СОСТАВ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Российский патент 2001 года по МПК C23C26/00 B23P6/00 

Изобретение относится к машиностроению и металлургии и преимущественно может быть использовано для создания металлокерамических сплавов и поверхностей на основе черных и цветных металлов, обладающих высокими триботехническими характеристиками, износостойкостью и коррозионной стойкостью, а также для восстановления изношенных металлических поверхностей путем создания на них металлокерамического слоя.

Известен состав, который используется в способе продления срока службы деталей трения и смазочных масел в процессе работы механизмов по авторскому свидетельству СССР N 152601, 1969 и представляет собой размещаемые в нижней части масляного картера механизма куски сплава 75,0 - 96,5 мас. % олова, сурьмы или висмута с 3,5- 25,0 мас. % натрия, либо сплава 90,0 - 98,8 мас. % олова, сурьмы или висмута с 1,2 - 10,0 мас. % лития, а также добавляемые в смазочное масло в количестве 0,02 - 0,08 мас. % галоиды, например йод, бром, хлор или фтор. В процессе работы механизма галоид реагирует с компонентами антифрикционного сплава поверхности трения с образованием на поверхности галогенидов этих компонентов, обладающих хорошими антифрикционными свойствами. Входящие в состав сплава щелочные металлы реагируют с имеющейся в смазочном масле водой, что приводит к разрушению входящего в сплав олова, сурьмы или висмута, мелкодисперсные частицы которых реагируют с галоидом. Мелкодисперсные частицы галогенидов олова, сурьмы или висмута под действием высокого давления смазочного масла диффундируют в антифрикционный сплав поверхности трения, которая в результате восстанавливается, покрываясь тонким, эластичным, износостойким слоем мягкого металла.

Известна также смесь, используемая в способе обработки подшипника качения перед эксплуатацией по авторскому свидетельству СССР N 1196552, 1985, и содержащая 16-20 мас. % порошка меди, 4 - 6 мас. % порошка свинца, 1 - 2 мас. % порошка политетрафторэтилена и 72 - 79 мас. % мыльной пластичной смазки. Введение указанной смеси в подшипник качения на этапе его обработки обеспечивает повышение качества обработки и снижает коэффициент трения и интенсивность изнашивания.

Кроме того, известна смазка, которая используется в способе обработки пар трения по авторскому свидетельству СССР N 1668471, 1991, и содержит смазочное масло, металлосодержащие присадки, например, на основе меди или цинка, и абразивные частицы, например оксида алюминия, дисперсностью до 10 мкм. После подачи смазки обработка пары трения, выполняющей функцию катода, производится при эксплуатационных нагрузке, скорости и температуре, причем в зону смазки вводится изолированный от пары трения анод, выполненный из металла присадки. Частицы металла присадки осаждаются, прежде всего, в микронеровностях поверхности, что повышает чистоту обработки поверхностей трения. Осаждаемые вместе с частицами металла мелкодисперсные абразивные частицы обеспечивают повышение износостойкости наносимого металлического покрытия.

Все указанные известные составы на основе порошков металлов и органического связующего обеспечивают повышение износостойкости только за счет уменьшения коэффициента трения вследствие либо выравнивания поверхности при заполнении частицами состава микронеровностей поверхностей трения, либо образования на поверхности химических соединений с хорошими антифрикционными свойствами. В ряде случаев это сопровождается образованием на поверхности трения тончайших пленок, незначительно компенсирующих их износ. Однако недостатками указанных составов являются низкая прочность и коррозионная стойкость получаемых с их помощью поверхностей трения.

Известны следующие триботехнические составы для формирования сервовитных пленок на поверхностях трения с преобладающим содержанием железа на основе мелкодисперсной смеси минералов и органического связующего:
- состав для формирования пленки на трущихся поверхностях по авторскому свидетельству СССР N 1601426, 1990, представляющий собой смесь 0,1 - 5,0 мас% истертого природного кварца и 95,0 - 99,9 мас. % органического связующего;
- технологическая среда, которая используется в способе безразборного восстановления трущихся соединений по патенту Украины N 24442 А, 1998 и состоит из 80,00 - 99,85 мас. % базового масла и 0,15-20,00 мас. % порошкообразного ремонтно-восстановительного состава с дисперсностью 10-30 мкм, содержащего природный минерал или смесь природных минералов, включающие 40 - 50 мас. % аморфной двуокиси кремния, и 0,02 - 2,00 мас. % катализаторов на основе шунгита и редкоземельных металлов;
- смесь абразивоподобного порошка со связующим, например дисперсным стеарином, которая используется в способе формирования сервовитной пленки триботехническим составом по патенту Российской Федерации N 2035636, 1995, причем абразивоподобный порошок содержит 51 - 60 мас.% серпентина, 20 - 40 мас. % талька и в общей сложности 8 - 10 мас.% взятых в равных долях серы, пирротина, энстатита и фаялита;
- смесь абразивоподобного минерального порошка с дисперсностью 4-10 мкм, например, в количестве 2 мас.% и связующего, например, в количестве 98 мас%, используемая в способе модифицирования трущихся поверхностей по патенту Российской Федерации N 2093719, 1997 и включающая указанный абразивоподобный минеральный порошок из 20-40 мас.% хризотила, 40 - 60 мас.% каолинита, 2 - 4 мас.% оксида лантана, 2 - 4 мас.% оксида иттрия, 2 - 8 мас.% оксида алюминия и 6 - 7 мас.% оксида железа.

Указанные триботехнические составы в соответствии с упомянутыми способами подвергают механоактивации, отличающейся условиями и средствами ее проведения, размещают между поверхностями трения и прирабатывают.

Образованные сервовитные пленки восстанавливают износ поверхностей трения и обладают свойствами металлокерамики, благодаря чему способствуют повышению коррозионной стойкости, износостойкости и снижению коэффициента трения. Однако указанные сервовитные пленки обладают низкой долговечностью из-за хрупкости и возможного расслаивания, а также неравномерностью толщины и неоднородностью структуры, что вызвано не контролируемым, а самопроизвольным процессом их образования на этапе приработки. Данные сервовитные пленки могут быть образованы только на поверхностях трения с преобладающим содержанием железа, и поэтому указанные известные триботехнические составы не могут быть использованы для модифицирования и восстановления поверхностей трения, выполненных из других металлов и сплавов. Кроме того, процесс образования сервовитной пленки связан с приработкой в эксплуатационном или близком к нему режиме, что ограничивает область применения триботехнических составов, так как позволяет применять их для целей модифицирования и восстановления только поверхностей трения и исключительно при безразборном ремонте механизма.

Наиболее близким по содержанию компонентов и достигаемому техническому результату к предлагаемому составу для модифицирования металлов и восстановления металлических поверхностей следует считать ремонтно-восстановительный состав, используемый в способе образования защитного покрытия, избирательно компенсирующего износ поверхностей трения и контакта деталей машин, по патенту Российской Федерации N 2135638, 27.08.1999, С 23 С 26/00. Выбранный за прототип ремонтно- восстановительный состав применяется для нанесения износостойких покрытий на поверхности трения и контакта из сплавов на основе железа и содержит мелкодисперсную смесь 50 - 80 мас.% офита, 10 - 40 мас.% нефрита, 1 - 10 мас.% шунгита и до 10 мас.% катализатора с дисперсностью 5 - 10 мкм.

Согласно упомянутому способу данный ремонтно-восстановительный состав вводится в штатную смазку и подается вместе со смазкой на поверхности трения, после чего осуществляется приработка поверхностей трения в течение 0,5 - 1,5 часов и формируется металлокерамическое защитное покрытие поверхностей трения в процессе эксплуатации машины.

В процессе образования защитного покрытия при эксплуатации машины под воздействием трения температура в микрообъемах поверхностей трения достигает значений 900 - 1200^oC. В таких условиях происходят реакции замещения атомов магния в узлах кристаллических решеток офита и нефрита, входящих в ремонтно-восстановительный состав, на атомы железа из кристаллических решеток стали или сплава из железа, из которых изготовлены поверхности трения. При этом образуются новые гетероатомные кристаллы с более протяженными пространственными структурами, что способствует образованию защитного покрытия, компенсирующего предварительный износ поверхностей трения. Образованное металлокерамическое защитное покрытие обладает большей толщиной, высокими износостойкостью и коррозионной стойкостью.

Однако процесс образования защитного покрытия на этапе эксплуатации машины носит самопроизвольный неконтролируемый характер, что приводит к неравномерности его толщины и неоднородности структуры, а также не позволяет получать защитные покрытия с заданными прогнозируемыми параметрами. Указанное обстоятельство в совокупности с неидентичностью пространственной конфигурации кристаллических решеток минералов офита и нефрита, используемых в качестве основных компонентов известного ремонтно-восстановительного состава, приводит к недостаточной прочности образованного металлокерамического защитного покрытия. Область использования известного ремонтно-восстановительного состава ограничена применением его для восстановления только поверхностей трений, выполненных из металлов и сплавов исключительно на основе железа, и только в процессе эксплуатации машины. Кроме того, известный ремонтно-восстановительный состав имеет ограниченный срок хранения, что связано с увеличением с течением времени дисперсности состава из-за так называемого слипания вследствие коагуляции отдельных частиц состава друг с другом под действием сил Вандервальса.

Целью изобретения является создание состава для модифицирования металлов и восстановления металлических поверхностей, обеспечивающего получение обладающей высокой прочностью, однородностью структуры и равномерностью толщины металлокерамики с заданными прогнозируемыми параметрами в объеме и на поверхности черных и цветных металлов и сплавов и имеющего длительный срок хранения, а также расширение областей применения указанного состава.

Поставленная цель достигается согласно изобретению тем, что состав для модифицирования металлов и восстановления металлических поверхностей, содержащий в соответствии с прототипом мелкодисперсную смесь серпофита и катализатора, отличается от прототипа тем, что он дополнительно содержит каолинит и кристаллизатор при следующем соотношении компонентов в мас.%: каолинит - 10 - 40, кристаллизатор - 5- 10, катализатор - 5 - 10 и серпофит - 40 - 70. При этом дисперсность смеси составляет 0,1 - 10,0 мкм, в качестве каолинита использован амезит, в качестве кристаллизатора использован пиролюзит и в качестве катализатора использован метасиликат.

Указанные отличительные признаки в известных аналогах не обнаружены.

Совместное использование в предлагаемом составе для модифицирования металлов и восстановления металлических поверхностей в качестве минерала серпентиновой группы имеющего именно каолинитоподобную кристаллическую решетку серпофита и каолинита, например амезита, обеспечивает более высокую прочность и однородность модифицированного металла, а также большую толщину, однородность и долговечность восстановленной металлической поверхности с одновременным усилением связи слоя с поверхностью, на которой она образована.

Это объясняется следующими обстоятельствами, которые поясняются на примере использования предлагаемого состава для целей восстановления металлических поверхностей при безразборном ремонте машины, когда состав перемешивают с органическим связующим, например штатным смазочным маслом, и вводят на поверхности трения, после чего производят приработку поверхностей трения в эксплуатационном режиме.

Под действием трения происходит очистка микрорельефа поверхностей трения мелкодисперсными частицами входящих в предлагаемый состав минералов и нагартовка данных частиц в очищенный микрорельеф поверхностей трения. Трение, размол частиц состава на поверхностях трения и очистка микронеровностей этих поверхностей вызывают выделение энергии, приводящей к разогреву обрабатываемых поверхностей до температур, достигающих в микрообъемах поверхностей трения значений 700 - 1200^oC. Подобный разогрев доводит поверхностные слои металла тел трения до состояния текучести или близкого к нему. Это приводит к интенсивной диффузии частиц предлагаемого состава в поверхностный слой металла.

Как отмечалось, основу предлагаемого состава составляют серпофит, отвечающий формуле Mg₃ [Si₂O₅] (ОН)₄, и каолинит, например амезит, имеющий формулу (Mg₂Al) [(Si Al) О₅] (ОН)₄. При дисперсности частиц указанных минералов, сравнимой с размерами элементарных кристаллов, в условиях высоких температур происходят реакции замещения атомами металла поверхностей трения атомов магния в узлах кристаллической решетки серпофита и атомов магния и алюминия в узлах кристаллической решетки амезита. При этом атомы металла поверхностей трения замещают, прежде всего, те атомы магния и алюминия, которые расположены в узлах поверхностных слоев кристаллических структур соответственно серпофита и амезита. Поскольку активность содержащихся в амезите ионов атомов алюминия существенно выше, чем ионов атомов магния, замещение атомов алюминия в узлах кристаллической решетки амезита может производиться не только атомами железа поверхностей трения, но и атомами основных цветных металлов, используемых в машиностроении, например меди и цинка. Поэтому предлагаемый состав может использоваться для модифицирования и восстановления поверхностей как черных, так и цветных металлов и сплавов.

Использование метасиликата в качестве катализатора и более низкая дисперсность состава позволяют снизить температуры в микрообъемах поверхностей трения, при которых происходят указанные реакции замещения, до значений 400 - 700^oC.

В результате на восстанавливаемых поверхностях трения образуется металлокерамический слой.

Основой предлагаемого состава являются обладающие идентичной, так называемой каолинитоподобной, структурой кристаллической решетки серпофит и один из каолинитов, например амезит, которые представляют собой волокнисто-трубчатые и рулонные кристаллы-конгломераты, составленные из сложной композиции октаэдрообразных и тетраэдрообразных плоских кристаллов. Благодаря идентичности структуры кристаллических решеток указанные минералы оказываются более совместимыми, и поэтому получаемый металлокерамический слой обладает более высокой прочностью, долговечностью и структурной однородностью, а также имеет более прочную связь с восстанавливаемой поверхностью трения. Кроме того, использование серпофита и каолинита, например амезита, которые обладают более протяженными пространственными структурами своих кристаллов, чем минералы, используемые в известных составах, способствует увеличению толщины металлокерамического слоя восстанавливаемой поверхности.

Используемый в предлагаемом составе в качестве кристаллизатора пиролюзит имеет формулу MnO₂ • H₂O, то есть содержит конституционную воду в связанном состоянии, и обеспечивает выполнение функции управления процессом образования металлокерамического слоя. Выбор дисперсности и процентного содержания пиролюзита в предлагаемом составе позволяет обеспечить своевременное освобождение необходимого количества связанной конституционной воды с учетом текущих значений температуры в микрообъемах восстанавливаемой поверхности и времени ее действия и тем самым вызвать своевременное охлаждение и кристаллизацию образованного металлокерамического слоя при достижении его параметрами заданных прогнозируемых значений. Этим обеспечивается управляемость процесса образования металлокерамики с такими заданными прогнозируемыми параметрами, как толщина, микротвердость и шероховатость слоя, которые зависят от количества образовавшихся в результате реакций замещения связей, то есть от температуры и времени ее действия.

Кроме того, присутствующий в предлагаемом составе пиролюзит в качестве кристаллизатора препятствуют коагуляции мелкодисперсных частиц состава и слипанию их друг с другом за счет обволакивающей способности водяных пленок, стойких к разрушению, которые образуются из воды, выделяемой из кристаллизатора. В результате при хранении состава не происходит существенного увеличения дисперсности. Поэтому допустимый срок хранения предлагаемого состава может быть значительно увеличен.

Практика показала, что нагрев, необходимый для протекания реакций замещения атомами металла обрабатываемой поверхности атомов магния и алюминия в узлах кристаллических решеток соответственно серпофита и амезита как представителя каолинитов может осуществляться не только за счет трения обрабатываемых поверхностей при приработке и эксплуатации машины, но и путем других видов энергетических воздействий. В этих случаях процесс образования металлокерамики сопровождается физико-химическими процессами, подобными описанным выше, и достигается аналогичный технический результат. Отмеченное подтверждает расширение области применения предлагаемого состава, поскольку он может использоваться как в совокупности с органическим связующим, например штатным смазочным маслом, так и без него для модифицирования и восстановления не только поверхностей трения, но и других видов узлов и деталей при различных способах оказания энергетического воздействия, примеры которых будут приведены ниже.

Отмеченное свидетельствует о существенности указанных отличительных признаков предлагаемого изобретения.

Предлагаемый состав для модифицирования металлов и восстановления металлических поверхностей представляет собой смесь с дисперсностью 0,1 - 10,0 мкм, которая содержит серпофит в количестве 40 - 70 мас.%, каолинит, например амезит, в количестве 10-40 мас.%, кристаллизатор, например пиролюзит, в количестве 5 - 10 мас.% и катализатор, например метасиликат, в количестве 5 - 10 мас.%.

Указанное качественное и количественное соотношение компонентов состава является наиболее приемлемым, и при выходе за заявляемые диапазоны соотношений декларируемый выше технический результат не достигается. Необходимый диапазон дисперсности состава также является наиболее приемлемым, поскольку увеличение размеров частиц состава свыше 10 мкм приводит к существенному снижению производительности процесса формирования металлокерамики и уменьшению ее однородности, а уменьшение размеров частиц до значений, меньших 0,1 мкм, также вызывает снижение производительности, так как нарушаются межкристаллические связи в указанных минералах.

Изготовление предлагаемого состава производится в процессе следующих основных этапов:
- раздельное дробление и размол минералов до требуемой дисперсности, которые производятся с использованием известных измельчающих агрегатов;
- классификация, предусматривающая отбор измельченных минералов по размерам, плотности и массе частиц путем сепарации;
- тонкая очистка от примесей и сопутствующих и обогащение:
- перемешивание компонентов;
- усушка для уменьшения содержания воды.

Возможные области и варианты применения предлагаемого состава для модифицирования металлов и восстановления металлических поверхностей, а также достигаемый технический результат иллюстрируются следующими примерами.

Пример 1.

Предлагаемый состав, содержащий 50 мас.% серпофита, 40 мас.% амезита, 5 мас. % пиролюзита и 5 мас.% метасиликата, с маслом И 20 в качестве органического связующего, был введен в штатную смазку через заливную горловину двигателя внутреннего сгорания автомобиля ГАЗ - 3110 "Волга" со следующими параметрами:
- усредненное по цилиндрам давление в камерах сгорания - 7,1 ат;
- давление масла в системе смазки при температуре 70^oC - 1,4 ат;
- расход топлива на 100 км - 12,5 л.

После приработки двигателя в эксплуатационном режиме в течение 5 часов его указанные параметры изменились до значений:
- усредненное по цилиндрам давление в камерах сгорания - 9,4 ат;
- давление масла в системе смазки при температуре 70^oC - 2,2 ат;
- расход топлива на 100 км - 10,4 л.

Через 100 часов эксплуатации двигателя после пробега около 8000 км указанные параметры практически не изменились.

Пример 2.

Предлагаемый состав, содержащий 70 мас. % серпофита, 20 мас.% амезита, 5 мас.% пиролюзита и 5 мас.% метасиликата, вместе со штатной смазкой, из расчета 0,002 г состава на 100 г штатной смазки, были введены в зону трения подшипников качения типа 204 производства Вологодского ГПЗ и фирмы SKF, а также подшипников скольжения, изготовленных в лаборатории АО "ВНИИ Подшипниковой Промышленности", г. Москва. Подшипники были подвергнуты приработке в эксплуатационном режиме в течение 1 - 5 часов.

Рабочие поверхности наружного и внутреннего колец и тела качения подшипников качения имели шероховатость 0,08 - 0,10 мкм и микротвердость 58 - 59 HRC. После приработки шероховатость составляла 0,013 - 0,020 мкм, а микротвердость - 60 - 62 HRC, причем радиальный зазор уменьшился на 1,0- 1,5 мкм.

Изготовленный из стали Ст. 4 с последующей закалкой подшипник скольжения имел шероховатость рабочих поверхностей 5,5 - 5,7 мкм и микротвердость 38-40 HRC. После приработки шероховатость составляла 0,8 - 1,4 мкм, а микротвердость 46 - 48 HRC.

Испытания и измерения проводились по используемым в подшипниковой промышленности стандартным методикам на базе АО "ВНИИ Подшипниковой Промышленности", г. Москва.

Пример 3.

Предлагаемый состав, содержащий 40 мас.% серпофита, 40 мас.% амезита, 10 мас. % пиролюзита и 10 мас.% метасиликата, был добавлен в смесь масла И 20 и керосина, находящуюся в промышленной моечной ванне с магнитостриктером. Образцы подшипников качения типа 302 и сверл различных диаметров были обработаны в ванне в течение 10-60 минут с использованием ультразвукового излучения мощностью 0,4 - 4,0 кВт и частотой 22 - 24 кГц. После обработки составом время работы подшипников качения без смазки при нагрузках 40-80 кг и частоте вращения 400 об/мин до заклинивания увеличилось с 5-6 минут до 46-50 минут, а время резания сталей сверлами до оплавления режущих кромок и изменения угла резания при нагрузке 10-45 кг возросло с 9 - 10 минут до 37-40 минут.

Испытания проводились на базе испытательной лаборатории Муниципального предприятия "Горэлектротранс", г. Магнитогорск.

Пример 4.

Детали из стали Ст. 45 после сухого напыления на них предлагаемого состава, содержащего 45 мас.% серпофита, 40 мас.% амезита, 10 мас.% пиролюзита и 5 мас.% метасиликата, были помещены в промышленную муфельную печь и обработаны при температуре 700 - 1100^oC в течение 1,0 - 1,5 часов. После подобной обработки микротвердость деталей возросла в среднем на 8 - 10 HRC, а коэффициент трения уменьшился приблизительно в 3 раза и достиг значений 0,007 - 0,009.

Пример 5.

В лаборатории экспериментальной плавки ОАО "Северсталь", г. Череповец, была проведена опытная плавка смеси 80 мас. % чугуна ЧС - 24 с микротвердостью 22 HRC и 20 мас.% предлагаемого состава, содержащего 50 мас.% серпофита, 40 мас.% амезита, 5 мас.% пиролюзита и 5 мас.% метасиликата. Полученный металлокерамический сплав обладал микротвердостью 42 HRC.

Пример 6.

Предлагаемый состав, содержащий 55 мас. % серпофита, 35 мас.% амезита, 5 мас. % пиролюзита и 5 мас.% метасиликата, был введен в штатное смазочное масло компрессора КТ - 6ЭЛ, после чего компрессор прирабатывался в эксплуатационном режиме. Проведенный лабораторией металловедения Читинского государственного технического университета анализ пальцев шатунов цилиндров низкого и высокого давления компрессора, выполненных соответственно из стали 30X и углеродистой стали Ст. 45, показал, что на них образовались достаточно однородные металлокерамические слои толщиной соответственно 25 - 40 мкм и 20 - 50 мкм с микротвердостью 60 - 74 HRC при исходной микротвердости пальцев шатунов 30 - 40 HRC.

Пример 7.

Предлагаемый состав, содержащий 50 мас.% серпофита, 40 мас.% амезита, 5 мас. % пиролюзита и 5 мас.% метасиликата, был введен в штатное смазочное масло дизеля 14Д40 тепловоза 3М62, который эксплуатировался в течение 6 месяцев.

Испытания показали, что металлокерамические слои образуются на поверхностях трения, выполненных как из черных, так и цветных металлов и сплавов. Например, за счет образовавшихся металлокерамических слоев на цилиндровой втулке и кольце, выполненных соответственно из меди и хрома, их межремонтный ресурс увеличился в 2,7 раза. Образовавшиеся металлокерамические слои существенно снизили коэффициент трения пары вал - подшипник скольжения, выполненных соответственно из стали и баббита, что привело к увеличению частоты вращения рабочего колеса на 13-28%. Отмечено уменьшение расхода топлива, потребляемого дизелем на холостом ходу, на 16-24% при одновременном увеличении его мощности.

Испытания проводились на базе НИИ Забайкальского института железнодорожного транспорта, г. Чита.

Пример 8.

Предлагаемый состав был применен для восстановления неравномерно изношенных поверхностей направляющих пакетоформирующего автомата "Beumer" и увеличения ресурса их работы на предприятии АООТ "Опытный завод сухих смесей", г. Москва. Состав содержал 70 мас.% серпофита, 18 - 20 мас.% амезита, 5 - 7 мас.% пиролюзита и 5 мас.% метасиликата и был нанесен на поверхности направляющих вместе со штатным смазочным маслом в качестве органического связующего.

Из-за неравномерности износа для восстановления горизонтальности поверхностей направляющих на их различные участки наносился состав с различным процентным содержанием амезита и пиролюзита и с различной дисперсностью. Для участков поверхностей направляющих с наибольшим износом использовался состав с дисперсностью 5 - 7 мкм и содержанием 20 мас.% амезита и 5 мас.% пиролюзита, а для участков с наименьшим износом - состав с дисперсностью 1 - 3 мкм и содержанием 18 мас. % амезита и 7 мас.% пиролюзита.

После приработки пакетоформирующего автомата в эксплуатационном режиме произошло выравнивание поверхностей направляющих за счет образования металлокерамического слоя толщиной на различных участках от 0,1 до 1,1 мкм в зависимости от процентного содержания амезита и пиролюзита и дисперсности в соответствии с величиной предварительного износа. Кроме того, уменьшился зазор между направляющими и движущимися по ним рамками на 1,0 - 1,5 мкм. Данный пример подтверждает возможность управления процессом образования металлокерамического слоя и получения формируемого слоя с заданными прогнозируемыми параметрами, например толщиной, путем варьирования величиной дисперсности состава и процентным содержанием в нем пиролюзита в качестве кристаллизатора.

Таким образом, предлагаемый состав для модифицирования металлов и восстановления металлических поверхностей обеспечивает получение обладающей высокой прочностью, однородностью структуры и необходимой толщиной металлокерамики с заданными прогнозируемыми параметрами в объеме и на поверхности черных и цветных металлов и сплавов, имеет длительный срок хранения и разнообразные области применения.

Изобретение относится к машиностроению и порошковой металлургии и может быть использовано для создания металлокерамических сплавов и восстановления изношенных металлических поверхностей путем создания на них металлокерамического слоя, обладающего высокими триботехническими характеристиками, износостойкостью и коррозионной стойкостью. Состав для модифицирования металлов и восстановления металлических поверхностей содержит мелкодисперсную смесь серпофита, катализатора, каолинита и кристаллизатора при следующем соотношении компонентов, мас.%: каолинит 10 - 40, кристаллизатор 5 - 10, катализатор 5 - 10, серпофит 40 -70. При этом дисперсность смеси составляет 0,1 - 10,0 мкм. В качестве каолинита используют амезит, в качестве кристаллизатора - пиролюзит, в качестве катализатора - метасиликат. Изобретение обеспечивает получение обладающей высокой прочностью, однородностью структуры и необходимой толщиной металлокерамики с заданными прогнозируемыми параметрами в объеме и на поверхности черных и цветных металлов и сплавов. 4 з.п. ф-лы.

1. Состав для модифицирования металлов и восстановления металлических поверхностей, содержащий мелкодисперсную смесь серпофита и катализатора, отличающийся тем, что он дополнительно содержит каолинит и кристаллизатор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Каолинит - 10-40
Кристаллизатор - 5-10
Катализатор - 5-10
Серпофит - 40-70
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что дисперсность смеси составляет 0,1-10,0 мкм. 3. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве каолинита используют амезит. 4. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве кристаллизатора используют пиролюзит. 5. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют метасиликат.