Зносостійкий аморфний матеріал на основі марганцю

Реферат: UA 75980 U UA 75980 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до галузі порошкової металургії, а саме до зносостійких аморфних покриттів. Відомий аморфний матеріал на основі міді [Авт. Свід. СРСР SU 1662119 А1, МПК С22С9/01, 28.11.89, ДСК], що містить алюміній, марганець, залізо, нікель, кремній, бор при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: алюміній 9,5-12,2 марганець 0,01-2,8 залізо 0,2-0,5 нікель 0,01-2,8 кремній 0,01-0,2 бор 0,01-0,015 мідь решта. Проте, покриття, отримане на основі зазначеної композиції, має певні недоліки, зокрема низьку твердість та крихкість, істотно знижує надійність роботи виробів із вказаного матеріалу. Як аналог може бути взятий матеріал для напилення покриттів на деталі газотурбінних двигунів [патент США № 4585481 опуб. 29.04.86., НКИ 106/15] наступного складу, мас. %: хром 15-25 кобальт 15-35 алюміній 10-30 кремній 0,1-7 нікель ешта. Але він має низьку жароміцність та корозійностійкість при підвищених температурах. Найбільш близькою до корисної моделі за сукупністю ознак є композиція на основі заліза. 1. Коржик В.Н., Куницкий Ю.А., Борисов Ю.С. и др. Структурные превращения в сплаве FeB-C-Si, аморфизированном при газотермическом напылении // Изв. АН СССР. Металлы.-1989. №2. - С. 166-169.; При наступному співвідношенні компонентів, мас. %: залізо 45-40 бор 20-15 вуглець 25-20 кремній 10-5. 2. Андрейчук В.К., Борисов Ю.С, Коржик В.Н. Влияние добавок бора на структуру и свойства газотермических покрытий из сплава на основе Fe-C-Si // Интенсификация процессов повышения качества и долговечности восстановленных деталей. - Кишенев: Кишеневский с/х ин-т, 1986.-С.67-75. При наступному співвідношенні компонентів, мас. %: залізо 80-75 вуглець 7-2 кремній 13-8. Використання заліза в такому складі не забезпечує міцності та стійкості в агресивних середовищах. Створення на робочих поверхнях вузлів тертя захисних покриттів, що мають високу зносостійкість та сприяють вирішенню проблем якості актуально для сучасного машинобудування. Тому матеріал, що заявляється, успішно може бути використаний у сучасній промисловості: Задачею корисної моделі є - підвищення якості традиційної продукції внаслідок застосування аморфних сплавів, що мають більш високі характеристики, ніж кристалічні матеріали, та ймовірність створення приладів нового типу, заснованих на унікальному комплексі властивостей, що характерні аморфним матеріалам; - заміна кристалічних матеріалів на основі дефіцитних металів аморфними сплавами, що складаються з більш доступних матеріалів; - перехід від багатоступеневої, трудомісткої технології отримання кінцевого продукту до нових високопродуктивних і матеріало- та енергозберігаючих технологій отримання виробів безпосередньо з розплаву. Поставлена задача вирішується тим, що зносостійкий аморфний матеріал на основі марганцю для поліпшення триботехнічних характеристик містить у своєму складі марганець, титан, кремній та бор у такому співвідношенні компонентів, мас. %: марганець 65-75 титан 15-20 кремній 8-10 бор 2-5. 1 UA 75980 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Введення до аморфного матеріалу титану, що за своєю природою має домішки кисню та кремнію, підвищує його міцність, знижує пластичність. Титан корозійностійкий до різних технологічних розчинів, реагентів, атмосферного повітря. А у парі з кремнієм та бором утворює тугоплавкі та високотверді покриття. Суть корисної моделі пояснюється конкретними прикладами виконання. Приклад. Матеріал одержували методами порошкової металургії. Технологічна послідовність виробництва порошку складається з наступних операцій: - підготовка вихідних порошків (просіювання, висушування); - приготування шихти; - упаковка шихти в контейнер; - хіміко-термічна обробка; - розпаковка контейнера; - фізична підготовка (дроблення, просіювання, висушування); - класифікація частинок композиту; - промивання і просушування; - упакування, маркування та зберігання. На отриманих зразках визначали триботехнічні властивості, а саме інтенсивність зношування. Матеріал одержували таким чином: Приклад 1. Порошки марганцю, титану, кремнію та бору брали у такому співвідношенні 65:20:10:5 мас. % розмішували і просіювали через сито з сіткою 010. Потім засипали у піддони товщиною 40-50 мм і висушували 2 години при температурі 150±20 С. Для видалення вологи з аморфного бору його витримували 2 години при температурі 150° ± 20 °C з перемішуванням. Компоненти шихти зважують з точністю до 0,005 кг і завантажують у барабан до 1/3 його об'єму та перемішують 2 години. Після цього шихту поміщають у контейнер шаром 15-20 мм насипу. Розігрівають контейнер за рахунок екзотермічного ефекту. Далі контейнер розміщають в печі, що нагрівається до 910±10 °С і витримують 7 годин, після чого охолоджують до температури 10 °C. Отримані зразки розмелювали протягом 6 годин. Наступним етапом порошки промивали, просушували та маркували. Приклад 2. Порошки марганцю, кремнію та бору брали у такому співвідношенні 70:17:10:3 мас. % розмішували і просіювали через сито з сіткою 010. Потім засипали у піддони товщиною 40-50 мм і висушували 2 години при температурі 150±20 °C. Для видалення вологи з аморфного бору його витримували 2 години при температурі 150±20 °C з перемішуванням. Компоненти шихти зважують з точністю до 0,005 кг і завантажують у барабан до 1/3 його об'єму та перемішують 2 години. Після цього шихту поміщають у контейнер шаром 15-20 мм насипу. Розігрівають контейнер за рахунок екзотермічного ефекту. Далі контейнер розміщають в печі, що нагрівається до 910° ± 10 °C і витримують 7 годин, після чого охолоджують до температури 10 °C. Отримані зразки розмелювали протягом 6 годин. Наступним етапом порошки промивали, просушували та маркували. Приклад 3. Порошки марганцю, кремнію та бору брали у такому співвідношенні 75:15:8:2 мас. % розмішували і просіювали через сито з сіткою 010. Потім засипали у піддони товщиною 40-50 мм і висушували 2 години при температурі 150±20 °C. Для видалення вологи з аморфного бору його витримували 2 години при температурі 150±20 °C з перемішуванням. Компоненти шихти зважують з точністю до 0,005 кг і завантажують у барабан до 1/3 його об'єму та перемішують 2 години. Після цього шихту поміщають у контейнер шаром 15-20 мм насипу. Розігрівають контейнер за рахунок екзотермічного ефекту. Далі контейнер розміщають в печі, що нагрівається до 910± 10 °C і витримують 7 годин, після чого охолоджують до температури 10 °C. Отримані зразки розмелювали протягом 6 годин. Наступним етапом порошки промивали, просушували та маркували. Приклад 4. Порошки марганцю, кремнію та бору брали у такому співвідношенні 68:20:9:3 мас. %, розмішували і просіювали через сито з сіткою 010. Потім засипали у піддони товщиною 40-50 мм і висушували 2 години при температурі 150±20 °C. Для видалення вологи з аморфного бору його витримували 2 години при температурі 150±20 °С з перемішуванням. Компоненти шихти зважують з точністю до 0,005 кг і завантажують у барабан до 1/3 його об'єму та перемішують 2 години. Після цього шихту поміщають у контейнер шаром 15-20 мм насипу. Розігрівають контейнер за рахунок екзотермічного ефекту. Далі контейнер розміщають в печі, що нагрівається до 910±10 °С і витримують 7 годин, після чого охолоджують до температури 10 °C. Отримані зразки розмелювали протягом 6 годин. Наступним етапом порошки промивали, просушували та маркували. 2 UA 75980 U 5 Інтенсивність зношування (І, мкм/км) визначали в умовах тертя без мащення в повітряному середовищі на кільцевих зразках при торцевому терті з коефіцієнтом перекриття kвз=1, за методикою, яка наведена у довіднику [Борисов Ю.С.. Газотермические покрытия из порошковых материалов. Справочник. - К.:1987. - 260с] в розділах №1 і №2. Об'ємний вміст аморфної фази в детонаційних покриттях із системи Мn-Ti-Si-B поліпшує триботехнічні характеристики, тому позитивно впливає на роботу деталей машин і механізмів. Характерною особливістю даного аморфного матеріалу є той факт, що вони сприяють підвищенню межі витривалості основи в обмеженому та необмеженому діапазонах. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Зносостійкий аморфний матеріал на основі марганцю, що містить кремній та бор, який відрізняється тим, що додатково містить у своєму складі титан, у такому співвідношенні компонентів, мас. %: 15 марганець титан кремній бор 65-75 15-20 8-10 2-5. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3