износостойкий керамический материал для производства шипов противоскольжения

Формула изобретения

ИЗНОСОСТОЙКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ШИПОВ ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ, содержащий Al₂O₃, SiO₂, Cr₂O₃ и MnO, отличающийся тем, что он содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%:

Al₂O₃ - 96,3 - 98,5

SiO₂ - 0,8 - 1,9

Cr₂O₃ - 0,2 - 0,3

MnO - 0,5 - 1,5

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к изготовлению товаров культурно-бытового назначения, в частности к производству шипов противоскольжения для легковых и грузовых машин.

Известен шип противоскольжения, содержащий стальную головку с буртиком и вставку из твердосплавного материала [1]

К недостаткам указанного шипа относятся высокая стоимость, использование остродефицитных соединений на основе вольфрама, сложная технология изготовления шипа, включающая вытачивание головки с буртиком и последующую пайку головки со вставкой.

Известна износостойкая керамика на основе оксида алюминия [2]

Однако высокая температура спекания (свыше 1800^оС), требуемая для получения плотного материала, препятствует широкому использованию материалов из чистого оксида алюминия.

Известен также износостойкий керамический материал на основе оксидов алюминия, кремния, хрома и марганца при следующем соотношении компонентов, мас. Al₂O₃ 93,6-96,2 SiO₂ 2,0-3,2 Cr₂O₃ 0,3-0,7 MnO 1,5-2,5 [3]

Недостатком этого материала является недостаточно высокая износостойкость, обусловленная большим содержанием стеклообразующих добавок (SiO₂, Cr₂O₃, MnO).

Цель изобретения упрощение технологии изготовления шипов и уменьшение их себестоимости.

Поставленная цель достигается тем, что шипы противоскольжения изготавливаются из износостойкого керамического материала на основе оксидов алюминия, кремния, хрома и марганца при следующем соотношении компонентов, мас. Al₂O₃ 96,3-98,5 SiO₂ 0,8-1,90 Cr₂O₃ 0,2-0,3 MnO 0,5-1,5

Введение в состав керамики малых количеств стеклообразующих добавок позволяет получить высокоплотный материал при температуре спекания 1540-1560^оС без существенного снижения износостойкости по сравнению с чистым оксидом алюминия.

П р и м е р. Изготавливали шипы противоскольжения из составов керамики согласно формуле изобретения и за пределами формулы. В качестве исходных компонентов использовали следующие материалы: глинозем марки Г-00 ГОСТ 2912-88, кварцевый песок ГОСТ 22551-87, окись хрома техническая ГОСТ 2912-79 и марганец углекислый ГОСТ 7205-77. Компоненты взвешивали с учетом содержания основного вещества. После совместного помола компонентов с последующей прокалкой при 1400^оС осуществляли вторичный помол. Из полученного порошка методом шликерного литья с последующим обжигом в печи при 1550^оС изготавливали шипы. Износостойкость шипов оценивали по уменьшению их массы после испытания в естественных условиях на грузовом автомобиле "КАМАЗ-5320". Данные приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, уменьшение содержания Al₂O₃ ниже 96,3 мас. вызывает заметное увеличение износа шипа, что, видимо, связано с уменьшением твердости керамического материала.

С увеличением содержания Al₂O₃ свыше 98,5 мас. невозможно получить плотный материал спеканием при 1550^оС, что также вызывает увеличение износа. Использование состава керамического материала согласно формуле изобретения позволяет получить износостойкие шипы спеканием при 1550^оС. Это значительно упрощает технологию их изготовления и тем самым снижает себестоимость.