Способ обработки пар трения

 

Изобретение относится к нанесению износостойких покрытий на пары трения и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является повышение износостойкости. К поверхности пары трения, подключенной на катод, подводят изолированные от пары трения металлические анодные вставки. В зону трения подают смазку с металлосодержащими присадками и абразивными частицами дисперсностью до 10 мкм, причем металл вставки является одноименным с металлом присадки. В процессе осаждения создают нагрузку, скорость и температуру, равные эксплуатационным. При этом поверхность трения не требует предварительной чистовой механической обработки. Наличие в смазке дисперсных частиц определенного размера обуславливает заполнение шероховатостей поверхности и повышает в 2 - 4 раза ее износостойкость.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (Ф!) .(я)з С 23 С 26/00

ГОСУДАРСТВЕН(ЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4663693/02 (22) 16.03.89 (46) 07.08.91. Бюл. М 29 . (71) Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт восстановления изношенных деталей машин (72) С.Г,Самсоненко, И.А.Кравец и И.К.Тетянич (53) 621.357,7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1463804, кл. С 23 С 26/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР йя 167058, кл. G 01 N 3/35, 1966. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПАР ТРЕНИЯ (57) Изобретение относится к нанесению износостойких покрытий на пары трения и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. Целью изоИзобретение относится к нанесению износостойких покрытий на пары трения и может быть использовано в механизмах различного назначения при проведении обработки без демонтажа механизмов.

Целью изобретения является повышение износостойкости.

В зону трения подают смазку с металлосодержащими присадками, вводят изолированные от пары трения .металлические вставки, выполненные иэ металла присадки, и подводят напряжение так, что вставки служат анодом, а поверхность — катодом. При этом в смазку вводят абразивные частицы дисперсностью 10 мкм и в процессе осаждения создают нагрузку. скорость и температуру, равным эксплуатационным.

Пэры трения обрабатывают без какихлибо предварительных механических oneбретения является повышение износостойкости. К поверхности пары трения, подключенной на катод. подводят изолированные от пары трения металлические анодные вставки. В зону трения подают смазку с металлосодержащими присадками и абразивными частицами дисперсностью до 10 мкм, причем металл вставки является одноименным .с металлом присадки. В процессе осаждения создают нагрузку, скорость и темпертатуру, равные эксплуатационным. При этом поверхность трения не требует предварительной чистовой механической обработки.

Наличие в смазке дисперсных частиц определенного размера обуславливает заполнение шероховатостей поверхности и повышает в 2-4 раза ее износостойкость. раций, что обуславливает воэможность армирования поверхности детали дисперсными абразивными частицами, материалом 4 растворимых анодных вставок, присадок, находящихся в масле. Микронеровности по- 00 верхности при наличии силовых линий тока фь служат центрами первоочередного осаждения присадок, находящихся в масле и мате- в риале растворимого анода, и вместе с ними абразивных дисперсных частиц.

Микронеровности имеют различное электрическоесопротивление — на выступах микронеровностей выше вследствие активации металла при трении, а во впадинах ниже, возникает неравномерная плотность тока на поверхности — по впадинах максимальная, а на выступах минимальная, В результате этого процесс осаждения металла во впадинах идет интенсивнее, чем на вы1668471

30

55 ступах, благодаря чему происходит "выравнивание" микронеровностей, которые уже включают металлосодержащие присадки, абразивные дисперсные частицы, материал растворимых анодных вставок, это позволяет исключить подвижность микронеровностей, воздействие на ювениальные площадки обрабатываемых поверхностей с выходом на высокую чистоту поверхности.

Введение абразивных дисперсных частиц до 10 мкм позволяет исключить сдвиг микронеровностей по линии касательных напряжений. При этом глубина залегания максимальных касательных напряжений деформации ювениальных поверхностей минимальна вследствие наличия абразивных дисперсных частиц, металлосодержащих присадок и материала растворимого анода, Это наблюдается также при наличии силовых линий тока в микронеровностях поверхности, т.е. исключается возможность возникновения на некоторой глубине порядка несколько микрометров ювениальной поверхности зарождения микротрещин. Касательные напряжения, вызывающие пластическое течение металла, замыкаются при своем распространении на поверхности абразивных частиц, включенных в объем осаждаемого во впадинах шероховатости поверхности трения металла, и прекращают свое развитие, что обеспечивает повышение износостойкости поверхности трения.

Кроме того, уменьшается поверхностная энергия, поверхностей трения деталей (энергетическое состоя ние).

Введение абразивных дисперсных частиц более 10 мкм приводит к задирам вследствие бол ьшего размера частиц по сравнению с впадинами микронеровностей поверхности.

Предлагаемый способ повышает износостойкость, коррозионно-стойкость, стойкость к задирам, увеличивает площадь фактического контакта, уменьшает контактные напряжения и шероховатость поверхности с выходом на высокий класс чистоты, повышает контактную долговечность, уменьшает коэффициент трения (причем зависимости коэффициента трения от толщины покрытия немонотонная), Создание нагрузки, скорости и температуры, равных эксплуатационным, позволяет вести процесс нанесения покрытия в режиме, близком к условиям эксплуатации, благодаря чему практически исключается отслаивание металла как в процессе электроосаждения металла на поверхности, так и вдальнейшем при эксплуатации,,что позволяет формировать трущиеся поверхности непосредственно в узлах трения.

Способ позволяет обрабатывать поверхности трения деталей непосредственно в механизмах, в которых они установлены, например, в сопряжении подшипник скольжения — вал, в шестернях насоса, что существенно сокращает эксплуатационные затраты на его осуществление.

Пример 1, Поверхности пар трения обрабатывают по предлагаемому способу. В качестве деталей применяют подшипники скольжения (БрМц5) и стальной вал (СТ-45).

Исходная шероховатость вала Rz = 10 мкм (ГОСТ 2.309-73) без операции предварительной чистовой механической обработки.

К стальному валу прижимается подшипник при помощи рычага. Нагрузку осуществляют гирями до 4 кгс. Пару трения подключают на катод. Анодом служит цинковая вставка, изолированная от подшипника и вала. В качестве смазочного масла используют масло МГД-14, в которое вводят присадку, содержащую цинк в связанном состоянии и абразивные частицы (А(гОз) размером менее 10 мкм. В 100 мас.ч, масла растворяют 3 мас,ч. присадки.

Режим обработки: скорость трения 6,66 м/с, плотность тока 380 — 400 А/дм, напряг жение 1 — 3 В, время 90-120 с, температура

50 С, Время окончания обработки поверхностей трения определяют по коэффициенту трения.

Для регистрации коэффициента трения используют тензоусилитель 8АНЧ-7М и потенциометр ЭПР-0,9МЗ, Коэффициент трения равен 0.065-0,070.

Пример 2. Две шестерни шероховатостью Rz = 10 мкм (ГОСТ 2,309-73) из стали

18ХГТ и бронзовый подшипник (БРОЦС 5-55) подключают на катод, а анодом служат изолированные от пары трения медные трубки, которые устанавливают в зону высокого и низкого давлений, В качестве смазочной среды используют углеводородное смазочное масло М10Г. В масло вводят медь в связанном состоянии 4 мас. ф, и абразивные дисперсные частицы размером до 10 мкм, Режим обработки: плотность тока 300—

400 А/дм, напряжение 1-3 В, частота вращения 1500 об/мин, температура 60 С, время 100 120о

Коэффициент трения составляет 0,075—

0,08.

Использование предлагаемого способа для повышения износостойкости пар трения обеспечивает по сравнению с известными способами уменьшение интенсивности изнашивания трущихся поверхностей деталей в 2 — 4 раза, благодаря чему увеличивает1668471

Составитель Л.Казакова

Редактор М.Стрельникова Техред М.Моргентал Корректор М.Кучерявая

Заказ 2630 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета bio изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ся срок службы последних, при этом предварительной чистовой обработки трущихся поверхностей не требуется, что может привести к упрощению всего технологического процесса их обработки.

Формула изобретения

Способ обработки пар трения, включающий формирование покрытия эа счет подачи в зону трения смазки с металлосодержащими присадками при наличии вставок-анодов, выполненных из металла присадки и изолированных от пары трения при подаче на них положительного, а на пару трения отрицательного потенциала, отличающийся тем, что, с целью

5 повышения износостойкости, в смазку с металлосодержащими присадками дополнительно вводят абразивные частицы дисперсностью менее 10 мкм, формирование покрытия осуществляют при нагрузке, 10 скорости и температуре, равными эксплуатационным.