Пара трения

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сопряженных деталях машин, работающих в узлах трения скольжения. Цель изобретения - повышение износостойкости. Один из элементов выполнен с износостойким слоем, состоящим из карбонитрированного подслоя и пористого с глубиной микропор 2-5 мкм окисленного слоя толщиной 0,5-1 мкм с сульфидами железа в порах и на поверхности. Ответный стальной элемент выполнен с твердостью, равной 600-650 кг/мм<SP POS="POST">2</SP>. Твердая микропористая поверхность и наличие на ней мягких составляющих в виде окисной пленки и сульфидов железа обеспечивают низкий коэффициент трения и хорошую прирабатываемость в паре с поверхностью из термоупрочненного железоуглеродистого сплава даже в условиях дефицита смазки. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ВСЕСОЮЗНАЯ

ПЕПЛЕ Е ".:"."

E.-! БЛ ;О Е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4286610/27-27 (22) 17.07.87 (46) 30. 10.89. Бюл. Р 40 (71) Московский автомобильный завод им. И.А.Лихачева (72) С.A..Þðàñîâ, В.Д.Кальнер, А.Г.Божков, В.К.Седунов, Ю.К.Евсеев, С.Д.Кокин и Г.И.Стисес (53) 621.822.002.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1263897, кл. F 02 F 1/20, 1984. (54) ПАРА ТРЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сопряженных деталях машин, работающих в узлах трения скольжения. Цель изобретения — повышение износостойкости.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к парам трения, и может быть использовано в сопряженных деталях машин, работающих в узлах трения скольжения..

Целью изобретения является повышение иэносостойкости пары трения.

Пара трения состоит из цилиндрическои охватывающей поверхности, состоящей из карбонитрированного подслоя и пористого окиспенного слоя с сульфидами железа на ее поверхности с твердостью не.менее 720 кг/мм, нанесенного на любую ниэколегированную сталь (например, 08Ю), и охватываемой поверхности, выполненной из термоупрочненного железоуглеродистого сплава с твердостью в пределах 600650 кг/мм . В качестве желеэоуглеÄÄSUÄÄ 1518579 А 1 (51) 4 F 16 С 33/! 2

Один из элементов выполнен с иэносостойким слоем, состоящим из карбонитрированного подслоя и пористого с глубиной микропор 2-5 мкм окисленного слоя толщиной 0,5-1 мкм с сульфидами железа в порах и на поверхности. Ответный стальной элемент выполнен с твердостью, равной 600-650.кг/мм .

Твердая микропористая поверхность и наличие на ней мягких составляющих в виде окисной пленки и сульфидов железа обеспечивают низкий коэффициент трения и хорошую прирабатываемость в паре с поверхностью иэ термоупрочненного желеэоуглеродистого сплава даже в условиях дефицита смазки.

1 табл. родистого сплава использовалась, например, сталь 45 с закалкой поверхности ТВЧ. Карбонитрированный подслой покрыт пористым с глубиной микропор 2-5 мкм слоем окислов железа (Ге Ой и Гe>0<) толщиной 0,5-1 мкм и сульфидами железа. Общая толщина износостойкого слоя составляет 10

15 мкм.

При работе пары трения охватывающая поверхность скользит по охватываемой поверхности. Смазка в зону контакта подается под избыточным давлением 0,5 атм. Твердая микропористая охватывающая поверхность и наличие на ней мягких составляющих в виде окисной пленки и сульфидов железа обеспечивают низкий коэффициент трения и хорошую прирабатывае1518579

3 мость в паре с поверхностью из термоупрочненного железоуглеродистого сплава даже в условиях дефицита смазки.

Микропористая поверхность служит аккумулятором смазочной жидкости, а в сочетании с окисной пленкой и сульфидом железа обеспечивает очень маленький коэффициент трения (К=0,080,09) по термоупрочненной поверхности железоуглеродистого сплава и создает оптимальные условия приработки.

Глубина залегания микропор в оксикарбонитридном слое и толщина окисной пленки определяются следующими соображениями.

При толщине окисной пленки менее

0,5 мкм происходит резкое увеличение коэффициента трения при ухудшении подачи смазки, а при толщине более 1 мкм происходит отшелушивание пленки в процессе работы и уменьшение долговечности. При глубине залегания микропор менее 2 мкм не .обеспечивается смачиваемость поверхности маслом, что приводит к ухудшению условий приработки, при большей глубине (более 5 мкм) прочность слоя оказывается недостаточной, что приводит к сколам оксикарбоиитридного слоя и снижению долговечности. При толщине оксикарбонитридного слоя менее 10 мкм происходит продавливание слоя, увеличение общей толщины более 15 мкм не влияет на работоспособность слоя и экономически не оправдано. При твердости .карбонитрированного слоя с окисленной поверхностью менее 720 кг/мм2 износостойкость слоя уменьшается, увеличение твердости практически не влияет на работоспособность и долговечность пары. Понижение твердости на охватываемой поверхности из термоупрочненной стали ниже

600 кг/мм приводит к увеличению износа этой поверхности. Твердость выше 650 кг/мм свидетельствует о недостаточном отпуске после закалки и повышенных напряжениях на поверхности, что приводит к трещинам и сколам.

Пример. Пара трения состоит из двух элементов — диска и колодки.

Диск выполнен из стали 45, подвергнут закалке ТВч при 860 С, время нагрева 12 с. Охлаждение водяным скрей ером. Твердость поверхности 60 HRC.

Колодка выполнена из стали 20 и обработана по следующему режиму.

Предварительный нагрев до 350 С в воздушной атмосфере. Нагрев до

580 С и выдержка при этой температуре в среде 50% эндогаза. +50X аммиака в течение 6 ч. Окисление в среде кислорода и азота при соотношении

20 1:4 при 580 С в течение 20 с. Закалка в воду. Отпуск в масло с содержанием серы 27. при 120 С в течение

30 мин. Износостойкость оценивали по изменению веса с замером температуры в зоне трения. Испытания проводили в условиях полусухого трения (смазка подавалась периодически).

В таблице приведены результаты испытаний.

Предлагаемая пара трения обладает износостойкостью, в 1,6 раза большей, чем известная.

Формула изобретения

Пара трения, содержащая стальные элементы, один из которых выполнен с углерод-, азот-, кислород- и серосодержащим поверхностным слоем, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения износостойкости, поверхностный слой состоит из карбонитрированного подслоя и пористого с глубиной микропор 2-5 мкм, окисленного слоя толщиной 0,5-1 мм с сульфидами железа в порах и на поверхности, а ответный стальной элемент выполнен с твердостью, равной 600 "

650 кг/мм .

1518579

Момент

Максимальная

Пара трения

Глубина залегаТолщина

Износостойкость.

Потеря веса, г износо стойко трения

Н м ния мик

Колодка

Диск

ro слоя, мкм трения, ОС слое, мкм

Извест1017

0,065 0,025

25

900

0,040 0,015

0,5

Составитель Н.Долженкова

Редактор Т.ПарАенова Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Бескид, Заказ 6588/41 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 ная

Предлагаемая ропор в износо стойком твердость износостойкого слоя, к г/мм

Температура в зоне