СОСТАВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ САМООРГАНИЗУЮЩИХСЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ ПЛАСТИЧНЫХ МЕТАЛЛОВ НА ПОВЕРХНОСТИ ТРЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ СОЧЛЕНЕНИЙ Российский патент 2007 года по МПК C23C26/00 B23P6/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для нанесения антиизносных и противозадирных самоорганизующихся покрытий из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленений узлов и агрегатов машин, в частности для повышения ресурса и надежности работы железнодорожного транспорта.

Известен состав технологической жидкости, содержащий хлорид меди, глюкозу, оксид кремния и глицерин, наносимый резиновым роликом на обрабатываемую поверхность для последующего формирования покрытия с помощью специального натирающего инструмента за счет осаждения меди и оксида кремния из состава технологической жидкости. Недостатком известного состава технологической жидкости является низкая износостойкость получаемого покрытия, дополнительно усугубляемая присутствующим в нем оксидом кремния, и высокая трудоемкость процесса нанесения покрытия, что приводит к повышенным финансовым издержкам производства (Авторское свидетельство СССР №1203136, кл. С23С 26/00, 1983 г.).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является состав жидкости, содержащий, мас.%: хлорид меди 4,0÷8,0; фторированный графит 2,0÷3,0; ацетамид 5,0÷8,0; мочевина 0,5÷0,8; стеариновая кислота 0,5÷0,8; вода 10; композиция высокодисперсных порошков меди и никеля 1,0÷1,5 и глицерин - остальное, предназначенный для нанесения металлических и композиционных покрытий путем подачи в зону контакта обрабатываемой поверхности детали и ворса вращающейся металлической щетки, имеющая постоянные осцилляции в направлении, перпендикулярном к оси вращения детали (Патент РФ №2138579 С1 кл. 6 С23С 26/00, опубл. 27.09.1999 г.).

Основными недостатками известных составов технологических жидкостей являются:

- отсутствие способности нанесения самоорганизующихся покрытий из пластичных металлов, взаимосвязи с возникающими условиями трения деталей сочленения;

- не обеспечивают условия создания и сохранения эффекта постоянного самовосстановления покрытий из пластичных металлов по мере износа на протяжении всего срока эксплуатации узлов и агрегатов машин;

- наносимые покрытия имеют характер одноразового применения, которые после износа за короткий промежуток времени эксплуатации истираются, не оказывая дальнейшего влияния на повышение противоизносной и антифрикционной стойкости обработанных деталей;

- параметры состава и структуры наносимых покрытий из пластичных металлов получаемых покрытий не обладают свойством реагировать на изменяющиеся условия трения при реальной эксплуатации обработанных деталей сочленения;

- технология нанесения покрытий из пластичных металлов известными составами технологических жидкостей требует значительных трудовых и финансовых затрат на внедрение, выполнение трудоемких разборочно-сборочных работ узлов и агрегатов, продолжительного простоя техники в ремонте при низких показателях достигаемой технико-экономической эффективности.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является способность нанесения самоорганизующихся и самовосстанавливающихся покрытий из пластичных металлов на контактируемые поверхности трения деталей сочленений, обеспечивающие максимальную противоизносную и антизадирную стойкость в парах трения при снижении финансовых, трудовых и энергетических затрат на их выполнение.

Технический результат достигается тем, что состав технологической жидкости для нанесения при трении покрытий из латуни или бронзы, содержащий хлорид меди и в качестве основы глицерин, отличающийся тем, что он дополнительно содержит формалин и хлориды пластичных металлов, отличных от меди, а в качестве хлорида меди - медь (II) хлорид 2-водную, при следующем соотношении компонентов, мас.%: медь (II) хлорид 2-водная 3,5÷4,0; формалин технический 18÷ 20; хлориды пластичных металлов, отличных от меди, в процентном соотношении относительно хлорида меди, соответствующем составам латуней или бронз, и глицерин - остальное;

для получения оловянистой бронзы в качестве хлорида пластичного металла, отличного от меди, он содержит олово (IV) хлорид 5-водное, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глицерин 72÷77; формалин технический 18÷20; медь (II) хлорид 2-водная 3,5÷3,8; олово (IV) хлорид 5-водное 2,0÷2,2; для получения свинцовистой бронзы в качестве хлоридов пластичных металлов, отличных от меди, он содержит свинец (II) хлорид 2-водный и олово (IV) хлорид 5-водное, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глицерин 75÷78; формалин технический 18÷20; медь (II) хлорид 2-водная 3,5; свинец (II) хлорид 2-водный 1,15÷1,40; олово (IV) хлорид 5-водное 0,05÷0,1.

ОПИСАНИЕ СОСТАВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ

Предлагаемый состав технологической жидкости приготавливают при плюсовой температуре окружающей среды последовательной загрузкой и смешиванием в емкости каждого из компонентов по убывающей величине массовой доли, например, для получения покрытий из:

- оловянистой бронзы: глицерин ← формалин технический ← медь (II) хлорид 2-водная; ← олово (IV) хлорид 5-водное;

- свинцовистой бронзы: глицерин ← формалин технический ← медь (II) хлорид 2-водная; ← свинец (II) хлорид 2-водный; ← олово (IV) хлорид 5-водное. Полученный раствор через каждые 10...15 мин интенсивно перемешивают 15...20 мин в течение 4...5 часов до полного завершения процесса ионизации и равномерного распределения атомов (ионов) пластичных металлов в глицерино-формалиновой смеси, указывающего на готовность состава технологической жидкости.

Подготовленный таким образом состав технологической жидкости наиболее удобным для данной конструкции способом подают в зону контакта деталей сочленений, чем обеспечивают условия возникновения при трении процесса избирательного переноса атомов (ионов) пластичных металлов из состава технологической жидкости на поверхности трения деталей сочленений и формирования самоорганизующихся покрытий из пластичных металлов толщиной от 0,5 до 3,0 мкм на фактической площади контакта поверхностей трения деталей сочленений. Способность предлагаемого состава технологической жидкости проявить в зоне трения избирательный перенос атомов (ионов) пластичных металлов обеспечивает свойство самовосстановления по мере износа в процессе эксплуатации нанесенных покрытий из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленений. Расход предлагаемого состава технологической жидкости составляет объем в пределах 5 мл на один квадратный метр площади наносимых покрытий из пластичных металлов, интервал рабочих температур от -35°С до +120°С.

Применение предлагаемого состава технологической жидкости для нанесения покрытий из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленений обеспечивает: повышение качества и физико-механических свойств покрытий пластичных металлов, наносимых избирательным переносом атомов (ионов) пластичных металлов при трении; повышение износостойкости в 8÷10 раз при 100%-ной противозадирной стойкости поверхностей трения деталей сочленений за счет возможности нанесения самоорганизующихся и самовосстанавливающихся покрытий из пластичных металлов; снижение коэффициента трения в 2÷3 раза, механических потерь трения на 40÷50% и времени на приработку (обкатку) после сборки узлов и агрегатов машин в 5 раз; экологически безопасную, безотходную ресурсоповышающую технологию нанесения покрытий из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленений в динамике работы машин.

Предлагаемый состав технологической жидкости позволяет полностью исключить издержки производственно-технологических и разборочно-сборочных работ при нанесении покрытий из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленений и обеспечить многократное снижение финансовых, трудовых, материальных и энергетических затрат с достигаемым годовым экономическим эффектом от эксплуатации одной единицы техники в пределах 1,20 млн. руб. без учета экономии в сфере экологической безопасности.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для нанесения антиизносных и противозадирных самоорганизующихся покрытий из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленений узлов и агрегатов машин. Состав содержит следующие компоненты, мас.%: медь (II) хлорид 2-водная 3,5÷4,0, формалин технический 18÷20, хлориды пластичных металлов, отличных от меди, в процентном соотношении относительно хлорида меди, соответствующем составам латуней или бронз, и глицерин - остальное. В частных случаях осуществления изобретения состав может иметь следующее содержание компонентов, мас.%: глицерин 72÷77, формалин технический 18÷20, медь (II) хлорид 2-водная 3,5÷3,8, олово (IV) хлорид 5-водное 2,0÷2,2; глицерин 75÷78, формалин технический 18÷20, медь(II) хлорид 2-водная 3,5, свинец (II) хлорид 2-водный 1,15÷1,40, олово (IV) хлорид 5-водное 0,05÷0,10. Техническим результатом изобретения является создание такого состава технологической жидкости, позволяющего нанести самоорганизующееся и самовосстанавливающее покрытие из пластичных металлов на контактируемые поверхности трения деталей сочленений, обеспечивающих максимальную противоизносную и антизадирную стойкость в парах трения. 2 з.п. ф-лы.

1. Состав технологической жидкости для нанесения при трении покрытий из латуни или бронзы, содержащий хлорид меди и в качестве основы глицерин, отличающийся тем, что он дополнительно содержит формалин и хлориды пластичных металлов, отличных от меди, а в качестве хлорида меди - медь (II) хлорид 2-водную, при следующем соотношении компонентов, мас.%: медь (II) хлорид 2-водная 3,5÷4,0, формалин технический 18÷20, хлориды пластичных металлов, отличных от меди, в процентном соотношении относительно хлорида меди, соответствующем составам латуней или бронз, и глицерин - остальное.2. Состав по п.1, отличающийся тем, что для получения оловянистой бронзы в качестве хлорида пластичного металла, отличного от меди, он содержит олово (IV) хлорид 5-водное, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глицерин 72÷77, формалин технический 18÷20, медь (II) хлорид 2-водная 3,5÷3,8, олово (IV) хлорид 5-водное 2,0÷2,2.3. Состав по п.1, отличающийся тем, что для получения свинцовистой бронзы в качестве хлоридов пластичных металлов, отличных от меди, он содержит свинец (II) хлорид 2-водный и олово (IV) хлорид 5-водное, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глицерин 75÷78, формалин технический 18÷20, медь(II) хлорид 2-водная 3,5, свинец (II) хлорид 2-водный 1,15÷1,40, олово (IV) хлорид 5-водное 0,05÷0,10.