Спосіб отримання гранул для виробництва антифрикційного матеріалу

1 Спосіб отримання гранул для виробництва антифрикційного матеріалу, що включає отримання шихти змішуванням графіту із зміцнювальнолегуючими порошкоподібними компонентами і формування гранул, який відрізняється тим, що шихту отримують змішуванням графіту із зміцнювально-легуючими порошкоподібними компонентами в присутності зволожувача при наступному співвідношенні, мас % зміцнювально-легуючі компоненти 20,0-90,0 зволожувач 0,01 -8,0 графіт решта, як зміцнювально-легуючі порошкоподібні компо ненти використовують щонайменше один матеріал, вибраний з групи - мідь, залізо, бронза, дисульфід молібдену, молібден, кобальт, алюміній, свинець, олово, вольфрам, срібло, а як зволожувач використовують щонайменше одну речовину, вибрану з групи рідких вуглеводнів з температурою кипіння вище за 40°С 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як зволожувач використовують щонайменше одну речовину, вибрану з групи - солярове масло, гас, машинне мастило 3 Спосіб за п 2, який відрізняється тим, що шихту змішують в змішувачі протягом 15-120 хвилин 4 Спосіб за п 3, який відрізняється тим, що гранули формують в профільованих валках гранулятора 5 Спосіб за п 4, який відрізняється тим, що сформовані гранули розділяють на віброситі і грохоті на фракції розміром 0,1-5,0 мм 6 Спосіб за пп 1-5, який відрізняється тим, що сформовані гранули піддають термообробці при температурі 400-1150°С Винахід відноситься до способів отримання антифрикційних матеріалів, що виготовляються методом порошкової металурги, а саме до способу отримання гранул для виробництва антифрикційних матеріалів ПІДШИПНИКІВ ковзання, що використовуються при виробництві для різних галузей промисловості Аналіз науково-технічної інформації показав, що, незважаючи на велику КІЛЬКІСТЬ антифрикційних матеріалів, їх ресурс не забезпечує строк служби між середніми і капітальними ремонтами машин, механізмів і обладнання Нормальна експлуатація антифрикційних матеріалів у вузлах тертя-ковзання, особливо важко навантажених і при високих швидкостях ковзання, можлива у разі нанесення і збереження на сполучних поверхнях міцної розділової плівки твердого мастила, що різко знижує коефіцієнт тертя, що запобігає схоплюванню і зносу сполучних поверхонь Тверді мастила повинні володіти достатньою МІЦНІСТЮ і повинні міцно закріплятися в антифрик ційному матеріалі Аналіз науково-технічної інформації показав, що ідеальним матеріалом для твердого мастила є графіт Графіт різко знижує знос матеріалів, сприяє зниженню і стабілізації коефіцієнта тертя, за рахунок розділової плівки, що утворюється на поверхні контактуючої пари Введення в матеріал вільно розподіленого графіту в КІЛЬКОСТІ більше за 5 мас % різко зменшує МІЦНІСТЬ матеріалу і він стає не придатним для промислового використання Однак загальна КІЛЬКІСТЬ графіту в матеріалі менше за 5,4 мас % не сприяє утворенню достатньої розділової плівки Одним з розв'язань цієї проблеми є нанесення на графітові порошки ХІМІЧНИМ І електрохімічним методами різних покриттів Відомий спосіб міднення графітових порошків ХІМІЧНИМ і електрохімічним методами (Павленко В И , Ясь Д С - Дослідження процесу міднення порошків графіту при виробництві міднографітових матеріалів - Порошкова металургія, 1976, № 2, з СО 1 (О Ю 56743 9-13 і Mikuiek I, Hromek E Patent Ns 1 4833 2 формування гранул пресуванням в профільованих (ЧССР) Kovokeramicke treci material! - Опубл валках прокатного стану 15 04 73) Недоліком цього способу є поверхневе Однак отримання гранул подібним способом покриття часток графіту міддю і, як результат цьовикликає труднощі через різну насипну ЩІЛЬНІСТЬ го, низька МІЦНІСТЬ закріплення графіту в матеріалі порошкоподібних компонентів гранул, внаслідок і, отже, низька ефективність його введення в мачого після припинення змішування спостерігається теріал, висока ШКІДЛИВІСТЬ виробництва, забрудсегрегація порошкоподібних компонентів Порошнення навколишнього середовища відходами гакоподібний компонент з більш низькою насипною льванічного виробництва, а також висока вартість ЩІЛЬНІСТЮ спливає над порошкоподібним комподаного способу 3 цієї причини цей спосіб не нентом з більш високою насипною ЩІЛЬНІСТЮ, ЩО знайшов практичного застосування при подальшому формуванні веде до неоднорідність гранул і їх низької механічної МІЦНОСТІ Відомий спосіб нікелювання графітових порошків ХІМІЧНИМ і електрохімічним методами (Ясь Д В основу винаходу поставлена задача створиС , Павленко В Й , Подмоков В Би Метал о графіти спосіб отримання гранул для виробництва антові матеріали з високим вмістом графіту і деякі тифрикційного матеріалу, який дозволяє отримати методи їх отримання - Порошкова металургія, гранули з великим процентним вмістом графіту і 1976, № 1 , з 31-34) Недоліком цього способу є високою механічною МІЦНІСТЮ поверхневе покриття часток графіту нікелем і, як Поставлена задача вирішується тим, що у вірезультат цього, низька МІЦНІСТЬ закріплення градомому способі отримання гранул для виробництфіту в матеріалі і, отже, низька ефективність його ва антифрикційного матеріалу що включає отривведення в матеріал, висока ШКІДЛИВІСТЬ виробнимання шихти змішуванням графіту із зміцнюючецтва, забруднення навколишнього середовища легуючими порошкоподібними компонентами і відходами гальванічного виробництва і висока формування гранул пресуванням, шихту отримувартість даного способу 3 цієї причини цей спосіб ють змішуванням графіту із зміцнююче-легуючими не знайшов практичного застосування порошкоподібними компонентами в присутності зволожувача, при наступному співвідношенні, мас Відомий спосіб плакування неметалічних час% ток шляхом осадження на їх поверхню металу з водних розчинів в присутності водню при високих Зміцнююче-легуючі компоненти 20,0 - 90,0 температурах і тиску (Kunda W New developments Зволожувач 0,01 - 8,0 in the preparation of composite powders - High Temp Графіт решта, - High Pressur 1971, 3, № 5, p 593-612) Таким спояк зміцнююче-легуючі порошкоподібні компособом можуть бути отримані неметалічні порошки ненти вибирають щонайменше один матеріал, з оболонкою з МІДІ, нікелю, кобальту, молібдену і вибраний з групи - мідь, залізо, бронза, дисульфід срібла Недоліком цього способу є поверхневе молібдену, молібден, кобальт, алюміній, свинець, покриття часток графіту міддю, нікелем, кобальолово, вольфрам, срібло, а як зволожувач вибитом, молібденом і сріблом і, як результат цього, рають щонайменше одну речовину вибрану з грунизька МІЦНІСТЬ закріплення графіту в матеріалі і, пи рідких вуглеводнів з температурою кипіння виотже, низька ефективність його введення в матеще за 40°С ріал, висока ШКІДЛИВІСТЬ виробництва, забрудненВибір МІДІ, заліза, бронзи, дисульфіда молібня навколишнього середовища відходами виробдену, молібдену, кобальту, алюмінію, свинцю, ництва і висока вартість даного способу 3 цієї олова, вольфраму, срібла як зміцнююче-легуючіх причини цей спосіб не знайшов практичного застопорошкоподібних компонентів для утворення месування талевого каркаса твердого мастила гранул на основі графіту зумовлений тим, що ці матеріали воІнше рішення відоме з патенту Японії № 1042 лодіють хорошою здатністю до пресування, співід 18 0165 р, де описаний спосіб плакування канням, забезпечують міцне закріплення гранул в часток графіту, шляхом диспергування розплавматриці антифрикційного матеріалу, див Федорленого металу в струмені нейтрального газу, в ченко И М , Пугина Л И КОМПОЗИЦІЙНІ спечені анякий вводять порошок графіту Недоліком цього тифрикційні матеріали - ДО Наукова думка, способу є тільки поверхневе покриття часток гра1980 404 з Співвідношення графіту і металевих фіту металом і, як результат цього, низька МІЦНІСТЬ порошків визначалося експериментально Ввезакріплення графіту в матеріалі і, отже, низька дення графіту в гранули менше за 10 мас % є неефективність його введення в матеріал, висока доцільним, оскільки це не забезпечить підвищення ШКІДЛИВІСТЬ виробництва, забруднення навколишмастильних властивостей антифрикційних матерінього середовища відходами виробництва і висока алів при введенні в них гранул з таким процентним вартість даного способу 3 цієї причини цей спосіб змістом графіту Максимально можливе введення не знайшов практичного застосування графіту в гранули дорівнює 80 мас %, що є межою Найбільш близьке рішення відоме з патенту при отриманні гранул графіту, що володіють доУкраїни № UA 42952 А від 15 11 2001 р , де пропостатньою МІЦНІСТЮ нується вводити графіт в антифрикційний матеріал у вигляді металізованих гранул, що міцно закріОскільки шихта містить більше за 10 мас % пляються в антифрикційних матеріалах внаслідок графіту, питома маса якого значно відрізняється утворення металевого каркаса гранул При цьому від питомої маси зміцнююче-легуючих порошкопоописаний спосіб отримання гранул для виробницдібних компонентів, и змішування виробляється в тва антифрикційного матеріалу включає отриманзмішувачах типу конусних з ексцентричними вісяня сухої шихти змішуванням графіту із зміцнюючеми, що виключають намазання графіту на частки легуючими порошкоподібними компонентами і зміцнююче-легуючих порошкоподібних компонен 56743 тів Для забезпечення можливості плющення гразниження МІЦНОСТІ антифрикційних матеріалів, в нул, зменшення сегрегації і збільшення рівномірякі вводяться гранули, зменшенню його несучої ності змішування в шихту додається вуглецьздатності і ЗНОСОСТІЙКОСТІ Гранули розміром більутримуючий зволожувач, вибраний з групи рідких ше за 5,0 мм, як області із зниженою ЩІЛЬНІСТЮ, вуглеводнів з температурою кипіння вище за 40°С можуть розглядатися як концентратори напруВибір даного зволожувач зумовлений тим, що по жень, що значно знижують механічні властивості Б Я Пітеру термодинамічний зв'язок двох взаєантифрикційних матеріалів, в які вводяться ці грамонерозчинних часток визначається нерівністю нули, що особливо впливає на ударну в'язкість При експлуатації таких матеріалів можуть спостерігатися механічні сколи тобто поверхнева енергія міжфазної межі, що Гранули для виробництва антифрикційного утворився АВ при пресуванні повинна бути менше, матеріалу виготовляють в наступній ПОСЛІДОВНОСТІ ніж сума поверхневих енергій часток компонентів Шихту отримують змішуванням графіту з зміцнююгранул, що пресуються, у нашому разі часток поче-легуючими компонентами в присутності зволорошку графіту і часток зміцнююче-легуючих порожувач, при наступному співвідношенні, мас % шкоподібних компонентів Ця умова здійснима Зміцнююче-легуючі компоненти 20,0 - 90,0 тільки при наявності описаного вище зволожувача, Зволожувач 0,01 - 8,0 зв'язуючого компоненти гранул Використання Графіт решта, зволожувача дозволяє зменшити сегрегацію і збіяк зміцнююче-легуючі порошкоподібні компольшує рівномірність змішування компонентів шихненти вибирають щонайменше один матеріал вити Крім того, під час термообробки гранул або браний з групи - мідь, залізо, дисульфід молібдесплавленні гранул при виробництві антифрикційну, молібден, кобальт, алюміній, свинець, олово, ного матеріалу спостерігається часткове згоряння вольфрам, срібло Шихту завантажують в змішувуглець-вмісного зволожувача, при якому частина вач, і після додання зволожувача змішується на вуглецю залишається в матеріалі, внаслідок чого, протязі 15- 120 хвилин в залежності від зміцнюювідбувається додаткове насичення гранул вуглече-легуючого порошкоподібного компонента, що цем і супутнє цьому процесу зменшення пористосвводиться ті гранул Для приготування шихти можуть використовуПри цьому шихта змішується в змішувачі на ватися будь-які типи змішувачів барабанні, конуспротязі 15- 120 хвилин в залежності від зміцнююні, шнекові і ІНШІ типи змішувачів Після змішуванче-легуючого порошкоподібного компонента, що ня отримана шихта висипається в кюбель і заванвводиться тажується в гранулятор (прокатний стан) Гранули Гранули отримують шляхом безперервного формують шляхом безперервного плющення в плющення в профільованих валках гранулятора профільованих валках гранулятора (прокатного Сформовані гранули розділяють на віброситі і стану) Потім отримані гранули розділяються на грохоті на фракцію 0,1-5,0 мм , і переважно, підвіброситі або грохоті на фракцію 0,1-5,0 мм дають термообробці при температурі 400-1150°С, Винахід дозволяє отримувати гранули високої в залежності від зміцнююче-легуючого порошкомеханічної МІЦНОСТІ з великим процентним вмістом подібного компонента, що вводиться графіту і міцним металевим каркасом, який забезРозмір гранул повинен бути не менше за 0,1 печує надійне закріплення гранул в антифрикціймм При меншому розмірі гранул меншає матричному матеріалі ність металевого каркаса, що приводить до різкого Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24