СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН Российский патент 1995 года по МПК B22F3/08 B22F7/04 

Изобретение относится к машиностроению, точнее к способам повышения износостойкости деталей машин и механизмов, и базируется на одном из направлений конверсии в промышленности.

В настоящее время актуальной проблемой в машиностроении остается уменьшение величины нормального износа и вероятности катастрофического износа деталей машин и механизмов, что дает увеличение общего срока службы машины, а также снижает стоимость и продолжительность ее ремонтов. Это касается, в первую очередь, деталей машин, сопрягающихся одна с другой и трущихся в процессе нормальной работы, вследствие чего происходит их износ постепенное поверхностное разрушение материала, сопровождающееся отделением от него частиц, переносом частиц на сопряженное тело, а также изменением качества поверхности ее геометрии и свойств поверхностных слоев материала (Справочник машиностроителя. М. Госиздат машиностроительной литературы, 1950, с.920). Обычно износ металлов получается тем меньше, чем выше их твердость. Поэтому для повышения износостойкости рекомендуется применить термическую обработку стали и чугуна, насыщение повехрностных слоев соответствующими веществами (цементация, азотизация), а также поверхностные покрытия износостойкими материалами, например хромом, твердыми сплавами и материалами.

В настоящее время известен ряд способов повышения износостойкости деталей с помощью упрочнения поверхностных слоев металлов. Например, известен способ нанесения покрытий, в частности алмазных, на подложку из стали, никеля, меди и ее сплавов, синтетических смол и др. [1] Данный способ включает нанесение на различные материалы твердых частиц, например, алмазного порошка, под действием внешней ударной волны, передаваемой, в частности, жидкой средой (принят на прототип).

Необходимо отметить, что указанный способ имеет существенные резервы по повышению его эффективности.

Целью изобретения является использование резервов указанного выше способа по повышению износостойкости деталей машин.

Это достигается следующим образом.

Подлежащие упрочнению поверхности деталей (оси, полуоси, втулки, подшипники, колеса железнодорожного транспорта и т.п.) покрывают пастой, основным компонентом которой является алмазный порошок в количестве 20-30% Паста приготавливается на натуральном или минеральном масле и наносится на детали кистью. Затем детали помещаются в емкость с прочными стенками, заполненную водой. В емкости инициируют ударную волну, в результате воздействия которой частицы алмазного порошка будут внедрены в поверхность деталей. Это приведет к существенному повышению прочности, твердости и износостойкости поверхности деталей.

Метод получения ультрадисперсного алмазного порошка разработан в последнее время рядом организаций (Институт гидродинамики СО АН ПФ, НПО "Алтай", НИИМАШ и д. выпуск 3 "24 часа", февраль 1990, Л,). Метод заключается в подрыве зарядов взрывчатого вещества, например тринитротолуола, в металлической камере. В результате взрывчатого превращения наряду с продуктами взрыва образуется ультрадисперсный алмазный порошок с выходом около 89 г из одного килограмма ВВ, в десять раз более дешевый, чем при других способах его получения.

Создание ударной волны в воде в емкости для обработки деталей может быть осуществлено с помощью подрыва заряда ВВ или электрического высоковольтного импульсного разряда (Баум Ф,А. Станюкович К.П. Шехтер Б.И. Физика взрыва. М. Госиздат физико-математической литературы, 1959; Наугольный К.А. Рой Н.П. Электрические разряды в воде. М. Наука, 1971; Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л. Машиностроение, 1986).

Предлагаемый способ повышения износостойкости деталей машин имеет следующие положительные качества:
получение повышенной поверхностной твердости и прочности только в необходимых местах деталей;
значительная экономия алмазного порошка;
возможность получения заданной твердости при помощи изменения концентрации алмазного порошка в пасте.

Сущность изобретения: на подлежащие обработке поверхности деталей наносят алмазосодержащий материал в виде пасты на основе натурального или минерального масла, содержащей 20 - 30% алмазного порошка, затем детали помещают в емкость с водой, а закрепление алмазосодержащего материала осуществляют инициированием ударной волны в воде.

СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН, включающий нанесение на подлежащие обработке поверхности деталей алмазосодержащего материала и его закрепление под воздействием ударной волны, передаваемой жидкой средой, отличающийся тем, что алмазосодержащий материал наносят в виде пасты на основе натурального или минерального масла, содержащей 20 30% алмазного порошка, затем детали помещают в емкость с водой, а закрепление алмазосодержащего материала инициированием ударной волны осуществляют в воде.