Sposób wytwarzania materialu kompozytowego na bazie brazu cynowego Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania materialu kompozytowego na bazie brazu cynowego, przeznaczonych na elementy slizgowe. Obecnie nie sa znane materialy slizgowe z dodatkiem metalicznego renu: Stosowane sa jedynie materialy na bazie srebra z dodatkiem metalicznego renu do zastoso.wan w stykach elektrycznych_ [Dariusz Kolacz. Stanislaw Ksie~ek, Joanna Karwan-Baczewska, Tomasz Wisniewski,. Malgorzata: Kaminska, Barbara .iuszczyk, Joanna Kulasa, Katarzyna Bilewska, The influence pf manufa~turing parameter:s on trit,ologicaJ properties of contacf matcrials, Euro PM20~0 Virtual Congress, 5-7 October 2020,· Proceedings]. Istota wynalazku jest sposób wytwarzania mat~nalu kompozytowego na bazie brazu cynowego który charakteryzuje sie: tym, ze do proszku stopowe~ff brazu cynowego dodaje sie proszek renu w ilosci do 35%, po czym miesza przez co najmniej -30 min. a nastepnie prasuje i/lub spieka. Prasowa.n.ie prowadzi sie•JXX.l cisnieniem·min 40MPa w czasie co najmniej 1 S s. Spiekanie prowadzi sie w temperaturze co najmniej 559°C prz.;y cisnieriiu 0.1 - 200 MPa.Prasowanie prowadzi sifirietoda CIP luh na prasie hydraulicznej. Zageszczanie prowadzi sie metoda HIP. Proszki, stopo\\')' CuSn I O lub mctal_icznej miedzi, metalicznej cyny oraz metalicznego renu po odpowiednim. nawazeniu poddaje sie mieszaniu lub: mechanicznej syntezie w wysokoenergetycznych mlynkach lub w mieszal_nikach bebno,vych w czasie minimum )Omiri. Operacja mieszania jest prowadzona az do momentu równomiernego rozprowadzenia metalicznego renu w proszku stopowym . W procesie mieszania korzystni~ dodaje sie srodki poslizgowe i srodki zwilfajace. Kontrole p·rawidlowosci mieszania proszków · wsadowych prowadzi sie przez obscnvacje mikroskopowa mieszaniny. Dodanie .w okreslonej ilosci metalicznego proszku renu powoduje obnizenie wspólczynnika tarcia w materi.al~ CuSn IO, l3adania tribologiczne wykazaly spadek PL 441415 A1 2/7sn.:dniego wspokZ)' nnika tarcia (badam a tri ro logiczne, dla ~:i:m.1pozyt11 z l O % ._:oda.kiein Re\', sto ,unku jo r.iaterialu b,7.1wc:.:.o"(r1:::.teri;·l Cu~ilO; o 1 '-~·•. P, ·L: tyv. uy ,. rlyv. renu v. ynit.a zjec-o v. ~asciw .}sci lizy :z:1ycr: i óemic'!lyc'i. . . Ren N ob1;cnu~~i il.:Lu w niskiej temperaturze mienia sie do postaci tlenku, który szybko sie topi tworzac na powierzchni warstewkt; cieczy metalicznej. Powoduje to mozhwosc uzycia omawianego materialu bez uzycia doJatkowych srodk,1w poslilgOW)Ch w postac: wszelkiego n1dzaiu smarów, ..:,, :wplywa na jego kon~ 'Jrenc: jri<.N~ w !;tosunku do obecnie uzywanych. Pro<::?ki s 1 0po\1,,~ ch.1rakteryzuja '-ie r.a.::tenuiac 1 mi medianami uziarnienia: - dla stopowegc 1 CuSn lO w zalaesic •ld 0,5µm do l 50µm, - dla metalicznego renu w zakresie od 0,()5µm do lOOµm. \\ly1,.1laz..:k ih.t~lruja rorti1:;ze ;,rzyH1dy ,,:; kon..1ria; r:iest;nowi;,rejego og·aniL7.Cnin i'TZ)' ,,Jad l Stopowy proszek CuSnJ O o sredniej wici koki ziarna 30 µm mieszano z metalicznym pros7..kicm r.:nu o sredniej wielkosci ziarna 4 µm w proporcji: CuSn l O (90?o mas) i Re ( I O~,o mas). Naslepni..: mi.:szunke prnszkowa umiesz..:zon,J_ w pt jemniku Ltek~,o\.vym : ws:tepnie zapeszczano na sto,e vdbrac:- inym. cza:, wibracji wynosil l 20s Dakj nrov,.adz,1110 proces rra,;(,wania z wykorzvstanit.:m rrasy i2ostityc1111.:j CIP (z ang Cold lsostatic Pressing) pod cisnieniem 200 MPa w czasie 60 sekund, Po zakonczeniu tego procesu wypraski spiekano w tcmpt:raturJ'.e wynoszacej 750 'C w sylitowym piecu przc:otowym w atmosfer::e arg0nu ,v ,,:zas 1 e 12n min. Stop(\wy proszek CuSn l O o sredniej wielkosci ziam.1 30 µm mieszano z metalicznym pros?kiem renu o sredniej wielkosci ?i arna 4 µm w proporcji: CuSn l O (90% ma-:;) i Re (l 0% mas). Na.:;tepnie mies.lanke proszkowa umit: qcz,mo \\ ;JOj~nmih lakk: ow:! m, gl1zie _1a zag~szc1.ano r:a stul..: wibracyjnym, czas wibracji \•')"fll•sil 12'.)s. ;.; .... ~tep.tie prn.sowano 7 wyl..orzysianiem prasy izmiatyanej CIP IL ang. Cold lsost.:1tic P1cssi.1g) pod l.:i~nicniem 200 MPa \V czasie 60 sekund. Po zakonczeniu tego procesu v.:)praski spid.ano \'I- atmosferze galów ochronnego - ar~;onu. Temperatura spiekania W)'nos1la PL 441415 A1 3/7750 °( przy cisnieniu l MP:i w czasie 30 min. Spieki studzono 7. piecem w atmosferze ochronnej argonu do temperatury otoczenia. Przyklad 3 Stopowy proszek C'uSn!O o sredniej wiclkos1,;i ziarna 30 µm miesza si~,: m...t;..li.,;z.;,y,n proszkiem renu o srednie_i wiclKmki ziarna 4 µm w prnpor..:ji: CuSlllO 190°-,. mas) i R.,; (10% mas). Proszki mieszano w mieszalniku butdkcwy1.:n v. cz.1sie i20 mi,1. 1\lastepnic praso\\dflO dwu„trormic mi prasie hydraulic?J1cj pod cisnieniem 100 Ml'a w cnisie 15s, ,,., mairycneh s,a)owych na W; 0 pra.;ki o srednicy 20 mm i wysoko~ci okolo 'I mm. Po Lak0nczcniu teg··i procesu wypfa~ki spiekano w atmosfer7c ,!azów uchr,nmcgó argntu ·x si' itowym piecu prze 1 otowymw c:tasie I 20 mir,. Ternperntura -pi1.:kani;. w, aosi!a 7~o<'C (tz) ,.;,lad 4 StopuW} pro·,lek Cu::-nlO o sr..:dni-.:j wklkosd zh,rna JO µ.n mit.:sLJ sie z m.:t..:.li.·:rnyn: ;1ros.iliem renu o srecniej wielkosci liarna 4 u.m w p1,.ipo1,;ji: CuS;110, 90% mas 1 i Re 1 IO~o mas). 'Naskpni1.: mk·szanke pn 1szk,wa umieszL;,,.anu w pc:je;nniku laicksO\,y,n. Jdzi,~ · \\ ..:;tepnie 1age•,;,cz:1110 ja· na 5lok wihracvjnym, cws vvibracji wyno~il 2 min. '\Ta.si.epnie pnsm\ano 7 wykorzystaniem pms.v izostatvcznej CIP(;.,. ang. Cold Isostatic Prec;ing I pod cisnieniem :?00 MP1 w c?asie 15 ~ekund. Po wkonczcniu te!!O procesu -.vnraski spickanH,V Nmcv-:fer7e g,,zów ochronnych argonu. Temperatura spiekania wyr;Jsi! ... 750 €tG(1°C ?rzy cisnieniu 1 MPa w czasie )0 min Spieki stud2'ono i piecem w· mmo~lerz..: ochronnej argonu do temperatury otoczenia Przyklad 5 Stopowy proszek CuSn 1 O o sredniej wielkosci ziarna 30 µm miesza sic; z metalicznym pros:z.kiem renu o sredniej wielkosci ziarna 4 pm w proporcji: CuSnlO (90% mas) i Re (I 0% mas). Proszki mieszano w mieszalniku butelkmvych w czasie l 20 min. Na~ti;pnic mieszanke proszkmva spieko.no pod cisnieniem w procesie SPS V ang. Spark Plasma Sinlerirg). Spiekani.: pTO\\adzono w. tcmpcratur.r.c 75(t~· i cismeniu 35 MPa w czasie l O minut w atmosferl'.e g,u,'m ochronnego - argonu lub prózni(< 1 hPa). PL 441415 A1 4/7Po p'.'ocesie ze sp;rków i~ imie\c pap;c, grafrnwy, k1óry ~mrJow• < 0 chr,·nt: male'1alu i matr: 1.:y gr'4fitowl:j i-,rzeJ :jawisLiem dyfuzji i ulah~ fr:. ustmiecie :rJterial•1 z r1~lrycy PL 441415 A1 /7Zastn:c:ienia pakntow;.; I Soosóo wy1wJna:"1ia materiilu komp(Z)to1,11;,..:go na bu.zie brazu cynowego znamienn)' tym, ze do proszku stopowego brazu cynowego dodaje sie proszek renu v. ilosci do 35%,, po czym miesza przez co najmniej 30 min. a nastepnie prasuje i/lub spieka. '"' S:rwsóh wyt\\arz::r1ia materhlu komp('7yto\\',~go na hazie hrazu cynowego \H:dlug zastr7ezenia 1 7.namiennv tym, :i:c pra.;;0w·mie prowad]'.i sie pod cisnieniem min 40MPa w czasie co najmniej 15 s. 3. Sposób wytwarzania materialu kompozytowego na bazie brazt1 cynowego "'edlug zastrzezenia l znamienny IJm, i.e : piekx;ie prownJzi sie ,\ kmpen.iLurzc _;o n.ljmni1:1 55d'C pr,cy·ci~1,icni,J O,; 20(; MPJ.. 4. Sposób wyrvi.dmt:1ia materiJ.lu kt,rnpPLyto" .!go na b,_zie brazu ~ynv\legl, wedlug zastr7ezenia l znamienny tym, ze prasowanie prowad7i sie metoda CIP. . Sposób wytwarzania materialu kompozytov.egn nu bazie brazu cynoweg1.1 we,llug 7astn1zerii:=i l z,ruimienny tym. ze rrasowanie rro~arlzi S!e na prasit hp 1 rau 1 iczn,~j 6. Spusób wyrn·arzania mate:-ialu komporytowt:go na bazie brazu cynov.t:go wedlug 1.astrzezenia 1 znamienny tym, ze zageszczanie prowadzi sie metoda HIP. PL 441415 A1 6/7al. Niepodleglosci 188/192 00-950 Warszawa, skr, poczt, 203 URZAD PATENTOWY RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ tel.: (+48) 22 579 05 55 I fax: (+L8) 22 579 00 01 e-mail: kontakt@uprp.gov,pl I www,uprp,gov,pl SPRAWOZDANIE O STANIE TECHNIKI DO ZGLOSZENIA NR P.-1,41415 Klasyfikacja zgloszenia: C22C 4"'/14 (2006.01) C22C 49/02 (2006.01) C22C 49/14 (2006.01) C22C 9/02 (2006 01) Poszukiwania prowadzone w klasach: C22C47 C22C-1,9 C22C9 Bazy komputero1\e w których prowadzono posznkiwania: EPODOC WPI bcJZ} UPRP Kcltegoriil dokumentu Dokumenty - z podilna identyfikilcja Odniesienie do zilstrz. A CNlU654-J,571 A !QlNZHOU QlNNAN DlSTR ll\ST OF SCIENCE AND TECH 1-6 INFORMATION) 21)17-03-29 A WO2016199571 Al (MITSUBISHI MATERIALS CORP IJPI) 20I6-12-15 1-6 A US6042781 A (MATERIALS INNOVATION INC rusn 2000-03-28 1-6 A US 10473160 B2 (MARLE INT GTVIBH [DE]: MARLE ENGINE SYSTEMS UK 1-6 LTD [GB]) 2019-11-12 D DalsZ} ciag wvkazn dokumentów na nastepnej stronie A-do.h..umcnl oh.rcsla1ac~ ogólu~ sl<-Ul tcdrnilu. h.tury nic JCSl Uv\i.t~any Li.t posiadajo:tl) '.,Li,;Lcgólnc Lltai.;Lcuic. E -dol-11111c11t st:1110\1 iac) \\'C/.c~uicjs'/.C 1.gfosfcnic lub patent. ale Llj)llblil-.m1 :Ili) w lt1b po ct1cic '/.glos'/.Clli:1, L - do~·urncnt kt0ry 11107c p0dckn:vac w writphwosc n1"tr7cgm1c picrws7cnstwo{ -·wn I. h1h pr7.ytoc7ony w ccl11 ust3lc11i3 clnty pHblik3c_li mncgo cyto,vn11c_~o doknmc11tu lllb 7. inne,s:o S7.Czególne_Q:o powodu. O - dokument odnoszacy sie do uJmrnienia ustnego przez zastosowame, wysta" ieme lub umwmenie w urny sposób. P-ctohumcnl opubliho¼<-Ul)- pucd dala Lgluszenia. ak pllLnicJ 1LiL zaslfLcgana dala picrwsLcl1sl½a. T - doLumcnt pÓ';:nic_is"t:). opt1bliku\\ an: po ch.:ic 1.glus"t:c11ia lub \\· ci.leic picrn•::,/.ci"Lst,., a i nicbccl;1,.:y \\ konnihcic /,C t:gl()S/.cnicm, ,tle cy (O\\·any \\ celu ·/.rozumienia :r.:is;id lub t:-oni lc7.qc~-c1111 podst:1w ,vy11;1fo7_k11 X -doh1rnent o P.czególnym z1wc7enin: z:i<:tf7egany 1 -.vymla7ek nie mo7.e b·c uwa7.an· za nmvy lub nie mo7e b·c uwa7.an· 7.3 posiad:ii~c}· poziom wymtla7czy. _le7eli ten dokument brany Jest pod uwage samodZlelme, Y - du.Lument o 1:Lczególnym znaczeniu; zastrLegauy '-.vy .11.alazek nie moLe byc uwaLan: za po~iadc1jacy puzium n ynalaLczy jeLeli ten doh.Ltment LOSLarne pulacLon: z _1cch1ym lub l"-ill"-oma Lego typu dul-,.unic11La1111, a tal-..1c pulacLClllC bcdz1c ucLywisLc dlu zlia\\1..)', &. -d0l11mc11t 11alc/.;!CY clo tej s;rn1cj rocl/.in: 1x1tc1110,., ::j. Sprawozdanie wykonali-a: Mikolaj Aptacy Aplikant Ekspercki Data: .12.2022 Uwagi do zgloszenia Sprawozdanie zostalo wykonane w oparciu o zastrz. z dnia 07.06.2022 r. Podpis: /podpisano kwalifikowanym podpisem elektronicznym/ Pismo wydane w fomiie dokumentu elektronicznego PL 441415 A1 7/7 PL