Антифрикционное коррозионностойкое металлическое покрытие

 

Использование: для изготовления подшипников скольжения, работающих в коррозионноактивных средах. Сущность изобретения: металлическое покрытие сог держит, мас.%: хром 10-12; олосо 30-40; сурьма 4-8; медь 1,5-3,5; никель - остальное . 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 23 С 4/04

СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ДОМСТВО СССР

ОСПАТЕНТ СССР) (ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПАТЕНТУ ( ( ( ( о

Ц ( ( о ц (р л г и к н

1)4863669/26

2) 04.09.90

6) 30,01.93. Бюл. М 4

1) Брянское научно-производственное ъединение по механизации и автоматйзаи производства "ВКТИстройдормаш"

2) Е.Н.Самсонович, Л. Д.Кузнецов и ,П.Туркин

3) Брянское научно-производственное ьединение по механизации и автоматиэаи производства "ВКТИстройдормаш"

6) Хасуй А. Техника напыления. M.: Машистроение, 1975, с.78.

Изобретение относится к области корзионностойких антифрикционных металческих покрытий, наносимых методами эотермического напыления и может быть пользовано для изготовления подшипнив скольжения, работающих в коррозион-активных средах, Известны напыляемые корроэионноойкие металлические покрытия нэ основе келя, дополнительно содержащие легирущие элементы (см.книга Хасуй А. Техника пыления. М.: Машиностроение, 1975, 8-79). Недостатком указанных коррозиностойких покрытий в случае применения в узлах трений является сравнительно сокий коэффициент трения, что ведет к терям энергии в этих узлах и сопутствуюему перегреву узлов. ускоряющему проссы коррозии в паре трения.

Наиболее близким по технической сущсти к заявляемому изобретению являются ррозионностойкое покрытие содержаее. мас.%:.. Ы„» 1792450 АЗ (54) АНТИФРИКЦИОННОЕ КОРРОЗИОННОСТОЙКОЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ (57) Использование: для изготовления подшипников скольжения, работающих в корроэионноактивных средах. Сущность изобретения; металлическое покрытие со-. держит, мас.%: хром 10-12; одобно 30-40; сурьма 4 — 8; медь 1,5-3,5; никель — остальное. 3 табл. хром— 18 — 21; никель— остальное (1).

Структура этого покрытия состоит из дискообразных частичек указанного состава и пор, составляющих 13 — 15% объема.

Структура частичек гомогенна и представляет собой твердый раствор хрома в никеле (н их ром).

Данное покрытие в парах трения со сталью обладает сравнительно высоким коэффициентом трения, что ведет к потерям энергии в узлах трения.

Цельюизобретения являются снижение значения коэффициента трения и повышение износостойкости в парах трения, работающих в коррозионноактивной среде.

Поставленная цель достигается тем, что состав известного покрытия дополнительно содеожит олово, сурьму и медь при следующем содержании компонентов, (мас.%): хром 10 — 12 олово 30-40 сурьма 4-8

1792450 медь 1,5-3,5 никель Остальное, В процессе газотермического напыления покрытия заявляемого состава на пок рываемой поверхности образуется структура, состоящая из частиц нихромовой фазы, играющих роль каркаса, частиц легированной оловянной фазы (баббит) и замкнутых пустот (пор), составляющих 15-17 объема покрытия. Частицы оловянной фазы (баббитовые частицы) состоят из а-раствора сурьмы в олове, в котором находятся отдельные кристаллы SbSn и СозЯп. Введение в состав структуры покрытия частиц баббитовой фазы (имеющей высокие антифрикционные свойства), приводит к снижению значения коэффициента трения и увеличению износостойкости в парах трения с заявляемым покрытием.

Увеличение содержания олова в покрытии свыше 40 массы исключает образование в достаточном количестве устойчивого каркаса из частиц нихромовой фазы, при этом, износостойкость покрытия и пары трения резко снижается, Уменьшение содержания олова в покрытии ниже 25 массы не вызывает существенного снижения значения коэффициента трения в подшипниковых парах в сравнении с прототипом.

Уменьшение содержания в покрытии сурьмы менее 4% массы и меди менее 1,57; массы снижают твердость баббитовой фазы и, тем самым, снижают износостойкость покрытия. Увеличение содержания в покрытии сурьмы более 8 массы и меди свыше 3,5 массы вызывает повышенную концентрацию в баббитовой фазе кристаллов SbSn u

Совдеп, что обуславливает склонность баббитовых частиц к хрупкому разрушению и, следовательно, обуславливает выкрашивание и интенсивный износ покрытия.

Авторами не найдены в известных технических решениях признаки,.сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, что подтверждает соответствие данного технического решения критерию "существенные отличия", Покрытие с известным составом (книга

Хасуй А. Техника напыления. М.: МашиНостроение, 1975, с.78) и с предлагаемым составом наносились в лабораторных условиях на образцы, изготовленные из

Ст,3, диаметром 50 мм и толщиной 16 мм методом электродуговой металлизации.

Примеры выполнения наносившихся покрытий представлены в табл.1, При нанесении методом электродуговой металлизации указанных покрытий в качестве исходных материалов использовались проволоки; из нихрома марки

20

Пары трения проходили предварительно приработку на пути трения 39,3 х 10 м, 25 изнашиваемость пары определялась на пути трения 78,5 х 10 м. Оценка линейной величины износа производилась с помощью профиллографа — профилометра модели 201.

Результаты исследований трибологиче30

55

Х20Н80 — Н ГОСТ 12766.1 — 77 диаметром 1,8 мм (содержащая 20 массовых хрома и 80 мас. никеля) и из баббита марки Б88 ГОСТ

132,— 74 диаметром 2,5 мм (содержащая 11 мас. сурьмы, .5,.5 мас. . медь и олово— остал ьное).

Покрытия наносили металлизатором

ЭМ-12 на следующем режиме: род тока постоянный сила тока, А 160-200 напряжение на дуге, В 20-22 рабочее да вление воздуха, МПа 0,5 дистанция напыления, мм 120-130

Исследования трибологических свойств нанесенных покрытий производились на установке СМТ-1 по схеме "диск — колодка" по контртелу из стали ЗОХ13, В ходе испытаний скорость относительного скольжения составляла 2,62 м/с, удельное давление — 10

МПа, в качестве смазки использовалось масло АС-8 ГОСТ 10341-75. ских свойств нанесенных покрытий по 5 образцам каждого варианта приведены в табл.

Коррозионную стойкость покрытия заявляемого состава сопоставляли с коррозионной стойкостью прототипа по критерию относительного уменьшения массы образцов с покрытиями, Испытывалось по 10 образцов каждого типа покрытия. Образцы имели форму пластин размером 100 х 100 х

10 мм, покрытия наносились на все поверхности пластин.

Результаты испытаний коррозионной стойкости покрытий представлены в табл. 3.

Приведенные в табл. 3 результаты испытаний показывают, что коррозионная стойкость покрытия заявляемого состава (варианты 3, 4. S) не уступает коррозионной стойкости покрытия-прототипа (вариант 1).

Анализ приведенных в табл. 2 результатов испытаний показывает, что. в сравнении с прототипом (вариант 1), предлагаемый состав антифрикционного коррозионностойкого покрытия имеет меньший в 4-6 раэ коэффициент трения и большую в 4,5-5 раэ износостойкость.

Формула изобретения

Антифрикционное коррозионностойкое металлическое покрытие, содержащее никель и хром, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения значения коэффициента

1792450 трения и повышения износостойкости покрытия, оно дополнительно содержит олоso, сурьму и медь при следующем содержании компонентов, мас. :

Таблица 1

Массовый содержания химических элементов в покрытии

Таблица 2

Таблица 3

Средние значения относительного уменьшения массы образцов (г/см ) Составитель Э.Липунов

Техред М,Моргентал Корректор З.Салка

Заказ 171 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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

1

Редактор А.Егорова

1 хром

ОЛОВО сурьма медь никель

10-12

30-40

4 — 8

1,5-3,5

Остальное