Способ получения износостойких поверхностей трения на деталях из алюминиевых сплавов

 

Изобретение относится к области нанесения износостойких покрытий и может быть использовано для повышения эксплуатационных свойств деталей из алюминиевых сплавов. Способ заключается в том, что перед оксидированием на рабочую поверхность наносят регулярный рельеф резанием и/или пластическим деформированием в виде системы канавок с отношением глубины канавки к ее ширине 0,2 - 5,0. Техническим результатом является повышение износостойкости трущихся поверхностей за счет формирования на поверхности скольжения микро- и макрорельефов, обеспечивающих оптимальные маслоемкость, жесткость и форму неровностей.

Изобретение относится к области нанесения износостойких покрытий и может быть использовано для повышения эксплуатационных свойств деталей из алюминиевых сплавов.

Известен способ микродугового оксидирования (МДО) поверхностей деталей из алюминиевых сплавов, позволяющий в несколько раз повысить износостойкость рабочих поверхностей (патент РФ N 2070622).

При МДО на поверхности образуется слой из Al₂O₃, твердость которого достигает 1000 и более единиц HV.

Для обеспечения высокой прочности слоя и его адгезии с основным материалом применяют различные технологические решения, варьируя составом электролита, формой и частотой электрических импульсов, длительностью процесса оксидирования, химическим составом сплава.

Наиболее близким к предлагаемому является способ создания предварительной пластической деформации (ППД) поверхностного слоя заготовки (Сборник трудов МАСИ, Москва, 1995 г., с. 210 "Влияние предварительного пластического деформирования на химический и структурный состав покрытия, полученного методом микродугового оксидирования на сплаве АК6"). ППД приводит к изменению поэлементного состава и структуры покрытия, получаемого путем МДО, в результате чего повышаются такие характеристики покрытия, как толщина и микротвердость.

Недостатком известного способа является то, что повышение твердости не всегда приводит к повышению износостойкости поверхности трения, более того, она может интенсифицировать износ сопряженной поверхности. При граничном режиме трения более значимыми факторами, способствующими повышению износостойкости пар трения являются характер микро- и макропрофилей рабочих поверхностей, их маслоемкость. В указанном способе за счет выглаживания поверхности шариками происходит ухудшение такой характеристики как маслоемкость.

Задачей изобретения является повышение износостойкости трущихся поверхностей из алюминиевых сплавов за счет формирования на поверхности скольжения микро- и макрорельефа, обеспечивающих оптимальную с точки зрения износостойкости маслоемкость, жесткость и форму микронеровностей.

Задача решается тем, что перед оксидированием проводят предварительную механическую обработку с нанесением регулярного рельефа в виде системы канавок с соотношением глубины канавки к ее ширине, лежащем в диапазоне 0,2...5 путем резания и/или пластического деформирования. В результате геометрического увеличения площади рабочей поверхности соответственно растет ее пористость, что приводит к повышению маслоемкости пары трения.

Были проведены триботехнические испытания образцов с поверхностями трения, обработанными по заявляемому способу с треугольным профилем канавок с отношением глубины канавки к ее ширине 0,2 - 5,0. Испытания показали, что усредненная пористость и маслоемкость такой поверхности в несколько раз (2-3) выше, чем у поверхности с системой канавок, имеющей другие геометрические характеристики. Триботехнические характеристики, полученные на универсальной машине трения и специализированном стенде с возвратно-поступательным движением образцов в диапазонах нагрузок P = 50 - 250 H и скоростей скольжения V = 0,3 - 2,0 м/с, изменялись следующим образом: нагрузка задира возросла в 2 - 4 раза, а износостойкость возросла в 1,5 - 3 раза по сравнению с образцами без канавок. Это свидетельствует о том, что данный способ позволяет получать узлы трения с заданными триботехническими характеристиками.

Формула изобретения

Способ получения износостойких поверхностей трения на деталях из алюминиевых сплавов, включающий предварительную механическую обработку рабочей поверхности и ее оксидирование, отличающийся тем, что предварительную механическую обработку проводят с нанесением регулярного рельефа в виде системы канавок с отношением глубины канавки к ее ширине 0,2 - 5,0 путем резания и/или деформирования.