифрикційному спеченому матеріалі підвищеної кількості цинку - 0,5-1,0мас.% проти 0,3-0,5мас.% у матеріалі-прототипі. Цинк у кількості більше 0,5мас.% окрім розчинення у твердому розчині утворює зміцнюючі подвійні та потрійні інтерметалідні сполуки MgZn2 та Al2 Mg3 Zn3, які підвищують міцність матеріалу на основі алюмінію, що, у свою чергу, призводить до зниження коефіцієнту тертя та інтенсивності зношування. Присутня на вихідних частинках відходів сплаву АК8 МЗч складна оксидна плівка, що містить Аl2О3 та комплексні оксиди BeO·MgO, захищає антифрикційний матеріал від окислювання при температурах експлуатації 130 С, а також запобігає затягуванню пор при дії навантажень на матеріал, що сприяє утриманню мастила в порах-резервуарах при терті у присутності мастила, а м'яка основа частинок відходів забезпечує швидке припрацьовування антифрикційного матеріалу при роботі. При складі компонентів матеріалу за межами запропонованого вмісту компонентів (склади 4, 5) антифрикційні властивості матеріалу знижуються. Економічна ефективність, крім підвищення антифрикційних властивостей матеріалу та гранично-допустимих навантажень і температур його експлуатації, полягає також у можливості використання відходів алюмінієвого сплаву АК8 МЗч для виготовлення підшипників ковзання. Таблиця Анти фрикційний матеріал на основі алюмінію може використовуватись для оснащення вузлів Кое фіцієнт тертя (f ) та тертя, Гранично- працюють зношу в ання підвищених що при інтенсив ність Граничнодопу стиме (І), мкм/км, при допу стима навантаженнях і температурах у присутності нав в атмосфері повітря, зокрема, у вузлах нав антаженнях МПа темпер ату ра, мастилаантаження при 3,5 тертя 130°С, МПа обладнання І та 5,5 I устатк °С ування Ті В Be Al f f машинобудівної 0,0047 приладобудівної галузей та 0,1 0,05 0,05 ре шта 5,5 2,41 0,0054 2,68 130 промисловості. 0,0045 2,38 0,0051 2,66 0,2 0,07 0,15 ре шта 5,5 130 0,25 0,1 0,25 ре штаЛітература 5,5 0,0048 2,42 0,0053 2,69 130 0,05 0,02 0,02 ре шта1. 5,5 130 Патент 0,0055 2,86 0,0067 3,44 С22С21/02, України 60174А 0,4 0,2 0,3 ре шта 5,5 0,0057 3,01 0,0074 3,71 130 15.09.2003, Бюл. №9. Ni Na Fe 0,2 0,05 0,2 0,25 0,07 0,3 0,3 0,1 0,4 0,15 0,02 0,1 0,4 0,2 0,5 0,8- 0,05- 0,5- 0,051,3 0,1 0,8 0,2 Бор утворює разом з титаном, хромом і залізом боридні фази - дибориди ТіВ2, СrВ2 та монобориди FeB, котрі розподіляються біля границь зерен в структурі матеріалу і чинять модифікуючу дію на антифрикційний матеріал подрібнюють мікрозерно, зменшують розмір дендритної комірки, очищують границі зерен від фаз неметалевих домішок, чим гальмують процеси знеміцнення матеріалу при підвищених температурах та навантаженнях при терті, і тим самим підвищують структурну стабільність матеріалу в умовах експлуатації. ре шта 3,5 0,0079 6,82 0,0131 8,43 100