Порошковий антифрикційний матеріал на основі алюмінію

Порошковий антифрикційний матеріал на основі алюмінію, що містить кремній, мідь, магній, цинк, олово, марганець, хром, нікель, натрій, залізо, який відрізняється тим, що він додатково містить титан, який разом з означеними елементами міститься у відходах алюмінієвого сплаву АК Винахід належить до порошкової металурги, насамперед, до спечених антифрикційних матеріалів, що використовуються у машинобудуванні та приладобудуванні при виготовленні ПІДШИПНИКІВ ковзання, що працюють при низьких навантаженнях в умовах тертя в присутності мастила в атмосфері повітря при температурах до 100°С Найбільш близьким до винаходу по технічній суті та сукупності суттєвих ознак є литий сплав на основі алюмінію [1] слідуючого складу, мас % Кремній 2,0-8,0, Мідь 2,6-6,0, Магній 0,1-1,5, Цинк 0,2-3,0, Олово 0,2-2,0, Марганець 0,05-0,5, Хром 0,05-0,5, Нікель 0,05-0,5, Натрій 0,05-0,1, Залізо 0,05-0,7, АЛЮМІНІЙ решта Недоліками відомого антифрикційного матеріалу є незадовільний рівень триботехнічних властивостей - високий коефіцієнт тертя та інтенсивність зношування при низьких значеннях гранично-доступних навантажень в умовах тертя в присутності мастила на повітрі при підвищених температурах 12М2МгН при наступному співвідношенні компонентів, мас % кремній 11,0-13,0 МІДЬ 1,5-2,8 магній 0,9-1,2 цинк 0,3-0,5 олово 0,01-0,02 марганець 0,3-0,6 хром 0,05-0,2 нікель 0,8-1,3 натрій 0,05-0,1 залізо 0,5-0,8 титан 0,05-0,2 алюміній решта В основу винаходу поставлено задачу зниження коефіцієнту тертя та інтенсивності зношування, а також підвищення гранично-допустимих навантажень антифрикційного матеріалу при терті в присутності мастила при температурах до 100°С Поставлена задача досягається тим, що порошковий антифрикційний матеріал на основі алюмінію, який містить кремній, мідь, магній, цинк, олово, марганець, хром, нікель, натрій, залізо, додатково містить титан, який разом з означеними елементами знаходиться у відходах алюмінієвого сплаву АК 12 шенні компоне Кремній Мідь Магній Цинк Олово Марганець Хром Нікель Натрій Залізо Титан ІгН, при слідуючому СПІВВІДНО мас % 11,0-13,0, 1,5-2,8, 0,9-1,2, 0,3-0,5, 0,01-0,02, 0,3-0,6, 0,05-0,2, 0,8-1,3, 0,05-0,1, 0,5-0,8, 0,05-0,2, решта АЛЮМІНІЙ Винахід ілюструється на наступному прикладі Приклад Шліфувальні відходи сплаву АК 12М2 МгН (ДСТУ 2839-94) після операцій очищен О (О 60174 ня від забруднень абразивом та висушення від вологи, пресували при навантаженні 500МПа при кімнатній температурі Після цього утворені пресовки піддавали гарячому пресуванню при ЗООМПа та температурі зовнішнього нагріву 400°С Антифрикційні властивості визначали на повітрі при швидкості ковзання 1м/с, навантаженнях 2-5МПа та змазуванні мастилом "І - 20" в парі з контртілом із сталі 45 (45-48 HRCe) при температурах до 100°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 наявність титану у складі запропонованого антифрикційного матеріалу на основі алюмінію забезпечує придания йому більш високих антифрикційних властивостей при збільшенні гранично-допустимих навантажень та температур у порівнянні з матеріалом-прототипом Це відбувається внаслідок позитивної дії титану за рахунок утворення в структурі матеріалу додаткових подвійних та потрійних фаз КІЛЬКОСТІ 11-13% мас проти 2-8% мас у матеріалі прототипі Кремній у КІЛЬКОСТІ більше 8% мас утворює тверді структурні складові внаслідок його малої розчинності у алюмінії та призводить до створення нерівномірної структури (ліквацм) литого сплаву [1] Це явище повністю відсутнє в запропонованому матеріалі, в якому кремній знаходиться у мікрочастинках ВІДХОДІВ І ЙОГО тверді сполуки таким чином "рівномірно розташовані в структурі матеріалу Це сприяє суттєвому зменшенню інтенсивності зношування та коефіцієнту тертя при підвищених температурах Присутня на вихідних частинках ВІДХОДІВ сплаву АК 12М2МгН складна оксидна плівка запобігає затягуванню пор при навантажуванні, що сприяє утриманню мастила в порах при терті з мастилом, а більш м'яка основа частинок забезпечує добре припрацьовування матеріалу При складі компонентів матеріалу за межами запропонованого вмісту компонентів (склади 4, 5) антифрикційні властивості матеріалу знижуються Економічна ефективність, крім підвищення антифрикційних властивостей матеріалу, полягає також у можливості використання ВІДХОДІВ алюмінієвого сплаву АК 12М2МгН для виготовлення ПІДШИПНИКІВ ковзання Порошковий антифрикційний матеріал на основі алюмінію може використовуватись для оснащення вузлів тертя, що працюють при низьких навантаженнях в присутності мастила в атмосфері повітря при підвищених температурах, насамперед, у вузлах тертя обладнання машинобудівної та приладобудівної галузей Література 1 Патент України 8251 СІ С22 21/04 29 03 96р Бюл 1 Інтерметалідні фази ТіАІЗ, NITI, N12T1AI сприяють створенню в структурі матеріалу дрібного зерна і тим самим зміцнюють алюмінієвий твердий розчин, що в свою чергу призводить до зниження коефіцієнту тертя та інтенсивності зношування Присутність утворених сполук дозволяє значно розширити діапазон експлуатаційних навантажень матеріалу завдяки підвищенню граничнодопустимих навантажень та температур Позитивним фактором є наявність в запропонованому порошковому матеріалі кремнію у Таблиця Вміст компонентів, мас % Склад Si Си Mg Zn Sn Mn 1 11 0 1 5 09 03 0 01 03 Cr Ni 0 05 08 2 3 4 5 Na Fe 0 05 05 Гра-ничнодопу-стиме навантаження Ті Al при 100°С МПа эеш0 05 5 та 0 1 5 -II5 0 2 -II5 0 02 -II5 0 3 -II5 120 20 1 0 04 0 015 05 01 1 0 0 08 07 130 28 1 2 05 0 02 06 02 1 3 01 08 100 1 0 07 02 0 007 01 0 03 06 0 02 03 140 35 1 5 07 0 03 08 03 1 5 02 09 2 0- 2 6- 0 1- 0 2- 0 2-- 0 05-0 05-0 05-0 05-0 056* -8 0 -6 0 -1 5 -3 0 20 -0 5 -0 5 -0 5 -0 1 -0 7 -II 2 Коефіцієнт тертя (f)Ta інтенсивність зношування (І), мкм/км при Граничнодопустима навантаженні, МПа температу2 3 5 ра, °С f І f І f І 0,0047 2,47 0,0038 2 51 0,0063 2,85 100 0,0044 0,0045 0,0050 0,0051 2,40 2,44 3,10 3,0 0,0036 0,0037 0,0040 0,0041 2,60 2,49 3,22 3,34 0,0061 0,0064 0,0076 0,0080 2,81 2,84 3,6 3,9 100 100 100 100 0,010 55 0,012 6,1 0,015 6,8 20 6*- прототип Комп'ютерна верстка С Волобуев Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна