RU2331685C2 - Antifrictional composite powdered material - Google Patents
Antifrictional composite powdered material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2331685C2 RU2331685C2 RU2006134133/02A RU2006134133A RU2331685C2 RU 2331685 C2 RU2331685 C2 RU 2331685C2 RU 2006134133/02 A RU2006134133/02 A RU 2006134133/02A RU 2006134133 A RU2006134133 A RU 2006134133A RU 2331685 C2 RU2331685 C2 RU 2331685C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copper
- granules
- plated
- amount
- mass
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 title abstract 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 47
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 28
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 12
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 24
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 10
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims 2
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 claims 1
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 claims 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000003831 antifriction material Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 101001123530 Nicotiana tabacum Putrescine N-methyltransferase 3 Proteins 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100029540 Structural maintenance of chromosomes protein 2 Human genes 0.000 description 1
- 101710117946 Structural maintenance of chromosomes protein 2 Proteins 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000007931 coated granule Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 102220057728 rs151235720 Human genes 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к порошковым композиционным материалам, и может быть использовано в качестве износостойких антифрикционных материалов в металлоперерабатывающей, бумагоперерабатывающей промышленности и других отраслях машиностроения.The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to powder composite materials, and can be used as wear-resistant antifriction materials in the metal processing, paper processing industry and other engineering industries.
Известны композиционные порошковые меднографитовые материалы, содержащие порошок меди и графита в количествах от нескольких до 75% [1. Федорченко И.М., Пугина Л.И. Композиционные спеченные антифрикционные материалы. - Киев: Наук. Думка, 1980, с.237].Known composite powder copper-graphite materials containing powder of copper and graphite in amounts from several to 75% [1. Fedorchenko I.M., Pugina L.I. Composite sintered anti-friction materials. - Kiev: Science. Dumka, 1980, p.237].
Недостатками таких материалов являются низкий срок службы, невысокие износостойкость и микротвердость поверхности.The disadvantages of such materials are low service life, low wear resistance and surface microhardness.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности к достигаемому результату является композиционный порошковый материал для узлов трения, включающий медный порошок крупностью 100-160 мкм, гранулы омедненного графита крупностью 160-200 мкм в количестве 16-17 мас.% при содержании меди в гранулах омедненного графита 70-75 мас.%, гранулы омедненного полимера крупностью 50-200 мкм в количестве 7-9 мас.% при содержании меди в гранулах омедненного полимера 50-60 мас.%, гранулы смедненного никеля крупностью 100-200 мкм в количестве 3-5 мас.% при содержании меди в гранулах омедненного никеля 25-35 мас.% и гранулы омедненного хрома крупностью 25-75 мкм в количестве 6-8 мас.% при содержании меди в гранулах омедненного хрома 30-40 мас.% [Патент РФ 2245386, МПК 7 С22С 9/00, 1/05, F16C 33/12, 27.01.2005 (прототип), (опубл.)].Closest to the invention in technical essence, the achieved result is a composite powder material for friction units, including copper powder with a particle size of 100-160 μm, copper-coated graphite granules with a particle size of 160-200 μm in an amount of 16-17 wt.% With copper content in copper-coated graphite granules 70-75 wt.%, Granules of copper-plated polymer with a particle size of 50-200 microns in an amount of 7-9 wt.% When the copper content in granules of a copper-plated polymer is 50-60 wt.%, Granules of copper-plated nickel with a grain size of 100-200 microns in an amount of 3-5 wt.% when the copper content in g copper-plated nickels 25-35 wt.% and copper-plated chromium granules with a particle size of 25-75 microns in an amount of 6-8 wt.% when the copper content in copper-plated chromium granules is 30-40 wt.% [RF Patent 2245386, IPC 7 C22C 9/00 , 1/05, F16C 33/12, 01/27/2005 (prototype), (publ.)].
Недостатками известного материала являются низкие износостойкость и твердость порошковой матрицы, а также невысокий срок службы. Задача изобретения состоит в повышении износостойкости материала и твердости порошковой матрицы, а также увеличении срока службы материала в узлах трения.The disadvantages of the known material are low wear resistance and hardness of the powder matrix, as well as a low service life. The objective of the invention is to increase the wear resistance of the material and the hardness of the powder matrix, as well as increasing the service life of the material in the friction units.
Поставленная задача решается тем, что антифрикционный композиционный порошковый материал, содержащий медный порошок крупностью 100-160 мкм, гранулы омедненного графита крупностью 160-200 мкм в количестве 16-17 мас.% при содержании меди в гранулах омедненного графита 70-75 мас.%, гранулы омедненного полимера крупностью 50-200 мкм в количестве 7-9 мас.% при содержании меди в гранулах омедненного полимера 50-60 мас.%, гранулы омедненного никеля крупностью 100-200 мкм в количестве 3-5 мас.% при содержании меди в гранулах омедненного никеля 25-35 мас.%, гранулы омедненного хрома крупностью 25-75 мкм в количестве 6-8 мас.% при содержании меди в гранулах омедненного хрома 30-40 мас.%, дополнительно содержит углеродные нанотрубки в количестве 0,2-0,7 мас.%.The problem is solved in that the antifriction composite powder material containing copper powder with a particle size of 100-160 microns, copper-coated graphite granules with a grain size of 160-200 microns in an amount of 16-17 wt.% When the copper content in the granules of copper-plated graphite is 70-75 wt.%, granules of copper-plated polymer with a particle size of 50-200 μm in an amount of 7-9 wt.% when the copper content in the granules of copper-plated polymer is 50-60 wt.%, granules of copper-plated nickel with a particle size of 100-200 μm in an amount of 3-5 wt.% with a copper content of copper-coated nickel granules 25-35 wt.%, copper-coated granules chromium with a particle size of 25-75 microns in an amount of 6-8 wt.% when the copper content in the granules of copper-plated chromium is 30-40 wt.%, additionally contains carbon nanotubes in an amount of 0.2-0.7 wt.%.
Сущность изобретения состоит в следующем. Использование углеродных нанотрубок в количестве 0,2-0,7 мас.% позволяет наиболее равномерно в максимальной степени заполнить свободное межчастичное пространство в порошковой матрице, представляющей собой медный порошок в количестве 63,8-64,3 мас.%, не перекрывая поверхности остальных гранул наполнителей. При этом повышается плотность и улучшаются антифрикционные свойства получаемого материала, что обеспечивает уменьшение количества вынесенных из зоны трения частиц и, соответственно, повышение износостойкости антифрикционного композиционного порошкового материала. Использование углеродных нанотрубок в количестве 0,2-0,7 мас.% позволяет также повысить твердость композиционного материала. В результате увеличивается срок службы материала в узлах трения, особенно при воздействии высоких нагрузок.The invention consists in the following. The use of carbon nanotubes in an amount of 0.2-0.7 wt.% Allows you to most evenly to the maximum extent fill the free interparticle space in the powder matrix, which is a copper powder in an amount of 63.8-64.3 wt.%, Without overlapping the surface of the rest granules fillers. At the same time, the density increases and the antifriction properties of the obtained material are improved, which ensures a decrease in the amount of particles removed from the friction zone and, accordingly, an increase in the wear resistance of the antifriction composite powder material. The use of carbon nanotubes in an amount of 0.2-0.7 wt.% Can also increase the hardness of the composite material. As a result, the service life of the material in the friction units is increased, especially when exposed to high loads.
Содержание углеродных нанотрубок в композиции на основе металлической матрицы в количестве менее 0,2 мас.% недостаточно для эффективной реализации уникальных антифрикционных и прочностных свойств углеродных нанотрубок. В результате снижается износостойкость и твердость материала, а также уменьшается его срок службы в узлах трения.The content of carbon nanotubes in a composition based on a metal matrix in an amount of less than 0.2 wt.% Is not sufficient for the effective implementation of the unique antifriction and strength properties of carbon nanotubes. As a result, the wear resistance and hardness of the material are reduced, and its service life in friction units is also reduced.
Если содержание углеродных нанотрубок более 0,7 мас.%, происходит ухудшение эксплуатационных характеристик антифрикционного композиционного порошкового материала за счет того, что углеродные нанотрубки, попадая в области контактного взаимодействия компонентов материала, разупрочняют порошковую матрицу, не позволяя создавать достаточно прочные металлические связи между частицами. При этом повышается износ материала и уменьшается его срок службы в узлах трения.If the content of carbon nanotubes is more than 0.7 wt.%, The performance characteristics of the antifriction composite powder material are deteriorated due to the fact that carbon nanotubes, falling in the area of contact interaction of the material components, soften the powder matrix, preventing the formation of sufficiently strong metal bonds between the particles. This increases the wear of the material and decreases its service life in friction units.
Для иллюстрации изобретения в табл.1 приведены составы антифрикционных композиционных порошковых материалов, а в табл.2 - их сравнительные свойства.To illustrate the invention, Table 1 shows the compositions of antifriction composite powder materials, and Table 2 shows their comparative properties.
Составляющими компонентами композиционных порошковых материалов явились медный порошок марки ПМС-В ГОСТ 4960-75, гранулы графита марки ГМП, гранулы политетрафторэтилена ГОСТ 1007-72, гранулы порошка никеля ГОСТ 9722-79, гранулы порошка хрома, омедненные химическим способом, и углеродные нанотрубки, полученные методом дугового испарения графитового стержня.The constituent components of the composite powder materials were PMS-V state standard specification 4960-75 copper powder, GMP grade graphite granules, GOST 1007-72 polytetrafluoroethylene granules, GOST 9722-79 nickel powder granules, chemically copper plated chromium granules, and carbon nanotubes obtained method of arc evaporation of a graphite rod.
Материалы получали методом спекания порошковых композиций в специальной прессформе на установке для электроконтактного спекания при следующих показателях технологического процесса:The materials were obtained by sintering the powder compositions in a special mold on the installation for electrical contact sintering at the following process indicators:
Испытания проводили на машине СМЦ-2 трением скольжения по схеме "вал-частичный вкладыш" при нагрузке 100 кПа и скорости 1 м/с. Материалом контртела служила сталь 45 твердостью 44 HRC, шероховатость поверхности Ra=0,63 мкм. Микротвердость порошковой матрицы определяли на приборе ПМТ-3 по ГОСТ 9450-76.The tests were carried out on a SMC-2 machine by sliding friction according to the “shaft-partial liner” scheme at a load of 100 kPa and a speed of 1 m / s. The counterbody material was steel 45 with a hardness of 44 HRC, and a surface roughness of R a = 0.63 μm. The microhardness of the powder matrix was determined on a PMT-3 instrument according to GOST 9450-76.
Как следует из приведенных данных, заявляемый антифрикционный композиционный порошковый материал, по сравнению с известным, характеризуется повышенной твердостью и износостойкостью, а также увеличенным сроком службы.As follows from the above data, the claimed anti-friction composite powder material, in comparison with the known, is characterized by increased hardness and wear resistance, as well as an extended service life.
Из заявляемого антифрикционного композиционного порошкового материала были изготовлены подшипники для узлов трения технологического оборудования ОАО "Гомельобои". Натурные испытания подтвердили высокую эффективность заявляемого материала. Срок службы и время межремонтного обслуживания узлов трения увеличились в 1,1-1,15 раза.Bearings for friction units of technological equipment of Gomeloboi OJSC were made from the inventive antifriction composite powder material. Field tests have confirmed the high efficiency of the claimed material. The service life and time between repairs of friction units increased 1.1-1.15 times.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006134133/02A RU2331685C2 (en) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | Antifrictional composite powdered material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006134133/02A RU2331685C2 (en) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | Antifrictional composite powdered material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006134133A RU2006134133A (en) | 2008-04-10 |
| RU2331685C2 true RU2331685C2 (en) | 2008-08-20 |
Family
ID=39748182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006134133/02A RU2331685C2 (en) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | Antifrictional composite powdered material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2331685C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2434962C1 (en) * | 2010-05-27 | 2011-11-27 | Юрий Петрович Москвичев | Composite structure material |
| RU2696113C1 (en) * | 2018-12-08 | 2019-07-31 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Method of producing nanocomposite material based on copper, hardened by carbon nanofibres |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112453385B (en) * | 2020-11-23 | 2022-09-27 | 成都威士达粉末冶金有限公司 | Powder metallurgy composite material with high composite ratio and manufacturing method thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1518781A (en) * | 1976-02-02 | 1978-07-26 | Hitachi Ltd | Method of preparing a graphite-containing copper alloy |
| RU2200092C1 (en) * | 2001-09-04 | 2003-03-10 | Петрик Виктор Иванович | Nano-pore metal-carbon composite and method for manufacture thereof |
| RU2243277C1 (en) * | 2003-04-03 | 2004-12-27 | ГНУ "Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого НАН Баларуси" | Powder-type self-lubricating composite |
| RU2245386C1 (en) * | 2003-12-16 | 2005-01-27 | Открытое акционерное общество "Гомельобои" | Composite powder material for friction assembly |
-
2006
- 2006-09-25 RU RU2006134133/02A patent/RU2331685C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1518781A (en) * | 1976-02-02 | 1978-07-26 | Hitachi Ltd | Method of preparing a graphite-containing copper alloy |
| RU2200092C1 (en) * | 2001-09-04 | 2003-03-10 | Петрик Виктор Иванович | Nano-pore metal-carbon composite and method for manufacture thereof |
| RU2243277C1 (en) * | 2003-04-03 | 2004-12-27 | ГНУ "Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого НАН Баларуси" | Powder-type self-lubricating composite |
| RU2245386C1 (en) * | 2003-12-16 | 2005-01-27 | Открытое акционерное общество "Гомельобои" | Composite powder material for friction assembly |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2434962C1 (en) * | 2010-05-27 | 2011-11-27 | Юрий Петрович Москвичев | Composite structure material |
| RU2696113C1 (en) * | 2018-12-08 | 2019-07-31 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Method of producing nanocomposite material based on copper, hardened by carbon nanofibres |
| WO2020117102A1 (en) * | 2018-12-08 | 2020-06-11 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Method for producing copper-based nano-composite material reinforced with carbon nanofibres |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006134133A (en) | 2008-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60125147T2 (en) | HOLLOW FULLER ARTICLE NANOPARTICLES AS SOLID LUBRICANTS IN COMPOSITE MATRICES | |
| Mallikarjuna et al. | Microstructure and dry sliding wear behavior of Cu-Sn alloy reinforced with multiwalled carbon nanotubes | |
| US20090311129A1 (en) | Abrasion resistant sintered copper base cu-ni-sn alloy and bearing made from the same | |
| US20130251586A1 (en) | Sintered bearing and preparation method thereof | |
| CN103154290B (en) | Hard alloy | |
| CN104759618B (en) | A kind of ferrotianium base oil-containing antifriction material | |
| Pan et al. | Tribological and mechanical properties of copper matrix composites reinforced with carbon nanotube and alumina nanoparticles | |
| CN1910300A (en) | Lead-free copper alloy sliding material | |
| CN102808850A (en) | Slide bearing | |
| Asgharzadeh et al. | Fabrication of fullerene-reinforced aluminum matrix nanocomposites | |
| RU2405848C2 (en) | Composite sintered powder material | |
| RU2331685C2 (en) | Antifrictional composite powdered material | |
| Mallikarjuna et al. | Microstructure and microhardness of carbon nanotube-silicon carbide/copper hybrid nanocomposite developed by powder metallurgy | |
| RU2374346C1 (en) | Self-lubricated powdered material for friction assemblies | |
| Hammood et al. | Influence of multiwall carbon nanotube on mechanical and wear properties of copper–iron composite | |
| KR102109227B1 (en) | Low binder, wear resistant hard metal | |
| RU2245386C1 (en) | Composite powder material for friction assembly | |
| US20220403879A1 (en) | Resin material for sliding member and sliding member | |
| US20170369973A1 (en) | Corrosion resistant cemented carbide for fluid handling | |
| RU2296803C1 (en) | Self-lubricating material for friction units | |
| RU2243277C1 (en) | Powder-type self-lubricating composite | |
| RU2436857C1 (en) | Powder composite material | |
| KR20230132366A (en) | Pulverizing/stirring/mixing/kneading machine component | |
| Yönetken et al. | Production and characterization of Ti-10Cr-3, 33Co-3, 33egg shelter composite materials using by powder metallurgy | |
| Liu et al. | Processing and electrical properties of nano-Al2O3/Cu composites |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080926 |