Фрикційний композиційний матеріал романіт-фувлхч та спосіб його отримання
Номер патенту: 116070
Опубліковано: 25.01.2018
Автори: Романов Дмитро Сергійович, Романов Сергій Михайлович
Формула / Реферат
1. Фрикційний композиційний матеріал, що містить спечені порошки заліза з локалізованими включеннями гранул, які містять мідь і графіт, який відрізняється тим, що додатково містить мідь, зміцнену хромистим чавуном, тверде мастило, зміцнюючо-легуючі компоненти, волокна і нитки вуглецеві, гранітний концентрат і гранули, які містять мідь і графіт при наступному співвідношенні компонентів в матеріалі, мас. %:
мідь з хромистим чавуном
0,50-30,00
тверде мастило
0,16-3,50
зміцнюючо-легуючі компоненти
0,50-5,40
волокна і нитки вуглецеві
0,50-15,00
гранітний концентрат
1,00-15,00
гранули, які містять мідь і графіт
2,00-24,00
спечені порошки заліза
решта,
при цьому гранули, які містять мідь і графіт, мають розмір 0,4-2,0 мм при наступному співвідношенні компонентів, мас. %:
мідь
37,0-60,0
графіт
решта,
при цьому мідь з хромистим чавуном має наступне співвідношення компонентів в порошку, мас. %:
хромистий чавун
5,0-17,0
мідь
решта,
як тверде мастило вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи графіт, дисульфід молібдену, з'єднання чотиривалентного молібдену (IV), сульфіди металів, сірку,
як зміцнюючо-легуючі порошкоподібні компоненти вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор), ультрадисперсні алмази (УДА).
2. Спосіб отримання фрикційного матеріалу, який включає отримання гранул шляхом гранулювання першої суміші порошків, що містять графіт і мідь, змішування гранул з другою сумішшю порошків, що містить спечені порошки заліза, мідь, зміцнену хромистим чавуном, тверде мастило, зміцнюючо-легуючі компоненти, волокна і нитки вуглецеві та гранітний концентрат, формування і спікання отриманої шихти, який відрізняється тим, що першу суміш порошків, що містить, мас. %:
мідь
37,0-60,0
графіт
решта,
гранулюють з отриманням гранули, які містять мідь і графіт, розміром 0,4-2,0 мм, змішують 2,0-24,0 мас. % з другою сумішшю порошків, яка додатково містить мідь, зміцнену хромистим чавуном, тверде мастило, зміцнюючо-легуючі компоненти, волокна і нитки вуглецеві та гранітний концентрат при наступному співвідношенні компонентів в матеріалі, мас. %:
мідь з хромистим чавуном
0,50-30,00
тверде мастило
0,16-3,50
зміцнюючо-легуючі компоненти
0,50-5,40
волокна і нитки вуглецеві
0,50-15,00
гранітний концентрат
1,00-15,00
гранули, які містять мідь і графіт
2,00-24,00
спечені порошки заліза
решта,
при цьому мідь з хромистим чавуном має наступне співвідношення компонентів в порошку, мас. %:
хромистий чавун
5,0-17,0
мідь
решта.
3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що як тверде мастило вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи графіт, дисульфід молібдену, з'єднання чотиривалентного молібдену (IV), сульфіди металів, сірку.
4. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що як зміцнюючо-легуючі порошкоподібні компоненти вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор), ультрадисперсні алмази (УДА).
5. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що формування здійснюється шляхом прокатування шихти дозованими порціями між валками прокатного стана.
6. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що спікання здійснюють при температурі 1000-1100 °C в середовищі захисного газу.
7. Фрикційний елемент з фрикційного композиційного матеріалу, що містить несучу основу з напеченим робочим шаром, який містить спечені порошки заліза, з локалізованими включеннями гранул, що містять мідь і графіт, який відрізняється тим, що додатково містить мідь, зміцнену хромистим чавуном, тверде мастило, зміцнюючо-легуючі компоненти, волокна і нитки вуглецеві та гранітний концентрат при наступному співвідношенні компонентів в матеріалі, мас. %:
мідь з хромистим чавуном
0,50-30,00
тверде мастило
0,16-3,50
зміцнюючо-легуючі компоненти
0,50-5,40
волокна і нитки вуглецеві
0,50-15,00
гранітний концентрат
1,00-15,00
гранули, які містять мідь і графіт
2,00-24,00
спечені порошки заліза
решта,
при цьому гранули мають розмір 0,4-2,0 мм при наступному співвідношенні компонентів в тілі гранул, мас. %:
мідь
37,0-60,0
графіт
решта,
при цьому мідь з хромистим чавуном має наступне співвідношення компонентів в порошку, мас. %:
хромистий чавун
5,0-17,0
мідь
решта,
як тверде мастило вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи графіт, дисульфід молібдену, з'єднання чотиривалентного молібдену (IV), сульфіди металів, сірку,
як зміцнюючо-легуючі порошкоподібні компоненти вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор).
8. Фрикційний елемент за п. 7, який відрізняється тим, що несуча основа виконана з низьковуглецевої сталі.
9. Фрикційний елемент за п. 7, який відрізняється тим, що несуча основа має товщину 1-7 мм.
10. Фрикційний елемент за п. 7, який відрізняється тим, що товщина робочого шару фрикційного матеріалу становить 1-12 мм.
Текст
Реферат: Винахід належить до галузі металургії і стосується композиційних фрикційних матеріалів на залізній основі, які виготовлюються методом порошкової металургії. Фрикційний композиційний матеріал містить, мас. %: мідь з хромистим чавуном - 0,50-30,00; тверде мастило - 0,16-3,50; зміцнюючо-легуючі компоненти - 0,50-5,40; волокна і нитки вуглецеві - 0,50-15,00; гранітний концентрат - 1,00-15,00; гранули, які містять мідь і графіт 2,00-24,00; спечені порошки заліза - решта. При цьому гранули, які містять мідь і графіт, мають розмір 0,4-2,0 мм при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: мідь - 37,0-60,0; графіт решта. При цьому мідь з хромистим чавуном має наступне співвідношення компонентів в порошку, мас. %: хромистий чавун - 5,0-17,0; мідь - решта. Як тверде мастило вибирають онайменше один матеріал, вибраний з групи графіт, дисульфід молібдену, з'єднання чотиривалентного молібдену (IV), сульфіди металів, сірку. Як зміцнюючо-легуючі UA 116070 C2 (12) UA 116070 C2 порошкоподібні компоненти вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор), ультрадисперсні алмази (УДА). Спосіб отримання фрикційного матеріалу включає гранулювання першої суміші порошків, що містять графіт і мідь, з отриманням гранул розміром 0,4-2,0 мм, змішування гранул з другою сумішшю порошків, що містить інші зазначені вище компоненти. Фрикційний елемент містить несучу основу з напеченим робочим шаром. Матеріал відповідно до винаходу має високу механічну міцність, підвищену зносостійкість, високий коефіцієнт тертя, здатність сприймати великі динамічні навантаження. UA 116070 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Винахід належить до галузі металургії і стосується композиційних фрикційних матеріалів на залізній основі, які виготовлюються методом порошкової металургії, та може бути використаний на залізничному транспорті у фрикційних вузлах поглинаючих апаратів автозчеплення залізничних транспортних засобів, у машинобудуванні, сільськогосподарському машинобудуванні у гальмівних та передавальних вузлах різних машин та механізмів. Аналіз науково-технічної інформації показує, що у даний час не існує порошкових екологічно чистих фрикційних матеріалів на залізній основі, що дозволяють варіювати коефіцієнтом тертя у значних границях, у залежності від умов експлуатації, та які забезпечують необхідний ресурс роботи контактуючої пари в умовах ударного тертя і при високих швидкостях ковзання. Нормальна експлуатація таких матеріалів в різних кліматичних умовах при сухому терті можлива у разі високої їх міцності, високої фрикційної теплостійкості, високої стійкості проти стирання, високої корозійної стійкості і здатності не піддаватися корозії із деталями, що сполучаються, при відсутності схоплювання (зварюваності) як в процесі гальмування, так і після нього. У зв'язку з цим завдання створення екологічно чистих фрикційних матеріалів, які мають зазначені вище трибологічними характеристиками, є досить актуальною. Відомий фрикційний матеріал у вигляді спечених порошків заліза, графіту, карбіду кремнію SiC, муліту Аl2О3, дисульфіду молібдену MoS2, свинцю та олова при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: залізо 60-70 графіт 10-25 карбід кремнію SiC до 20 решта: муліт Аl2О3, дисульфід молібдену MoS2, свинець та олово [див. пат. США № 3341931 з класу НКВ 49-420 опублікований у 1967 p.]. Недоліком описаного матеріалу є низька механічна міцність одержуваного фрикційного матеріалу, тому що при введенні до складу матеріалу чотирьох і більше масових відсотків графіту, матеріал вкрай погано пресується, стає пухким і має низькі міцності. Крім того, через низьку температуру плавлення олова (232 °C) і свинцю (327 °C), неможливо спекти порошковий матеріал з вмістом заліза 60-70 мас. %, температура спікання якого становить 0,7 температури плавлення заліза і становить 1075 °C, а при цій температурі олово і свинець інтенсивно випаровуються і, у підсумку, виходить фрикційний матеріал вкрай низької міцності, нездатний працювати в умовах ударного тертя. Відомий також фрикційний матеріал у вигляді спечених порошків заліза, міді, графіту, молібдену та олова при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: залізо 31,25 мідь 31,25 графіт 10 молібден 5 свинець 2,5 окалина 20, можливі вісмут, свинець, кадмій [див. пат. США № 3021592 з класу НКВ кл. 29 опублікований у 1962 році]. Недоліком описаної композиції є низька механічна міцність одержуваного фрикційного матеріалу, тому що при введенні до складу матеріалу чотирьох і більше масових відсотків графіту, матеріал вкрай погано пресується, стає пухким і має низькі міцності і не в змозі працювати в умовах ударного тертя. Відомий порошковий фрикційний сплав на основі заліза у вигляді спечених порошків заліза, олова, дисульфіду молібдену, двоокису кремнію і графіту при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: олово 9-11 дисульфід молібдену 1,5-3 двоокис кремнію 2-4 графіт 4-5 залізо решта. [див. пат. Росії № 2034086 з класів МПК С22, СЗЗ/02 опублікований 30.04.1995 року]. Недоліком описаного матеріалу є низька механічна міцність одержуваного фрикційного матеріалу, тому що при введенні до складу матеріалу чотирьох і більше масових відсотків графіту, матеріал вкрай погано пресується, стає пухким і має низькі міцності і не в змозі працювати в умовах ударного тертя. Крім того, через низьку температуру плавлення олова (232 °C), неможливо спекти порошковий матеріал з вмістом заліза 77 і більше мас. %, 1 UA 116070 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 температура спікання якого становить 0,7 температури плавлення заліза і становить 1075 °C, а при цій температурі олово інтенсивно випаровується і, у підсумку, виходить фрикційний матеріал вкрай низької міцності, нездатний працювати в умовах ударного тертя. Все це підтверджується ресурсними випробуваннями апаратів поглинаючих ПМКП-110. Після введення енергії 50 МДж елементи металокерамічні з цього матеріалу розтріскуються та розсипаються. Найбільш близьким за своєю суттю і ефектом, що досягається, і який приймається за прототип, є фрикційний матеріал на основі заліза у вигляді спечених порошків заліза, міді, графіту, фосфору і кам'яновугільної золи при наступному вмісті компонентів, мас. %: мідь 6,8-22 графіт 5,4-19 фосфор 0,1-0,4 зола 0,3-1,5 залізо решта, причому 1,8-12 мас. % міді і 2,4-14 мас. % графіту входять в матеріал у вигляді гранул розміром 0,4-1,2 мм [см. пат. Росії № 2049141 з класів МПК С22, С33/02 опублікований 27.11.1995 року]. Недоліками відомого технічного рішення є наступне: недостатня зносостійкість, низька міцність матеріалу через вміст такої кількості золи (0,3-1,5 мас. % золи відповідає 2,5-11,5 об. % золи в матеріалі), що обумовлює низьку міцність матеріалу і неможливість сприймати динамічні навантаження, вкрай низька пластичність матеріалу, в зв'язку з чим цей матеріал не знайшов широкого застосування в техніці. В основу винаходу поставлено задачу створити, у першу чергу, фрикційний композиційний матеріал, у вигляді спечених порошків заліза, фосфору, графіту з локалізованими включеннями гранул, що містять мідь і графіт, в якому шляхом додаткового введення міді, зміцненої хромистим чавуном, твердого мастила, зміцнюючо-легуючих компонентів, волокон і ниток вуглецевих та гранітного концентрату і відповідного підбору компонентів, отримують фрикційний композиційний матеріал, що має високу механічну міцність, підвищену зносостійкість, високий коефіцієнт тертя і має здатність сприймати великі динамічні навантаження. Іншою задачею винаходу є створення такого способу отримання фрикційного композиційного матеріалу, у якому мідний порошок, зміцнений хромистим чавуном, тверде мастило, зміцнюючо-легуючі компоненти, волокна і нитки вуглецеві та гранітний концентрат змішуються з матричною шихтою, що містить порошки заліза, з локалізованими включеннями гранул, що містять мідь і графіт при певному співвідношенні компонентів, утворюється фрикційний композиційний матеріал, що має високу механічну міцність, підвищену зносостійкість, високий коефіцієнт тертя і має здатність сприймати великі динамічні навантаження. Ще одною задачею винаходу є створення такого фрикційного металокерамічного елемента, в якому шляхом використання фрикційного композиційного матеріалу, отриманого шляхом підбору компонентів і певного способу отримання цього матеріалу, досягається різна величина коефіцієнта тертя при робочому і холостому ході запропонованого металокерамічного елемента. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому фрикційному матеріалі у вигляді спечених порошків заліза з локалізованими включеннями гранул, які містять мідь і графіт, згідно з винаходом, додатково містить мідь, зміцнену хромистим чавуном, тверде мастило, зміцнюючо-легуючі компоненти, волокна і нитки вуглецеві, гранітний концентрат, гранули, які містять мідь і графіт при наступному співвідношенні компонентів в матеріалі, мас. %: мідь з хромистим чавуном 0,50-30,00 тверде мастило 0,16-3,50 зміцнюючо-легуючі компоненти 0,50-5,40 волокна і нитки вуглецеві 0,50-15,00 гранітний концентрат 1,00-15,00 гранули, які містять мідь і графіт 2,00-24,00 спечені порошки заліза решта, при цьому гранули, які містять мідь і графіт, мають розмір 0,4-2,0 мм при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: мідь 37,0-60,0 графіт решта, 2 UA 116070 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 при цьому мідь з хромистим чавуном має наступне співвідношення компонентів в порошку, мас. %: хромистий чавун 5,0-17,0 мідь решта, як тверде мастило вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи графіт, дисульфід молібдену, з'єднання чотиривалентного молібдену (IV), сульфіди металів, сірку, як зміцнюючо-легуючі порошкоподібні компоненти вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор), ультрадисперсні алмази (УДА). Ще одна задача вирішується тим, що отримання фрикційного матеріалу, яке включає отримання порошку міді, зміцненого хромистим чавуном, шляхом спільного розплавлення міді та хромистого чавуну і наступного розпорошення отриманого розплаву на установці ударного дроблення (УУД) і наступним змішуванням з матричною шихтою, згідно з винаходом, містить порошки заліза, твердого мастила, зміцнюючо-легуючих компонентів, волокна і нитки вуглецеві та гранітний концентрат. Ще одна задача вирішується тим, що у відомому способі отримання фрикційного матеріалу, який включає отримання гранул шляхом гранулювання першої суміші порошків, що містить порошки графіту і міді, змішування гранул з другою сумішшю порошків, що містить порошки заліза, міді, зміцненої хромистим чавуном, тверде мастило, зміцнюючо-легуючі компоненти, волокна і нитки вуглецеві та гранітний концентрат, формування і спікання отриманої шихти, згідно з винаходом, першу суміш порошків, що містить, мас. %: порошок міді 37,0-60,0 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, тверде мастило, зміцнюючо-легуючі компоненти, волокна і нитки вуглецеві та гранітний концентрати наступному співвідношенні компонентів в матеріалі, мас. %: мідь з хромистим чавуном 0,50-30,00 тверде мастило 0,16-3,50 зміцнюючо-легуючі 0,50-5,40 компоненти волокна і нитки вуглецеві 0,50-15,00 гранітний концентрат 1,00-15,00 гранули, які містять мідь і 2,00-24,00 графіт спечені порошки заліза решта. При наступному співвідношенні, мас. ч.: гранули:друга суміш порошку 1:50-1:3 як тверде мастило вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи графіт, дисульфід молібдену, з'єднання чотиривалентного молібдену (IV), сульфіди металів, сірка, як зміцнюючо-легуючі порошкоподібні компоненти вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор), ультрадисперсні алмази (УДА). Переважно першу суміш порошків, відомим способом, гранулюють шляхом пропущення між калібрувальними валками прокатного стана. Формування шихти, відповідно до винаходу, може бути виконано шляхом прокатування дозованими порціями між валками прокатного стана. Переважно шихту спікають при температурі 1000-1100 °C. Ще одна задача вирішується тим, що у відомому елементі вузла тертя, що включає несучий елемент з напеченим шаром фрикційного матеріалу зі спечених порошків заліза, графіту з локалізованими включеннями гранул, що містять мідь і графіт, згідно з винаходом, додатково містить порошки міді, зміцненої хромистим чавуном, тверде мастило, зміцнюючо-легуючі компоненти, волокна і нитки вуглецеві та гранітний концентрат при наступному співвідношенні компонентів в матеріалі, мас. %: мідь з хромистим чавуном 0,50-30,00 тверде мастило 0,16-3,50 зміцнюючо-легуючі 0,50-5,40 компоненти волокна та нитки вуглецеві 0,50-15,00 гранітний концентрат 1,00-15,00 3 UA 116070 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 гранули 2,00-24,00 залізо решта при цьому гранули мають розмір 0,4-2,0 мм при наступному співвідношенні компонентів в тілі гранул, мас. %: мідь 37,0-60,0 графіт решта, при цьому мідь з хромистим чавуном має наступне співвідношення компонентів в порошку, мас. %: хромистий чавун 5,0-17,0 мідь решта як тверде мастило вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи графіт, дисульфід молібдену, з'єднання чотиривалентного молібдену (IV), сульфіди металів, сірку, як зміцнюючо-легуючі порошкоподібні компоненти вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор), ультрадисперсні алмази (УДА). Переважно несуча основа виконана з низьковуглецевої сталі. Товщину несучої основи вибирають в межах 1,0-7,0 мм, при цьому товщина робочого шару 1,0-12,0 мм. Введення у фрикційний матеріал як основу мідь, леговану хромистим чавуном, обумовлено тим, що введення хромистого чавуну у мідь, у сотні разів зміцнює мідь, збільшуючи її мікротвердість, спотворює кристалічну решітку міді, активізуючи дифузійні процеси, що протікають при спіканні міді і, як результат, значно покращує властивості міцності міді і стабілізує коефіцієнт тертя матеріалу в заданому діапазоні тертя. Введення у фрикційний матеріал як тверде мастило порошкоподібних компонентів одного з матеріалів, вибраного з групи графіт, дисульфід молібдену, з'єднання чотирьохвалентного молібдену (IV), сульфіди металів, сірка обумовлено тим, що ці матеріали запобігають схоплюванню поверхонь, що сполучаються, запобігають появі на цих поверхнях задирок і значно зменшують знос цих поверхонь. Граничний вміст в матеріалі твердого мастила порошкоподібних компонентів одного з матеріалів, вибраного з групи графіт, дисульфід молібдену, з'єднання чотиривалентного молібдену (IV), сульфіди металів, сірка визначені експериментальним шляхом виходячи з умов збереження величини необхідного коефіцієнта тертя. Введення у фрикційний матеріал як зміцнюючо-легуючих порошкоподібних компонентів одного з матеріалів, вибраного з групи білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор), ультрадисперсні алмази (УДА) обумовлено тим, що фосфор активує спікання матеріалу, сильно підвищує швидкість дифузійних процесів, що відбуваються у α-фазі (приблизно у 100 разів), різко знижує температуру спікання, зміцнює ферит у 290 разів, утворює фосфід міді, твердість якого вище твердості міді. Фосфор взаємодіє з міддю, залізом і утворює складні сполуки в системах Fe-Fe3P, Cu-Cu3P, що значно збільшує твердість і міцність матеріалу. Вплив ультрадисперсних алмазів (УДА) на зміцнення фериту аналогічно фосфору, тільки відрізняється механізмом. Введення ультрадисперсних алмазів (УДА) сильно спотворює кристалічну решітку заліза, підвищує його твердість і збільшує фрикційні властивості матеріалу. Введення у фрикційний матеріал гранітного концентрату забезпечує задані фрикційні властивості матеріалу. Спільне введення у матеріал гранітного концентрату і зміцнюючолегуючої добавки щонайменше одного матеріалу, вибраного з групи білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор), ультрадисперсні алмази (УДА) багаторазово збільшує коефіцієнт тертя матеріалу. Граничний вміст зміцнюючо-легуючих компонентів визначений експериментальним шляхом, у зв'язку з обмеженою розчинністю фосфору у залізі і міді та необхідним збільшенням коефіцієнта тертя матеріалу. Волокна і нитки вуглецеві введені у матеріал з метою запобігання розтріскуванню матеріалу при підвищенні температури при терті. При терті температури в зоні тертя досягають 900 °C, що призводить до розтріскування композиційного матеріалу. Волокна і нитки вуглецеві запобігають цьому явищу. Граничний вміст волокон і ниток вуглецевих визначені експериментальним шляхом виходячи з можливості пресування фрикційного матеріалу при їх введенні. Гранулювання, відомим способом, першої суміші порошків до розміру гранул 0,4-2,0 мм шляхом пропускання між калібрувальними валками прокатного стана і змішування далі з другою сумішшю порошків, що містять додатково порошки міді, легованої хромистим чавуном, тверде мастило, зміцнюючо-легуючі компоненти, волокна і нитки вуглецеві, гранітний концентрат, 4 UA 116070 C2 5 10 15 20 25 30 35 прокатування шихти дозованими порціями між валками прокатного стана і спікання отриманої шихти при температурі 1000-1100 °C в середовищі захисного газу дозволяє отримати, у підсумку, фрикційний матеріал із заданим коефіцієнтом тертя, що має високу зносостійкість, механічну міцність і має здатність відновлювати вторинні структури, і як результат, значного зниження рівня зносу контактуючих пар тертя і значно перевищує по фрикційних характеристиках відомі сучасній науці матеріали. Матеріал фрикційного елемента з несучою основою та з напеченим на неї фрикційним шаром дозволяє отримати при робочому ході заданий коефіцієнт тертя, при зворотному ході зниження коефіцієнта тертя в 2-2,5 разу, що особливо важливо для роботи елементів металокерамічних в поглинаючих апаратах вантажних вагонів, що дозволяє різко знизити знос контактуючих пар тертя. Фрикційний матеріал, згідно з винаходом, одержують в такий спосіб. Мідь і хромовий чавун, згідно з винаходом, розплавляють в плавильній електричній печі і потім розпилюють на установці ударного дроблення УУД з отриманням порошку наступного складу, в мас. %: хромистий чавун 5,0-17,0 мідь решта суміш порошків міді та графіту у кількості, мас. %: мідь 37,0-60,0 графіт решта відомим способом, пропускають між калібрувальними валками прокатного стана для отримання гранул розміром 0,4-2,0 мм. Порошки міді, зміцнені хромистим чавуном, тверде мастило, зміцнюючо-легуючі компоненти, волокна і нитки вуглецеві, гранітний концентрат, порошок заліза додають у другу суміш порошків. Цю суміш завантажують у змішувач і здійснюють сухе змішування. Потім, відомим способом, додають зволожувач і здійснюють мокре змішування. гранули змішують з другою сумішшю порошку, що містить мас. %: мідь з хромистим чавуном 0,50-30,00 тверде мастило 0,16-3,50 зміцнюючо-легуючі 0,50-5,40 компоненти волокна та нитки вуглецеві 0,50-15,00 гранітний концентрат 1,00-15,00 гранули 2,00-24,00 залізо решта. При цьому співвідношення гранул і другої суміші порошків вибирають з відомого способу 1:50-1:3. Отриману шихту спочатку формують, прокочуючи дозованими порціями між валками прокатного стана, а потім спікають при температурі 1000-1100 °C у прохідній печі в середовищі захисного газу. Для отримання фрикційного матеріалу отриману шихту насипають через дозатор на підготовлену за існуючим способом поверхню сталевого листа із низьковуглецевої сталі потрібної форми товщиною 1-7 мм (основа), пресують і потім спікають при температурі 10001100 °C у прохідній печі в середовищі захисного газу. При цьому товщина робочого шару фрикційного матеріалу становить 1,0-12,0 мм. Таким чином, винахід дозволяє створити матеріал для фрикційних виробів, що має високу механічну міцність, підвищену зносостійкість, високим коефіцієнтом тертя і має здатність сприймати великі динамічні навантаження з різною величиною коефіцієнта тертя при робочому і холостому ході металокерамічного елемента. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 1. Фрикційний композиційний матеріал, що містить спечені порошки заліза з локалізованими включеннями гранул, які містять мідь і графіт, який відрізняється тим, що додатково містить мідь, зміцнену хромистим чавуном, тверде мастило, зміцнюючо-легуючі компоненти, волокна і нитки вуглецеві, гранітний концентрат і гранули, які містять мідь і графіт, при наступному співвідношенні компонентів в матеріалі, мас. %: мідь з хромистим чавуном 0,50-30,00 тверде мастило 0,16-3,50 зміцнюючо-легуючі компоненти 0,50-5,40 5 UA 116070 C2 5 10 15 20 25 30 35 волокна і нитки вуглецеві 0,50-15,00 гранітний концентрат 1,00-15,00 гранули, які містять мідь і графіт 2,00-24,00 спечені порошки заліза решта, при цьому гранули, які містять мідь і графіт, мають розмір 0,4-2,0 мм, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: мідь 37,0-60,0 графіт решта, при цьому мідь з хромистим чавуном має наступне співвідношення компонентів в порошку, мас. %: хромистий чавун 5,0-17,0 мідь решта, як тверде мастило вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи графіт, дисульфід молібдену, з'єднання чотиривалентного молібдену (IV), сульфіди металів, сірку, як зміцнюючо-легуючі порошкоподібні компоненти вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор), ультрадисперсні алмази (УДА). 2. Спосіб отримання фрикційного матеріалу, який включає отримання гранул шляхом гранулювання першої суміші порошків, що містять графіт і мідь, змішування гранул з другою сумішшю порошків, що містить спечені порошки заліза, мідь, зміцнену хромистим чавуном, тверде мастило, зміцнюючо-легуючі компоненти, волокна і нитки вуглецеві та гранітний концентрат, формування і спікання отриманої шихти, який відрізняється тим, що першу суміш порошків, що містить, мас. %: мідь 37,0-60,0 графіт решта, гранулюють з отриманням гранули, які містять мідь і графіт, розміром 0,4-2,0 мм, змішують 2,024,0 мас. % з другою сумішшю порошків, яка додатково містить мідь, зміцнену хромистим чавуном, тверде мастило, зміцнюючо-легуючі компоненти, волокна і нитки вуглецеві та гранітний концентрат, при наступному співвідношенні компонентів в матеріалі, мас. %: мідь з хромистим чавуном 0,50-30,00 тверде мастило 0,16-3,50 зміцнюючо-легуючі компоненти 0,50-5,40 волокна і нитки вуглецеві 0,50-15,00 гранітний концентрат 1,00-15,00 гранули, які містять мідь і графіт 2,00-24,00 спечені порошки заліза решта, при цьому мідь з хромистим чавуном має наступне співвідношення компонентів в порошку, мас. %: хромистий чавун 5,0-17,0 мідь решта. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що як тверде мастило вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи графіт, дисульфід молібдену, з'єднання чотиривалентного молібдену (IV), сульфіди металів, сірку. 4. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що як зміцнюючо-легуючі порошкоподібні компоненти вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор), ультрадисперсні алмази (УДА). 5. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що формування здійснюється шляхом прокатування шихти дозованими порціями між валками прокатного стана. 6. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що спікання здійснюють при температурі 10001100 °C в середовищі захисного газу. 7. Фрикційний елемент з фрикційного композиційного матеріалу, що містить несучу основу з напеченим робочим шаром, який містить спечені порошки заліза, з локалізованими включеннями гранул, що містять мідь і графіт, який відрізняється тим, що додатково містить мідь, зміцнену хромистим чавуном, тверде мастило, зміцнюючо-легуючі компоненти, волокна і нитки вуглецеві та гранітний концентрат, при наступному співвідношенні компонентів в матеріалі, мас. %: мідь з хромистим чавуном 0,50-30,00 тверде мастило 0,16-3,50 зміцнюючо-легуючі компоненти 0,50-5,40 6 UA 116070 C2 5 10 волокна і нитки вуглецеві 0,50-15,00 гранітний концентрат 1,00-15,00 гранули, які містять мідь і графіт 2,00-24,00 спечені порошки заліза решта, при цьому гранули мають розмір 0,4-2,0 мм, при наступному співвідношенні компонентів в тілі гранул, мас. %: мідь 37,0-60,0 графіт решта, при цьому мідь з хромистим чавуном має наступне співвідношення компонентів в порошку, мас. %: хромистий чавун 5,0-17,0 мідь решта, як тверде мастило вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи графіт, дисульфід молібдену, з'єднання чотиривалентного молібдену (IV), сульфіди металів, сірку, як зміцнюючо-легуючі порошкоподібні компоненти вибирають щонайменше один матеріал, вибраний з групи білий фосфор, червоний фосфор, чорний фосфор, металевий фосфор (ферофосфор). 8. Фрикційний елемент за п. 7, який відрізняється тим, що несуча основа виконана з низьковуглецевої сталі. 9. Фрикційний елемент за п. 7, який відрізняється тим, що несуча основа має товщину 1-7 мм. 10. Фрикційний елемент за п. 7, який відрізняється тим, що товщина робочого шару фрикційного матеріалу становить 1-12 мм. 15 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
МПК: F16D 69/02, B22F 7/02, C22C 1/04, C22C 37/06, F16C 33/04, C22C 47/14, B22F 9/06
Мітки: романіт-фувлхч, матеріал, спосіб, фрикційний, отримання, композиційний
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/9-116070-frikcijjnijj-kompozicijjnijj-material-romanit-fuvlkhch-ta-sposib-jjogo-otrimannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Фрикційний композиційний матеріал романіт-фувлхч та спосіб його отримання</a>
Попередній патент: Клейова композиція для виготовлення клеєних шаруватих матеріалів і спосіб одержання наповнювача для неї
Наступний патент: Спосіб комплексного лікування стабільного вітиліго
Випадковий патент: Спосіб аеросанації ізольованого середовища за допомогою екстрактів лишайників