Високотемпературний композиційний антифрикційний матеріал

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Високотемпературний композиційний антифрикційний матеріал, що містить бор, який відрізняється тим, що містить також хром, алюміній та кремній у такому співвідношенні компонентів, мас. %:

хром

55-65

алюміній

15-20

кремній

10-15

бор

5-10.

Текст

Дивитися

Реферат: Винахід належить до металургії і стосується високотемпературного композиційного антифрикційного матеріалу. Заявлений матеріал містить, мас. %: хром 55-65, алюміній 15-20, кремній 10-15, бор 5-10. Технічний результат: зменшення коефіцієнта тертя, інтенсивності зношування, підвищення поверхневої міцності в умовах високих температур. UA 112005 C2 (12) UA 112005 C2 UA 112005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі порошкової металургії, а саме до зносостійких високотемпературних композиційних антифрикційних матеріалів та покриттів і може бути використаний для виготовлення захисних покриттів деталей машин та механізмів, що працюють в умовах високих температур, підвищеного зносу, великих швидкісних навантаженнях та в агресивних середовищах. Існує зносостійкий композиційний матеріал на основі дибориду хрому, що містить, мас. %: оксид алюмінію 2,0-5,0; ферованадій азотований 1,0-1,5; карбід ванадію 2,0-2,5; диборид хрому - решта (Авторське свідоцтво СРСР № 1455751, МПК С 22 С 29/14 від 26.12.86). Зазначений матеріал має високу твердість 69-71 HRC, відносну зносостійкість 1,85-2,60. Існує порошок для плазмового напилення жаростійких покриттів, який містить Ni-Cr-основу і тугоплавкий додаток у вигляді Аl2О3 в кількості 0-30 % (Патент № 2016914, РФ МПК С 22 С 4/04 1994). До недоліків зазначеного матеріалу слід віднести відсутність у структурі самофлюсуючих компонентів, зокрема бору та кремнію. В зв'язку з цим неможливо досягнути високої адгезії напилених шарів, а відповідно, використовувати покриття під час ударного навантаження. Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним нами за прототип, є зносостійкий матеріал, що містить, мас. %: молібден 50,0-77,0; залізо 17,0-38,0; бор 5,0-13,0 (Патент 4235630, США, 1980 р.). Зазначений матеріал отриманий змішуванням порошків феробору (евтектичного складу) і молібдену, пресуванням суміші під тиском 345 МПа та спіканням при 1600 °C. Відносна щільність спеченого сплаву - 98 %. Недоліком відомого зносостійкого композиційного матеріалу є те, що основний його компонент - молібден, має високу вартість, при цьому наявність його на території України обмежена. В основу винаходу поставлена задача створення високотемпературного композиційного антифрикційного матеріалу, який забезпечував би зниження коефіцієнта тертя, інтенсивності зношування та сприяв підвищенню міцності матеріалу в умовах високих температур. Поставлена задача вирішується тим, що згідно з винаходом, у високотемпературному композиційному антифрикційному матеріалі Cr-Al-Si-B, компоненти знаходяться у такому співвідношенні, мас. %: хром 55-65 алюміній 15-20 кремній 10-15 бор 5-10. Причинно-наслідковий зв'язок між логічно упорядкованими співвідношеннями складу запропонованого матеріалу та сукупністю ознак винаходу і технічного результату очевидний із нижченаведеного опису. У запропонованому нами високотемпературному композиційному антифрикційному матеріалі як основа використовується хром, що має достатньо високу твердість і міцність, однак внаслідок крихкості не може бути використаний як матеріал для отримання захисних зносостійких покриттів. Введення в матеріал додатку алюмінію, кремнію та бору забезпечує зменшення крихкості і підвищує пластичність та адгезійні властивості матеріалу. Запропонований матеріал може використовуватися як високотемпературне захисне покриття деталей машин та механізмів, що працюють в умовах високих температур та в умовах тертя при підвищених швидкісно-навантажувальних параметрах, а також для зносостійких покриттів напилених газотермічними методами. Матеріал одержують таким чином. Вихідні порошки хрому, алюмінію, кремнію та бору змішують і розмелюють у відповідних співвідношеннях в середовищі ацетону або спирту-ректифікату в планетарному млині протягом 6-8 годин. Суміш висушують в сушильній шафі, а потім просіюють. Середня величина частинок не перевищує 30-40 мкм. Зразки одержують методом гарячого пресування в графітових пресформах в температурному інтервалі 1480-1500 °C під тиском 20-25 МПа, час витримки 10-20 хв. Залишкова пористість таких зразків не перевищує 3 %. На отриманих зразках визначають фізико-механічні і триботехнічні властивості матеріалу: коефіцієнт тертя, інтенсивність зношування, міцність на згин, що наведені в таблиці 1. Приклад 1. Порошки хрому 65 мас. %, алюмінію 20 мас. %, кремнію 10 мас. %, бору 5 мас. % змішували та розмелювали у відповідних співвідношеннях в середовищі ацетону або спирту-ректифікату в планетарному млині протягом 6-8 годин. Суміш висушували в сушильній шафі, а потім просіювали. Середня величина частинок не перевищує 30-40 мкм. Зразки одержували методом гарячого пресування в графітових прес-формах в температурному інтервалі 1480-1500 °C під 1 UA 112005 C2 5 10 15 тиском 20-25 МПа, час витримки 10-20 хв. Залишкова пористість таких зразків не перевищує 3 %. Приклад 2. Порошки хрому 62 мас. %, алюмінію 18 мас. %, кремнію 12 мас. %, бору 8 мас. % змішували та розмелювали у відповідних співвідношеннях в середовищі ацетону або спирту-ректифікату в планетарному млині протягом 6-8 годин. Суміш висушували в сушильній шафі, а потім просіювали. Середня величина частинок не перевищує 30-40 мкм. Зразки одержували методом гарячого пресування в графітових прес-формах в температурному інтервалі 1480-1500 С під тиском 20-25 МПа, час витримки 10-20 хв. Залишкова пористість таких зразків не перевищує 3 %. Приклад 3. Порошки хрому 58 мас. %, алюмінію 17 мас. %, кремнію 15 мас. %, бору 10 мас. % змішували та розмелювали у відповідних співвідношеннях в середовищі ацетону або спиртуректифікату в планетарному млині протягом 6-8 годин. Суміш висушували в сушильній шафі, а потім просіювали. Середня величина частинок не перевищує 30-40 мкм. Зразки одержували методом гарячого пресування в графітових прес-формах в температурному інтервалі 14801500 °C під тиском 20-25 МПа, час витримки 10-20 хв. Залишкова пористість таких зразків не перевищує 3 %. Таблиця 1 Склад та властивості зносостійкого матеріалу Склад матеріалу, мас. % № п/п Сr Коефіцієнт тертя (±0,002) Аl Si В Fe Mo 1 65 20 2 62 18 3 58 17 Прототип 4 10 12 15 5 8 10 20 °C 0,12 0,10 0,18 950 °C 0,11 0,08 0,15 8 24 68 0,8 Інтенсивність зношування, (±0,08 мкм/км) 20 °C 950 °C 3,7 3,6 3,2 3,5 5,5 5,0 3,7 Міцність на згин, МПа (±201 МПа) 20 °C 950 °C 520 590 480 610 20 Запропоновані покриття, які виготовлені із сирової бази країни, можна використовувати як матеріали деталей, що працюють в умовах тертя при високих температурах та швидкіснонавантажувальних параметрах, а також як зносо- та корозійностійкі покриття на деталі і вузли автомобільних та авіаційних двигунів. 25 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 Високотемпературний композиційний антифрикційний матеріал, що містить бор, який відрізняється тим, що містить також хром, алюміній та кремній у такому співвідношенні компонентів, мас. %: хром 55-65 алюміній 15-20 кремній 10-15 бор 5-10. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2

Додаткова інформація

Автори англійською

Babak Vitalii Pavlovych, Nedaiborsch Serhii Dmytrovych, Schepetov Vitalii Volodymyrovych

Автори російською

Бабак Виталий Павлович, Недайборщ Сергей Дмитриевич, Щепетов Виталий Владимирович

МПК / Мітки

МПК: C23C 4/067, C22C 27/06

Мітки: антифрикційний, матеріал, високотемпературний, композиційний

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/4-112005-visokotemperaturnijj-kompozicijjnijj-antifrikcijjnijj-material.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Високотемпературний композиційний антифрикційний матеріал</a>

Подібні патенти