Способ нанесения антифрикционного слоя на металлическую деталь

Изобретение относится к нанесению антифрикционного слоя на металлические поверхности, в частности на колодки и подшипники. Осуществляют отливку методом литья под давлением пластины из полиэфирэфиркетона. Указанную пластину отливают по размеру и геометрии металлической детали в литьевой форме под давлением 130 кг⋅с/см2, при температуре расплава 430°С, скорости впрыска 120 мм3 в секунду и температуре пресс-формы 250°С. На поверхность металлической детали наносят бронзоникелевый слой, размещают нагретую до 390-435°С металлическую деталь в горизонтальном положении в матрице, изготовленной по габаритам упомянутой детали и предварительно прогретой до температуры 200-230°С. На шток пресса помещают пуансон и осуществляют задавливание упомянутой предварительно нагретой до температуры 180-200°С пластины из полиэфирэфиркетона на бронзоникелевый слой с получением антифрикционного слоя толщиной 1,0-1,2 мм. Обеспечивается исключение образования пор и микротрещин, что, в свою очередь, увеличивает несущую способность не менее чем на 40% и износостойкость не менее чем на 50%. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к нанесению антифрикционного слоя на металлические поверхности, например, опорных, в том числе, (радиальных) колодок и подшипников.

Из уровня техники известен документ RU 2294398, C23C28/00, опубл. 27.02.2007 из которого известен способ, который включает плазменное напыление адгезионного металлического подслоя и последующее формирование слоя фторопласта с его оплавлением. Плазменное напыление адгезионного подслоя осуществляют при силе тока 90-110 А, напряжении 30-45 В с последующей его термической обработкой при температуре 650-800°С. Оплавление фторопластового покрытия проводят при температуре 250-270°С в течение 3-5 часов. Напыляют адгезионный подслой на основе медно-цинкового сплава. Защитное покрытие получают на поверхности алюминиевого сплава или углеродистой стали.

Недостатком данного способа является, высокая стоимость установки газоплазменного напыления, слишком мелкая фракция зерна, это до 220-240 микрон, что в свою очередь не обеспечивает, необходимую адгезию полимерного антифрикционного слоя с бронза-никелевым подслоем. Оптимальным размером зерна является 550-600 микрон.

Из уровня техники известен документ 2005130482/11, 03.03.2004. Изобретение относится к подшипникам, пластиковым материалам подшипников и способам их получения. Подшипник содержит слой материала подложки, пористый слой, расположенный на слое подложки, и слой экструдированного материала подшипника, размещенный посредством пропитки в пористом слое и имеющий сплошную затвердевшую структуру, включающую сплошную политетрафторэтиленовую матрицу и раздельные частицы материала добавки, при этом слой материала подшипника имеет часть пористого слоя. Также заявлен пластиковый материал подшипника,

который включает экструдированную неспеченную ленту или полосу, предназначенную для пропитки в пористом слое, расположенном на материале подложки, и включающий политетрафторэтиленовую матрицу и раздельные частицы материала добавки.

При данной технологии, полимерный материал в виде пластины или ленты, изготавливается способом экструзии. При экструзии полимера, давление составляет не более 15 кгс\см2. Что не обеспечивает полное и равномерное спрессовывание полимерных пластин. Они имеют поры и микротрещины. И это негативно сказывается на несущей способности подшипника и его износостойкости.

Наиболее близким аналогом заявленного способа является способ нанесения антифрикционного слоя на металлическую деталь, включающий нанесение антифрикционного материала на металлическую деталь по документу EP 201301220, МПК С23С28/00, 28.02.2014.

Во всех известных методах нанесения дронзо-никеля, методом электро-дугового напыления (металлизации), напыляемая деталь, маленького габарита, жестко закреплена неподвижно, а металлизатор в ручную двигается относительно поверхности детали.

Технический результат заключается в том, что при давлении 130 кгс\см2, исключается образование пор и микротрещин, что в свою очередь увеличивает несущую способность не менее чем, на 40% и износостойкость не менее чем, на 50%.

Технически результат достигается за счет способа нанесения антифрикционного слоя на металлическую деталь. Методом литья под давлением отливают пластину из полиэфирэфиркетона, при этом указанную пластину отливают по размеру и геометрии металлической детали в литьевой форме по давлением 130 кгс/см2, температуре расплава 430°С, скорости впрыска 120 мм3 в секунду и температуре пресс-формы 250 °С, на поверхность металлической детали наносят бронзо-никелевый слой, размещают нагретую индукционным нагревателем до 390-435оС металлическую деталь в горизонтальном положении в матрице,

изготовленной по габаритам упомянутой детали, и предварительно прогретой до температуры 200-230°С, помещают на шток пресса пуансон и осуществляют задавливание упомянутой предварительно нагретой до температуры 180-200 °С пластины из полиэфирэфиркетона на бронзо-никелевой слой с получением антифрикционного слоя толщиной 1,0-1,2 мм.

Металлическую деталь используют в виде колодки.

Металлическую деталь используют в виде подшипника.

На первом этапе производится отливка, методом литья под давлением, пластин толщиной 2.2 мм, по размеру и геометрии колодки или подшипника, в литьевой форме под давлением 130 кгс\см2. температура расплава 430 градусов. Скорость впрыска 120 мм 3 в секунду. Температура пресс-формы 250 °С.

После чего наносится дополнительный слой. Дополнительный слой может наносится двумя различными способами.

Упорные колодки устанавливаются на магнитный диск, диаметром 300 мм, при этом вращение диска происходит со скоростью 50-52 оборотов в минуту, скорость перемещения металлизатора в горизонтальной плоскости 500 мм в 1 минуту.

На металлическую поверхность, разогретой до 180-200 градусов и предварительно обработанную колотой дробью, фракция 1,5-1,8 мм, и доведённой до шероховатости не менее 4,5 мкм, наносится первый слой бронзо-никеля, электродуговым металлизатором, с зернистостью до 200 микронов, толщина слоя 0.2-0.3 мм, шероховатость 4-5 мкм, сила тока 220 ампер, давление воздуха 40бар., диаметр проволоки 2 мм, расстояние от дуги до поверхности металла 100-120 мм, затем наносится второй слой бронзо-никеля с зернистостью 500-600 микрон, толщина слоя 0.5-0.8 мм, при этом сила тока 280 ампер, давление 15 бар, диаметр проволоки 2.2 мм, при нанесении второго бронзо-никелевого слоя, одновременно производится

продувка инертным газом под давление 10 бар., для устранения окиси. Данная технология предназначена для металлизации ровных поверхностей.

Деталь закреплена на магнитной установке, движется в горизонтальной плоскости, при помощи механизма с серво-приводом, а металлизатор, закрепленный на площадке, которая в свою очередь, закреплена на шарико-винтовой паре, приводимой в движение мотор-редуктором, движется в вертикальной плоскости. При этом процесс повторяется несколько раз, при изменяющейся силе тока, скорости подачи проволоки и давления воздуха. Что в свою очередь обеспечивает разную величину зерна, в каждом нанесённом слое.

Опорные колодки или подшипники, устанавливаются в другую установку, на поворотный стол, диаметром 550 мм, возвратно-поступательное вращение стола на 180 градусов происходит со скоростью 1500 мм в минуту, скорость перемещения металлизатора, в вертикальной плоскости 120 мм в минуту, на металлическую поверхность, разогретой до 180-200 градусов и предварительно обработанную колотой дробью, фракция которой составляет 1,5-1,8 мм, и доведённая до шероховатости не менее 4,5 мкм, наносится первый слой бронзо-никеля, электродуговым металлизатором, с зернистостью до 200 микронов, толщина слоя 0.2-0.3 мм, шероховатость 4-5 мкм, при этом сила тока 220 ампер, давление воздуха 40 бар., диаметр проволоки 2 мм, расстояние от дуги до поверхности металла 100-120 мм, затем наносится второй слой бронзо-никеля с зернистостью 500-600 микрон, толщина слоя 0.5-0.8 мм, при силе тока 280 ампер, давление 15 бар, диаметр проволоки 2.2 мм, при нанесении бронзо-никелевого слоев, одновременно производится продувка инертным газом под давление 10 бар, для устранения окиси. Данная технология предназначена для металлизации радиальных поверхностей (внутренняя или наружная часть трубы).

После чего в обоих случаях наносится антифрикционный слой трения, на основе полиэфирэфиркетона.

Толщина слоя трения из антифрикционного материала П-30НТ на основе полиэфирэфиркетона (РЕЕК), составляет 1,0-1,2 мм. Только такая толщина обеспечивает отвод тепла в зоне трения.

На втором этапе колодка или подшипник устанавливается в матрицу (постель), изготовленную по ее габаритам, в горизонтальном положении, предварительно прогретую до температуры 390-435 °С. На шток пресса устанавливается пуансон с калибром и задавливает материал П-30НТ на слой бронзо-никеля. Сама пластина из полиэфирэфиркетона, для избежания трещин, предварительно нагревается до температуры 180-200 градусов.

Колодка или подшипник нагревается индукционным нагревателем, до температуры от 390 до 435 градусов, в зависимости от толщины металла. Чем тоньше металл, тем ниже температура.

Данные приведены в таблице 1.

Толщина металла в мм. Температура в градусах Цельсия Давление кг⋅с\ см 2 Время удержания под давлением в секундах.
10 435 30 40
20 425 35 60
30 418 40 120
40 415 45 180
50 405 50 220
60 400 60 250
70 и более 390 70 350

1. Способ нанесения антифрикционного слоя на металлическую деталь, отличающийся тем, что методом литья под давлением отливают пластину из полиэфирэфиркетона, при этом указанную пластину отливают по размеру и геометрии металлической детали в литьевой форме под давлением 130 кг⋅с/см2, температуре расплава 430°С, скорости впрыска 120 мм3 в секунду и температуре пресс-формы 250°С, на поверхность металлической детали наносят бронзоникелевый слой, размещают нагретую индукционным нагревателем до 390-435°С металлическую деталь в горизонтальном положении в матрице, изготовленной по габаритам упомянутой детали и предварительно прогретой до температуры 200-230°С, помещают на шток пресса пуансон и осуществляют задавливание упомянутой предварительно нагретой до температуры 180-200°С пластины из полиэфирэфиркетона на бронзоникелевый слой с получением антифрикционного слоя толщиной 1,0-1,2 мм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлическую деталь используют в виде колодки.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлическую деталь используют в виде подшипника.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области упрочняющей термической обработки, а именно плазменной термической и химико-термической обработки поверхностного слоя деталей. Плазменную обработку ведут рабочей плазменной дугой прямой полярности, горящей между плазмообразующим соплом - катодом и изделием - анодом.

Изобретение относится к нанесению двухслойного покрытия и может быть использовано при повышении эксплуатационных свойств деталей, например, в авиадвигателестроении.

Изобретение относится к технологии нанесения покрытий на металлические поверхности с использованием концентрированных потоков энергии и направлено на формирование на титановых имплантатах покрытий на основе ниобия.

Изобретение относится к технологии нанесения покрытий на металлические поверхности с использованием концентрированных потоков энергии и направлено на формирование на титановых имплантатах покрытий на основе циркония.

Изобретение относится к способу формирования функционально-градиентного покрытия селективной лазерной наплавкой. В фокус лазерного излучения подают порошковый материал по крайней мере из двух автономно работающих дозаторов, в одном из которых находится порошок с низкой микротвердостью (менее HRC30) и высоким коэффициентом термического расширения (КТР) (более 9*10-6 К-1), а в другом - с высокой микротвердостью (более HRC70) и низким КТР (менее 6*10-6 К-1).

Изобретение относится к способу получения наплавленного покрытия на подложке (варианты), материалу для получения наплавленного покрытия (варианты) и наплавленному на подложку покрытию(варианты).

Группа изобретений относится к области транспорта. Способ изготовления тормозного диска, в котором фрикционный слой расположен в некоторых областях на основном корпусе тормозного диска.

Изобретение относится к обработке и упрочнению поверхности вольфрамовой пластины, подвергающейся интенсивным тепловым нагрузкам, в частности, в установках термоядерного синтеза, в которых вольфрам используют в качестве материала первой стенки и пластин дивертора.

Изобретение относится к технологии плазменной обработки изделий, а более конкретно к электродуговым плазматронам, предназначенным для напыления порошковых материалов, включая тугоплавкие металлы.

Изобретение относится к устройствам для нанесения покрытий из тугоплавких дисперсных материалов и может найти применение в металлургии, плазмохимии, машиностроительной промышленности.

Изобретение относится к покрытию деталей из жаропрочного сплава и может быть использовано при изготовлении деталей газовой турбины, в частности турбинных лопаток или теплозащитных экранов.

Изобретение относится к способу нанесения теплозащитного покрытия на лопатки турбин, работающих при высоких температурах в высоконагруженных двигателях. Наносят многослойное покрытие.

Изобретение относится к поверхностной обработке алюминированного стального листа под горячее прессование. Предложенный раствор содержит водную дисперсию ZnO (A) и диспергируемую в воде органическую смолу (B), причем водная дисперсия ZnO (A) содержит воду и частицы ZnO, имеющие средний размер частиц 10-300 нм, а диспергируемая в воде органическая смола (B) имеет средний размер частиц эмульсии 5-300 нм, и массовое соотношение (WA/WB) массы (WA) частиц ZnO в водной дисперсии ZnO к массе (WB) твердого содержимого в диспергируемой в воде органической смоле составляет от 30/70 до 95/5.

Изобретение относится к нанесению двухслойного покрытия и может быть использовано при повышении эксплуатационных свойств деталей, например, в авиадвигателестроении.

Изобретение относится к получению стальных деталей, упрочненных под прессом и изготавливаемых из листов, содержащих покрытие на основе алюминия и цинковое покрытие, и обладающих хорошими характеристиками в отношении фосфатирования и, следовательно, хорошим сцеплением с краской.

Изобретение относится к получению металлического материала с нефосфатным покрытием для процесса холодновысадочной пластической обработки. Предложена металлическая заготовка с нефосфатным покрытием для процесса пластической обработки и способ ее получения, включающий предварительную обработку поверхности металлического материала заготовки, нанесение слоя покрытия путем погружения металлического материала в агент для нанесения покрытия и нанесение смазывающего слоя.

Изобретение относится к изготовлению закаленных деталей из листовой стали с нанесенным покрытием на основе алюминия. Способ включает получение листовой стали с предварительно нанесенным металлическим покрытием, содержащим от 4,0 до 20,0 мас.% цинка, от 1,0 до 3,5 мас.% кремния, необязательно от 1,0 до 4,0 мас.% магния и необязательно дополнительные элементы, выбранные из Pb, Ni, Zr или Hf, и остальное - алюминий и неизбежные примеси, причем соотношение Zn/Si находится в диапазоне от 3,2 до 8,0, получение заготовки, ее термическую обработку при температуре в диапазоне от 840 до 950°С для получения в стали полностью аустенитной микроструктуры, горячую формовку заготовки для получения детали, охлаждение детали с получением в стали микроструктуры, являющейся мартенситной или мартенситно-бейнитной или образованной из по меньшей мере 75% равноосного феррита, от 5 до 20% мартенсита и бейнита в количестве, меньшем или равном 10%, и фосфатирование.

Группа изобретений относится к области транспорта. Способ изготовления тормозного диска, в котором фрикционный слой расположен в некоторых областях на основном корпусе тормозного диска.
Изобретение относится к области материаловедения, в том числе к созданию защитных керамоматричных покрытий на поверхности стали, обладающих высокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах при температурах контактного взаимодействия 400-600°С за счет изменения состава и структуры их поверхностных слоев.

Изобретение относится к панели для транспортного средства, включающей стальной лист с покрытием, местами укрепленный, способу изготовления панели и использованию панели и может быть использовано для производства частей автомобильных транспортных средств.

Изобретение относится к нанесению антифрикционного слоя на металлические поверхности, в частности на колодки и подшипники. Осуществляют отливку методом литья под давлением пластины из полиэфирэфиркетона. Указанную пластину отливают по размеру и геометрии металлической детали в литьевой форме под давлением 130 кг⋅ссм2, при температуре расплава 430°С, скорости впрыска 120 мм3 в секунду и температуре пресс-формы 250°С. На поверхность металлической детали наносят бронзоникелевый слой, размещают нагретую до 390-435°С металлическую деталь в горизонтальном положении в матрице, изготовленной по габаритам упомянутой детали и предварительно прогретой до температуры 200-230°С. На шток пресса помещают пуансон и осуществляют задавливание упомянутой предварительно нагретой до температуры 180-200°С пластины из полиэфирэфиркетона на бронзоникелевый слой с получением антифрикционного слоя толщиной 1,0-1,2 мм. Обеспечивается исключение образования пор и микротрещин, что, в свою очередь, увеличивает несущую способность не менее чем на 40 и износостойкость не менее чем на 50. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Наверх