Спосіб виготовлення деталі з зносостійким і антифрикційним покриттям

 

Область використання

Винахід відноситься до машинобудування і може бути використане для виготовлення деталей з зносостійким і антифрикційним покриттям на робочих поверхнях вузлів тертя.

Рівень техніки

Відомий спосіб отримання зносостійкого покриття на робочій поверхні деталей шляхом хімічного міднення їх робочих поверхонь (SU, авторське свідоцтво №1579936, МПК C23C 18/38, 1988 [1]). Проте покриття має недостатню довговічність і після зношування цього покриття починається інтенсивне зношування основного матеріалу деталі.

Відомий також прийнятий в якості найближчого аналога спосіб виготовлення деталей з зносостійким і антифрикційним покриттям, що включає попереднє виготовлення стрижня з матеріалу покриття, приведення його у фрикційний контакт з робочою поверхнею деталі в присутності технологічного складу, пасивацію отриманого покриття з подальшим нанесенням на неї мастильної композиції на основі мильною пластичного мастила, що включає порошки міді, свинцю і політетрафторетилену (SU, авторське свідоцтво №1456283, МПК B22F 7/04, 1986 [2]). Застосування цього способу підвищує протизносні та антифрикційні властивості пообретения є подальше підвищення протизносних і антифрикційних властивостей покриття та підвищення його довговічності.

Для досягнення поставленого завдання в способі виготовлення деталі з зносостійким і антифрикційним покриттям, що включає попереднє виготовлення стрижня шляхом пресування та спікання складу, що містить 87...92 мас.% порошку міді, 6...10 мас.% порошку політетрафторетилену, 2...3 мас.% хлориду амонію, нанесення на робочу поверхню деталі складу, що містить 1...3 мас.% хлориду міді в гліцерині, приведення стрижня під фрикційний контакт з робочою поверхнею деталі зі швидкістю ковзання 0,06...0,09 м/с, поздовжньою подачею 50...80 мкм/об., тиском 30...50 МПа і числі проходів 4...6, пасивацію отриманого покриття з подальшим нанесенням на неї мастильної композиції на основі мильною пластичного мастила, що включає 10...15 мас.% порошку міді і 2...5 мас.% порошку політетрафторетилену, згідно винаходу перед нанесенням мастильної композиції її попередньо термообробці в атмосфері інертного газу шляхом продавлювання 3...5 разів під тиском N=(0,01...0,07) МПа з витратою G=(0,01...0,20) кг/хв через зазор між зовнішніми і внутрішніми обоймами нагрітих до температури t°=(0,5...0,7)t°допослідовно розташованих підшипників кочення, кількість яких n=7...9, що обертаються з частотою W=(0,01...0,03)Wдод.до кока на один підшипник, t°до- температура краплепадіння мастильної композиції, Wдод.- гранично допустима частота обертання підшипників.

Ведення деяких технологічних процесів в атмосфері інертного газу сама по собі відомо. Проте ні в одному з відомих способів термообробку мастильної композиції, що використовується для отримання зносостійкого і антифрикційного покриття, не проводять в атмосфері інертного газу, тобто в пропонованому способі цей ознака проявляє нову властивість - розширює область застосування відомого способу.

З відомих заявнику джерелами деякі загальні властивості ознак «нагрітих до температури t°=(0,5...0,7)t°до» і «обертаються з частотою W=(0,01...0,03)Wдоп., до яких прикладають тиск P=n(0,06...0,60)Qдод.» відомі, наприклад, з патенту SU №1196552, МПК F16C 33/66, 1984 р. [3], за яким при обробці підшипника кочення перед експлуатацією між робочими поверхнями підшипника вводять мастильну композицію, підшипник обертають з частотою W1=(0,01...0,03)Wдод.протягом 12...20 хв, нагрівають до температури t°=(0,5...0,7)t°до, потім збільшують частоту обертання до W2=(0,05...0,07)Wдоп.і обертають з цією частотою протягом 5...8 хв. Після цього до підшип� способі цей ознака проявляє нову властивість - розширює область застосування відомого способу.

Використання ознак «шляхом продавлювання 3...5 разів під тиском N=(0,01...0,07) МПа з витратою G=(0,01...0,20) кг/хв, через зазор між зовнішніми і внутрішніми обоймами» і «послідовно розташованих підшипників кочення, кількість яких n=7...9» в інших способах отримання антифрикційного і зносостійкого покриття за опублікованими джерелами відомо.

Виходячи з наведеного аналізу ознак, що заявляється технічне рішення відповідає критерію «винахідницький рівень».

Заявником вперше встановлено у своїх дослідженнях, що після заявляються дій над мастильної композицією в ній утворюються активовані частки присадки, наявність яких значно інтенсифікує процес планування ними тертьових поверхонь деталей машин. Це підвищує протизносні та антифрикційні властивості покриття і збільшує його довговічність.

Детальний опис винаходу

Спосіб здійснюють наступним чином. Спочатку стрижень виготовляють шляхом пресування та спікання складу, що містить 87...92 мас.% порошку міді, 6...10 мас.% порошку політетрафторетилену і 2...3 мас.% хлориду амонію. На робочу поверхню деталі нано�поверхнею деталі зі швидкістю ковзання 0,06...0,09 м/с, поздовжньою подачею 50...80 мкм/об., тиском 30...50 МПа і числі проходів 4...6, після чого отримане покриття пасивують. Натирання покриття може бути здійснено за допомогою пристосування, що містить корпус з підпружиненим фіксатором стрижня. Пристосування монтують, наприклад, в різцетримачі токарного верстата, а оброблювану деталь в патроні верстата.

Потім термообробці мастильну композицію. Для цього після попереднього перемішування мильною пластичного мастила з порошками міді і політетрафторетилену мастильну композицію в атмосфері інертного газу продавлюють 3...5 разів під тиском N=(0,01...0,07) МПа з витратою G=(0,01...0,20) кг/хв через зазор між зовнішніми і внутрішніми обоймами n=7...9 послідовно розташованих, нагрітих до температури t°=(0,5...0,7)t°допідшипників кочення, що обертаються з частотою W=(0,01...0,03)Wдод., до яких прикладають тиск P=n(0,06...0,60)Qдод., де t°до- температура краплепадіння мастильної композиції, Wдод.- гранично допустима частота обертання підшипників, Qдод.- гранична допустима статичне навантаження на один підшипник.

Термооброблену мастильну композицію наносять на робочу поверхню деталей і збирають яких робочі поверхні деталей вузла тертя обробляли за пропонованим способом і способом-прототипом [2], а також щодо способів, в яких параметри операцій виходили за заявляються межі.

Трибологічні випробування зразків проводили на стенді для випробування шарнірів за схемою «вал-втулка». На вали зі сталі ЗОХГСА наносили гліцерин, що містить 2 мас.% хлориду міді, потім їх натирали стрижнем, що містить 89,5 мас.% міді, 8 мас.% політетрафторетилену (ПТФЕ) і 2,5 мас.% хлориду амонію, при тиску на стрижень 40 МПа, швидкості ковзання 0,08 м/с з поздовжньою подачею 50...80 мкм/про. за 5 проходів. Після нанесення покриття вали пассивировали в підігрітому до 25°C 0,5%-ном розчині каустичної соди. Втулки виготовляли з бронзи БрАЖМц 10-3-1,5. Мастильну композицію на основі мильною пластичного мастила ЦИАТИМ-201, містить 12 мас.% порошку міді і 3 мас.% порошку політетрафторетилену, термообрабативали за способами, параметри яких наведені в таблиці 1 і наносили на робочу поверхню валів. При випробуваннях вал здійснював зворотно-обертальний рух з амплітудою 15 мм і частотою 2 Гц. Питомий тиск становив 90 МПа, база випробувань 2 км шляху тертя. Під час випробувань вимірювали момент тертя, а після випробувань - інтенсивність зношування втулки.

Випробування на довговічність покриття проводили за цих же умов�ських випробувань наведені в таблиці 1. Позначення: приклад 1 - обробка по способу-прототипу [2], 2 і 6 - обробка за способами, значення параметрів операцій яких менше (2) і більше (6) заявлених, 3, 4, 5 - обробка за заявленим способом, параметри якого лежать на нижній (3) і верхній (5) заявленої кордоні, а також в центрі (4) між нижньою та верхньою межами. Кожне значення інтенсивності зношування, наведене у таблиці 1 отримано в результаті обчислення середньоарифметичного значення результатів 4...5 дослідів.

td>
Таблиця 1
Умови реалізації технічного рішення і результати трібологічних випробувань
Найменування операційНомер прикладу способу
123456
Подача інертного газу в камеру для обробки--++до-0,40,50,60,70,8
Приведення підшипників в обертання з частотою W/Wдод.-0,0050,010,020,030,04
Продавлювання мастильної композиції під тиском N, МПа-0,00050,010,040,070,10
з витратою G, кг/хв-0,00050,010,10,200,30
Додаток до підшипників тиску, P/nQдод.-0,010,060,330,600,93678911
Число раз продавлювання партії-23456
Інтенсивність зношування втулки, мг/км21,921,119,018,319,120,6
Коефіцієнт тертя0,120,120,100,090,100,12
Шлях тертя до задирака, км2,62,74,25,54,22,8

Таким чином, згідно з результатами трібологічних випробувань, застосування заявленого спосіб� на 20...33% при збільшенні його довговічності в 1,6...2,1 рази.

Спосіб виготовлення деталі з зносостійким і антифрикційним покриттям, що включає отримання стрижня шляхом пресування та спікання його наступного складу, що містить, мас.%: 87 92...порошку міді, 6...10 порошку політетрафторетилену, 2...3 хлориду амонію, нанесення на робочу поверхню деталі складу, що містить 1...3 мас.% хлориду міді в гліцерині, приведення стрижня під фрикційний контакт з робочою поверхнею деталі зі швидкістю ковзання 0,06...0,09 м/с при поздовжньої подачі 50...80 мкм/об., тиск 30...50 МПа і числі проходів 4...6, пасивацію отриманого покриття з подальшим нанесенням на нього мастильної композиції на основі мильною пластичного мастила, що містить, мас.%: 10...15 порошку міді і 2...5 порошку політетрафторетилену, що відрізняється тим, що перед нанесенням мастильної композиції її попередньо термообробці в атмосфері інертного газу шляхом продавлювання 3...5 разів під тиском N=(0,01...0,07) МПа з витратою G=(0,01...0,20) кг/хв через зазор між зовнішніми і внутрішніми обоймами нагрітих до температури t°=(0,5...0,7)t°допослідовно розташованих підшипників кочення, число яких становить n=7...9, що обертаються з частотою W=(0,01...0,03)Wдод., до яких прикладають тиск P=n(0,06...0,60)Qдод.- гранично допустима частота обертання підшипників.



 

Схожі патенти:

Поверхня тертя

Винахід відноситься до машинобудування і може бути використано для підвищення зносостійкості змащувань поверхонь тертя різних деталей механізмів і машин. Поверхня тертя (1) деталі (2) має регулярний рельєф у вигляді заглиблень (3), що грають роль мастильних резервуарів для наноситься на поверхню мастильного матеріалу (4). Поверхня заглиблень (3) покрита шаром матеріалу (5), яка має більш низькі адгезійні властивості по відношенню до застосовуваному мастильного матеріалу (4), ніж матеріал поверхні тертя (1). Технічний результат: підвищення ефективності змащування. 2 іл.

Підшипник ковзання і спосіб його виготовлення

Винахід відноситься до деревообробці, зокрема до отримання підшипників ковзання з деревини. Підшипник виконаний з пресованої деревини з радіальним розташуванням волокон і рівномірною щільністю по всьому перерізу і містить мастило в кількості 7-8% від маси деревини і металеве включення. Деревина підшипника містить нанокристаллическую целюлозу в кількості 0,5-0,8% від маси деревини, а металеве включення виконано у вигляді суцільної плівки нікелю в кількості 4-6% від маси деревини товщиною 0,8 мкм, що вистилає всю внутрішню поверхню деревини. Також заявлений спосіб виготовлення згаданого підшипника ковзання, який включає виготовлення сегментів (4) з пресованої деревини з радіальним розташуванням волокон і радіусами закруглення майбутнього підшипника, нанесення клею, установку в допоміжну обойму (1), пресування через конус (2) з кутом конуса (2), що дозволяє збільшити щільність до величини не менше 1350 кг/м3, затвердіння клею і, при необхідності, механічну обробку по внутрішньому діаметру з мінімальним припуском. Технічний результат: підвищення якості підшипника ковзання і зниження трудомісткості виготовлення. 2 н. п. ф-

Матеріал підшипника ковзання

Винахід відноситься до застосування CuFe2P в підшипнику ковзання або в якості матеріалу підшипника ковзання, причому CuFe2P являє собою мідний сплав, що містить 2,1-2,6 мас.% Fe, 0,05-0,2 мас.% Zn, 0,015-0,15 мас.% Р, до 0,03 мас.% Pb і до 0,2 мас.% інших добавок. Винахід додатково відноситься до композиційного матеріалу (1) підшипника ковзання, який містить опорний шар (2) і підшипниковий металевий шар (3) на основі CuFe2P з утворилися на ньому частинками Fe2P (4). Технічний результат: створення матеріалу підшипника ковзання, який володіє перевагами матеріалів на основі міді, в якому можна відмовитися від використання свинцю і який має хорошу оброблюваність і виключає заїдання підшипника, крім того, матеріал підшипника ковзання легко проводився і наносився на звичайні опорні шари, при цьому застосування CuFe2P призводить до підшипників ковзання з високою теплопровідністю і хорошими механічними властивостями. 4 н. і 7 з.п. ф-ли, 2 іл., 2 табл., 2 пр.

Елемент ковзання з відкритою функціональною поверхнею

Група винаходів відноситься до деталей ковзання двигуна внутрішнього згоряння. Деталь містить основу і нанесене на неї термічним напиленням покриття з відкритою контактною поверхнею, що включає, щонайменше, дві фази матеріалу покриття з різною міцністю, причому одна з, щонайменше, двох фаз матеріалу покриття, що має найменшу міцність, заглиблені відносно іншої або інших фаз покриття. Спосіб виготовлення деталі включає підготовку основи, нанесення на основу за допомогою термічного напилювання покриття з відкритою контактною поверхнею із забезпеченням поглиблення однієї із, щонайменше, двох фаз матеріалу покриття відносно іншої або інших фаз матеріалу покриття, при цьому забезпечують поглиблення фази матеріалу покриття з найменшою міцністю. Забезпечуються оптимальні трибологічні властивості контактних поверхонь. 2 н. і 18 з.п. ф-ли, 1 іл., 1 пр.

Втулка важільної гальмової системи рейкового транспорту

Винахід відноситься до області машинобудування, а саме до виробництва втулок важільної гальмової системи рейкового пасажирського або вантажного транспорту, у тому числі вагонів метрополітену, що експлуатуються без використання мастила. Втулка виконана з полімерного композиційного антифрикційного матеріалу на основі поліаміду, що містить в якості волокнистого наповнювача вуглецеве волокно або суміш вуглецевого волокна зі скловолокном. Матеріал додатково містить хаотично розташовані вуглецеві нанотрубки у вигляді одношарових, багатошарових з кількістю шарів від 2 до 70 або вкладених один в одного згорнутих в трубку графітових площин, зовнішній діаметр вуглецевих нанотрубок обраний від 0,1 до 100 нм, а їх довжина від 1 до 70 мкм. В якості основи матеріал додатково містить суміш поліаміду з 20-40 мас.% полиэтиленкапроамида. Як поліаміду основи матеріалу використовують поліамід 6, або Капролон, або Ерталон, вміст скловолокна в його суміші з вуглецевим волокном волокнистого наповнювача композиційного полімерного антифрикційного матеріалу вибрано від 3,48 до 10,5 мас.%, при наступному кількісний вміст компонентів, мас.%: вуглецеве волокно або суміш Ѻий результат: підвищення строку служби втулки за рахунок значного зниження інтенсивності лінійного зносу робочого шару при терті ковзання з полірованої сталевий парі зі сталі 40Х, підвищення стабільності коефіцієнта тертя при терті по матеріалу контр-тіла сталі 40Х, підвищення руйнівної напруги при розтягуванні, збереження ударної в'язкості за Шарпі на зразках без надрізу при одночасному збереженні заданої межі міцності при стисненні, а також низького коефіцієнта тертя при підвищенні його стабільності. 3 з.п. ф-ли, 2 табл.

Спосіб отримання зносостійкого антифрикційного сплаву самосмазивающегося

Винахід відноситься до порошкової металургії, зокрема до отримання зносостійкого антифрикційного самосмазивающегося сплаву з великим вмістом олова. Розпорошені порошки складу Al-40Sn пресують в брикет і спекают в інертній атмосфері при температурі 590-615°C протягом 90-30 хвилин. Спечений брикет піддають равноканальному кутового пресування при збереженні незмінного положення площини деформації. Сплав володіє високими механічними та триботехнічними властивостями при терті по сталі в відсутність рідкого мастила. 7 іл.

Втулка важільної гальмової системи рейкового транспорту

Винахід відноситься до області машинобудування, а саме до виробництва втулок важільної гальмової системи рейкового пасажирського або вантажного транспорту, у тому числі вагонів метрополітену, що експлуатуються без використання мастила
Винахід відноситься до області машинобудування, а саме до антифрикційним покриттям, використовуваним в підшипниках ковзання та інших спряжених деталей, працюючих в умовах дії високих температур і навантажень, зокрема до покриттів для пелюсткових газодинамічних підшипників
Винахід відноситься до обробки металів тиском, зокрема до створення поверхневого шару з особливими властивостями на металевих виробах типу тіл обертання з допомогою обкатки, вигладжування, дорнования або віброобробки, і може бути використане для виготовлення і ремонту вкладишів підшипників ковзання парових турбін

Склад для виготовлення регулюючого пристрою автомобіля

Винахід відноситься до застосування складу для виготовлення мінімум однієї деталі регулюючого пристрою автомобіля

Неэлектролитический потоковий спосіб металізації підкладок напиленням з попередньою обробкою поверхні і пристрій для його здійснення

Винахід відноситься до способу і пристрою для неэлектролитической металізації поверхні підкладки шляхом напилення одного або декількох окисно-відновних розчинів. Спосіб містить такі стадії: а) фізичну обробку для зниження поверхневого натягу підкладки перед металізацією, b) неэлектролитическую металізацію поверхні підкладки, обробленої на стадії а) шляхом напилення одного або декількох окисно-відновних розчинів у вигляді аерозолю(їй), і з) виконання оздоблювального шару на металізованій поверхні. Пристрій містить модуль фізичної обробки, яка обрана з наступних видів обробки: обробка полум'ям, обробка коронним розрядом, обробка плазмою і їх комбінації, для зниження поверхневого натягу підкладок, модуль неэлектролитической металізації і модуль виконання оздоблювального шару. Зазначеним способом отримують такі вироби, як флакони з порожнистого скла, зокрема, для косметичних цілей, деталі автомобіля, деталі для побутової електроніки або для застосування в авіації, або деталі для електроніки у вигляді електропровідний доріжки, антени радіочастотної ідентифікації, або деталь з электромагниттвенное зчеплення шарів і дозволяє отримати декоративні покриття. 4 н. і 6 з.п. ф-ли, 4 іл., 4 пр.
Винахід відноситься до галузі зміцнення электроосажденного железохромистого покриття нитроцементацией, застосовуваного для відновлених поверхонь сталевих деталей. Здійснюють нітроцементації электроосажденного шару железохромистого покриття протягом 1-4 год при температурі 600-650°С з використанням пасти наступного складу, мас.%: жовта кров'яна сіль 40, вуглекислий натрій 10, вуглекислий кальцій 5, сажа 45. Забезпечується підвищення мікротвердості і зносостійкості сталевих деталей.

Вуглець-вуглецевий композиційний матеріал

Винахід відноситься до композиційних матеріалів, зокрема до вуглець-вуглецевого композиційного матеріалу, і може використовуватися при виготовленні рідинних ракетних двигунів. Вуглець-вуглецевий композиційний матеріал з захисним покриттям з карбіду кремнію виконаний з герметизуючим шаром. На захисне покриття завдано герметизуючий шар з металу: нікелю, або ніобію, або молібдену. В результаті підвищується довговічність і надійність отриманого матеріалу. 1 іл.

Спосіб нанесення теплозахисного електропровідного покриття на вуглецеві волокна та тканини

Винахід відноситься до теплозахисних електропровідним покриттям. Спосіб нанесення теплозахисного електропровідного покриття на вуглецеві волокна та тканини включає плазмове напилення керметной композиції у вигляді механічної порошкової суміші, що містить 5-15 вага.% ніхрому, 15-5 вага.% діоксиду цирконію, 70 вагу.% алюмінію, 10 вага.% никельалюминия і 4-7 вага.% оксиду ітрію в якості стабілізуючої добавки для діоксиду цирконію. Забезпечується підвищення електропровідності, теплостійкості вуглецевих волокон і тканин із збереженням високих показників ємності. 3 іл., 1 табл., 1 пр.
Винахід відноситься до нанесення покриттів і може бути використане при отриманні жаростійких і антифрикційних покриттів на деталі з вуглецевих та легованих сталей, які працюють в умовах підвищених температур до 1600°C і сухого тертя. Покриття формують на сталевих деталях шляхом нанесення алюмінієвого шару рідиннофазної способом і проведення дифузійного відпалу. Перед нанесенням алюмінієвого шару сталеву деталь нікелюють, після чого наносять алюмінієвий шар з розплаву технічно чистого алюмінію при температурі 800-850°C протягом 3-4 с і проводять дифузійний відпал при температурі 950-1100°C протягом 6-10 годин. Спосіб дозволяє підвищити продуктивність і знизити вартість нанесення покриття. 1 пр.
Винахід відноситься до електротехніки, зокрема до області виготовлення світильників

Спосіб антифрикционно-зміцнюючої обробки внутрішніх циліндричних поверхонь

Винахід відноситься до галузі технології машинобудування, зокрема до способів антифрикционно-зміцнюючої обробки внутрішніх циліндричних поверхонь

Спосіб отримання наноструктурованого металевого листа

Винахід відноситься до хіміко-термічної обробки металевих виробів, а саме до створення наноструктурованих матеріалів конструкційного призначення
Винахід відноситься до порошкової металургії. Спосіб включає механічне легування шихти на основі алюмінію вуглецем в високоенергетичної млині, формування заготовки та її подальшу гарячу обробку тиском. Шихту на основі алюмінію отримують механохімічної активації алюмінієвого порошку ПА-4 спільно з 18 мас.% порошку кремнію протягом 1 год у насиченому водному розчині ортоборної кислоти. Гарячу обробку заготовки тиском проводять з наведеної роботою ущільнення 17-70 МДж/м3. Забезпечується твердість і механічні властивості матеріалу, достатні для виготовлення гільз циліндрів двигунів внутрішнього згоряння. 3 пр.
Up!