RU2367696C2 - Metallo-matrix composite - Google Patents
Metallo-matrix composite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2367696C2 RU2367696C2 RU2007142301/02A RU2007142301A RU2367696C2 RU 2367696 C2 RU2367696 C2 RU 2367696C2 RU 2007142301/02 A RU2007142301/02 A RU 2007142301/02A RU 2007142301 A RU2007142301 A RU 2007142301A RU 2367696 C2 RU2367696 C2 RU 2367696C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon carbide
- copper
- matrix composite
- tin
- composite
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к композиционным материалам, в частности к металломатричным композитам. Может применяться в машино-, автомобилестроении, нефтехимической промышленности при производстве подшипников скольжения.The invention relates to composite materials, in particular to metal matrix composites. It can be used in machine, automotive, petrochemical industry in the production of plain bearings.
Известны металломатричные композиты, состоящие из алюминиевой матрицы и усиливающих элементов в виде порошка карбида кремния [Axel Kolsgaard, Stig Brusethaug Settling of SiC particles in an AlSi7Mg melt. Materials Science and Engineering, A 173 (1993), 213-219]. Такой металломатричный композит обладает хорошими антифрикционными свойствами, однако имеет низкую коррозионную стойкость.Metal matrix composites are known, consisting of an aluminum matrix and reinforcing elements in the form of silicon carbide powder [Axel Kolsgaard, Stig Brusethaug Settling of SiC particles in an AlSi7Mg melt. Materials Science and Engineering, A 173 (1993), 213-219]. Such a metal matrix composite has good antifriction properties, but it has a low corrosion resistance.
Известен также металломатричный композит, содержащий медную матрицу и упрочняющие элементы из карбида кремния (патент РФ №2017852, МПК C22C 32/00, опубл. 15.08.1994, 3 с.). Такой металломатричный композит обладает повышенной износостойкостью по сравнению с обычными бронзами, но нетехнологичен при изготовлении и ремонте оборудования.Also known metal-matrix composite containing a copper matrix and reinforcing elements of silicon carbide (RF patent No. 2017852, IPC C22C 32/00, publ. 08/15/1994, 3 S.). Such a metal-matrix composite has increased wear resistance compared to conventional bronzes, but is not technologically advanced in the manufacture and repair of equipment.
Наиболее близкими к заявляемому металломатричному композиционному материалу по назначению и составу являются сплавы на основе олова - баббиты по ГОСТ 1320-74 (ИСО 4383-91) [1], содержащие в своем составе следующие основные элементы, мас.%: сурьма 10,0-12,0, медь 5,5-6,5, олово остальное.The closest to the claimed metal matrix composite material by purpose and composition are tin-babbitt-based alloys according to GOST 1320-74 (ISO 4383-91) [1], which contain the following main elements, wt.%: Antimony 10.0- 12.0, copper 5.5-6.5, tin else.
Данные сплавы рекомендуется использовать при изготовлении подшипников скольжения, работающих в различных, в том числе и тяжелонагруженных, машинах и агрегатах в различных отраслях промышленности и народного хозяйства. Однако сплавы на основе олова обладают низкими механическими свойствами и невысокой допускаемой температурой при эксплуатацииThese alloys are recommended for use in the manufacture of sliding bearings operating in various, including heavily loaded, machines and assemblies in various industries and national economy. However, tin-based alloys have low mechanical properties and a low allowable temperature during operation
Задачей настоящего изобретения является создание металломатричного композиционного материала, обладающего улучшенными антифрикционными и механическими свойствами и повышенной температурной стойкостью. Получение композиционного металломатричного сплава с более высоким уровнем изложенных свойств обеспечивает повышение эксплуатационной надежности и общего ресурса работы машин и агрегатов, где используются подшипники скольжения.An object of the present invention is to provide a metal matrix composite material having improved antifriction and mechanical properties and increased temperature resistance. Obtaining a composite metal matrix alloy with a higher level of the stated properties provides an increase in the operational reliability and overall service life of machines and assemblies where plain bearings are used.
Поставленная в заявке задача решается тем, что металломатричный композит, содержащий олово, сурьму, медь, дополнительно содержит частицы карбида кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%: сурьма 10,0-12,0, медь 0,5 - 1,5, карбид кремния 1,0-15,0, олово остальное.The problem stated in the application is solved in that the metal matrix composite containing tin, antimony, copper, additionally contains particles of silicon carbide in the following ratio of components, wt.%: Antimony 10.0-12.0, copper 0.5 - 1.5, silicon carbide 1.0-15.0, the rest is tin.
Предложенный композиционный материал изготавливали следующим способом. Баббит Б83 расплавляли в печи сопротивления под слоем древесного угля. После достижения температуры 350-400°С снимали покровный слой древесного угля и затем вводили порошок карбида кремния. Ввод порошка карбида кремния в расплавленный баббит производился механическим замешиванием. Полученный композиционный сплав выливали в металлическую форму. Из полученных слитков вырезали образцы для определения твердости и антифрикционных свойств.The proposed composite material was made as follows. Babbitt B83 was melted in a resistance furnace under a layer of charcoal. After reaching a temperature of 350-400 ° C, a coating layer of charcoal was removed and then silicon carbide powder was introduced. Silicon carbide powder was introduced into molten babbitt by mechanical kneading. The resulting composite alloy was poured into a metal mold. Samples were cut from the obtained ingots to determine hardness and antifriction properties.
Поставленный технический результат достигается тем, что вводимые в матрицу дисперсные частицы карбида кремния являются дополнительными, кроме интер-металлидов SnSb, точками опоры, располагающимися в мягкой матрице. На трущейся поверхности подшипника формируется шероховатость, приводящая к созданию микроподшипников, которые образуют микроклинья из смазки, переводя работу подшипников из режима граничного трения в жидкостный или полужидкостный. Микроклинья смазки, а также выступающие из мягкой основы твердые интерметаллиды SnSb и дисперсные частицы карбида кремния способны воспринимать большие, чем в известном сплаве, нормальные давления трущейся пары и снижать коэффициент трения, т.е. улучшать антифрикционные свойства металломатричного композиционного материала. При всем этом представилась возможность снизить содержание меди в сплаве без ущерба служебным свойствам.The stated technical result is achieved in that the dispersed particles of silicon carbide introduced into the matrix are additional, in addition to SnSb intermetallics, support points located in a soft matrix. A roughness is formed on the rubbing surface of the bearing, leading to the creation of micro-bearings that form micro wedges from the lubricant, translating the bearings from boundary friction to liquid or semi-liquid. Lubricant micro-wedges, as well as solid SnSb intermetallic compounds protruding from the soft base, and dispersed silicon carbide particles are capable of perceiving higher normal pressure of the rubbing pair than in the known alloy and lowering the friction coefficient, i.e. to improve the antifriction properties of the metal matrix composite material. With all this, it was possible to reduce the copper content in the alloy without compromising service properties.
В таблице 1 приведены варианты предлагаемого композиционного сплава.Table 1 shows the options for the proposed composite alloy.
Результаты проведенных сравнительных испытаний представлены в таблице 2.The results of the comparative tests are presented in table 2.
Как следует из данных таблицы 2, предлагаемый металломатричный композиционный материал обладает более высокой твердостью, допускает более высокие нагрузки при трении и более высокую температуру и одновременно имеет более низкий коэффициент трения.As follows from the data of table 2, the proposed metal-matrix composite material has a higher hardness, allows higher friction loads and a higher temperature and at the same time has a lower coefficient of friction.
Содержание карбида кремния в композите менее 1% не дает существенного снижения коэффициента трения, а увеличение концентрации более 15% приводит к ухудшению технологических свойств. Уменьшить содержание меди в композиционном сплаве с добавками карбида кремния представляется возможным благодаря появлению дополнительных опорных поверхностей, что приводит к повышению несущей нагрузки композита при меньшем содержании меди.The content of silicon carbide in the composite of less than 1% does not significantly reduce the coefficient of friction, and an increase in concentration of more than 15% leads to a deterioration of technological properties. It is possible to reduce the copper content in the composite alloy with additives of silicon carbide due to the appearance of additional supporting surfaces, which leads to an increase in the bearing load of the composite with a lower copper content.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007142301/02A RU2367696C2 (en) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Metallo-matrix composite |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007142301/02A RU2367696C2 (en) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Metallo-matrix composite |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007142301A RU2007142301A (en) | 2009-05-20 |
RU2367696C2 true RU2367696C2 (en) | 2009-09-20 |
Family
ID=41021454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007142301/02A RU2367696C2 (en) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Metallo-matrix composite |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2367696C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2506335C1 (en) * | 2012-06-13 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Metal matrix composite |
RU2585588C1 (en) * | 2014-12-11 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | COMPOSITE MATERIAL BASED ON ALLOYS OF Sn-Sb-Cu AND PREPARATION METHOD THEREOF |
-
2007
- 2007-11-15 RU RU2007142301/02A patent/RU2367696C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2506335C1 (en) * | 2012-06-13 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Metal matrix composite |
RU2585588C1 (en) * | 2014-12-11 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | COMPOSITE MATERIAL BASED ON ALLOYS OF Sn-Sb-Cu AND PREPARATION METHOD THEREOF |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007142301A (en) | 2009-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6334914B2 (en) | Copper alloy sliding material | |
US20070082825A1 (en) | Plain bearing | |
JP3939931B2 (en) | Copper-based multi-layer sliding material | |
JP5374722B2 (en) | Abrasion-resistant lead-free alloy bushing and method for producing the same | |
KR101265391B1 (en) | Pb-FREE COPPER ALLOY SLIDING MATERIAL AND PLAIN BEARINGS | |
RU2524812C2 (en) | Material of sleeve bearing | |
JP6377889B2 (en) | Zinc-free spray powder, copper-containing sprayed layer, and method for producing copper-containing sprayed layer | |
CN101550502B (en) | Pb-free copper-alloy sliding material | |
WO2012147780A1 (en) | Sliding material, alloy for bearing, and multilayer metal material for bearing | |
JPH07150273A (en) | Coppery sliding material | |
EP2135964B1 (en) | Copper-based sliding material | |
RU2367696C2 (en) | Metallo-matrix composite | |
US5512242A (en) | Tin-base white metal bearing alloy excellent in heat resistance and fatigue resistance | |
KR102672968B1 (en) | Sliding member, bearing, manufacturing method of sliding member, manufacturing method of bearing | |
JP2010242854A (en) | Slide bearing | |
GB2285060A (en) | Copper-head alloy bearing | |
RU2506335C1 (en) | Metal matrix composite | |
EP3263721B1 (en) | High temperature wear-resistant aluminum-bronze-based material | |
JP7214451B2 (en) | Copper alloy | |
JP5566394B2 (en) | Bearing material | |
JP6363931B2 (en) | Copper alloy for slide bearing | |
Yin et al. | Research on the tribology performance of copper-bismuth bearing material | |
US11572606B2 (en) | High-tensile brass alloy and high-tensile brass alloy product | |
JP5073925B2 (en) | Lead-free copper-based sliding material | |
JP2006037179A (en) | Pb-FREE COPPER-ALLOY-BASED COMPOSITE SLIDING MATERIAL SUPERIOR IN SEIZURE RESISTANCE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20110530 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20120319 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131116 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150310 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191116 |