СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК F16C33/04 B22D19/08 C23C26/02 

Описание изобретения.

Изобретение относится к узлам и деталям машин, в частности подшипникам скольжения. Известен способ получения биметаллических подшипников скольжения из сплавов алюминий-олово, при котором стальную пластину (подложку) и полосу антифрикционного сплава прокатывают совместно на прокатном стане с обеспечением их последовательного взаимодействия и получают биметаллическую пластину для изготовления подшипников вкладышей. Необходимая прочность сцепления слоев достигается силами адгезии при разрушении окисной пленки Fе₂O₃ (твердость по Моосу 5.5-6.0) [1], которая может образовываться на поверхности стальной подложки. При адгезии, которая реализуется при ван-дер-ваальсовом взаимодействии (Химическая энциклопедия, т.1, 1988, с.30-31) на значительно больших расстояниях, чем металлическая связь, сохраняется граница раздела между соединяемыми телами (Физическая энциклопедия, т.1, 1988, с.25), и достижение такого соединения требует значительно меньших механических усилий и не нуждается в подогреве. Но такой подход, обеспечивающий высокую производительность, связан с применением дорогостоящего прокатного производства, окупается только в условиях массового производства при больших масштабах выпуска изделий. В случае индивидуального и серийного производства, когда изготавливаются ограниченные партии изделий, требуется менее затратный способ. Таковым может стать изготовление биметаллических подшипников в кокилях, в которые вставляется стальная заготовка и на нее с одной стороны заливается определенная порция алюминиевого антифрикционного сплава с последующим продавливанием его вдоль поверхности пластины на требуемую толщину. Из уровня техники известен способ получения биметаллических подшипников скольжения, включающий последовательное выдавливание антифрикционного сплава на стальную пластину с созданием адгезионной связи [2]. Отличием заявляемого нами способа от известного является создание промежуточного слоя металла, имеющего менее прочные окислы, чем сталь, что позволяет улучшить сцепление соединяемых слоев биметаллического подшипника. В качестве такого промежуточного металла использовался цинк. Известно нанесение цинка на стальную основу при изготовлении высокопрочной сталеалюминиевой проволоки [3]. Существенным признаком заявляемого способа получения биметаллических подшипников является прием нанесения антифрикционного сплава алюминий-свинец на основу с предельно низкой температурой (немного превышающей предел нулевой жидкотекучести) для присоединения его в затвердевающем виде. В совокупности с предварительно нанесенным на основу слоем цинка, имеющего менее прочные окислы, чем сталь (твердость ZnO по Моосу 4.0-4.5) [1], такой метод обеспечивает необходимую прочность сцепления соединяемых материалов. Нанесение антифрикционного слоя осуществляется при помощи двухстворчатого кокиля с формой внутренней поверхности, соответствующей форме получаемого подшипника, и шарнирным закреплением створок с одного конца для последовательного введения в соприкосновение двух металлов (фиг.1 и 2).

Примеры осуществления

В лабораторных условиях института физики ДНЦ РАН разработана технология получения биметаллических подшипников скольжения из антифрикционного сплава алюминий-свинец. В производственных условиях ОАО "КЗТМ» (г.Каспийск, р-ка Дагестан) проведены работы по разработке и реализации серийной технологии. Сплав выплавляли в печи методом химического диспергирования [4]. Определенную порцию полученного сплава заливали в нижнюю часть кокиля с шарнирным креплением створок (фиг.1), по форме соответствующих получаемому подшипнику. При закрытии верхней створки обеспечивалось последовательное соприкосновение стальной пластины с затвердевающим алюминиевым сплавом (фиг.2). Стальная пластина перед нанесением на нее слоя из алюминиевого сплава, покрывалась слоем цинка в электроэрозионной ванне. После остывания антифрикционного сплава полученный биметаллический подшипник извлекался из кокиля. Испытания показали высокую прочность сцепления стальной подложки и антифрикционного сплава. По разработанной технологии изготовлена опытная партия 100 шт. подшипников-вкладышей для автомобиля "Жигули".

Положительный эффект предлагаемого способа

Способ позволяет без значительных материальных затрат организовать производство малых партий подшипников скольжения в условиях обычного машиностроительного производства и малых ремонтных мастерских.

Использованная литература

1. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. Химия, 1977.

2. RU 2295423 C2, 20.03.2007.

3. SU 881136 A, 15.11.1981.

4. RU 2058410 C1, 2.04.93.

Изобретение может быть использовано при изготовлении вкладышей подшипников скольжения, в том числе в мелкосерийном производстве и в условиях ремонтных мастерских. На стальную пластину основы подшипника, размещенную в кокиле, форма внутренней поверхности которого соответствует форме получаемого подшипника, наносят антифрикционный сплав путем его выдавливания. Предварительно на упомянутую пластину наносят слой металла, образующего окислы с меньшей прочностью, чем прочность окислов стали пластины. Антифрикционный сплав заливают в кокиль с предельно низкой температурой расплава, а наносят его в затвердевающем виде путем последовательного приведения в соприкосновение с предварительно нанесенным слоем металла с созданием между ними адгезионной связи. Способ обеспечивает необходимую прочность сцепления соединяемых металлов. 2 ил.

Способ получения биметаллического подшипника скольжения, включающий нанесение на стальную пластину в кокиле, форма внутренней поверхности которого соответствует форме получаемого подшипника, антифрикционного сплава путем его выдавливания, отличающийся тем, что на стальную пластину предварительно наносят слой металла, образующего окислы с меньшей прочностью, чем прочность окислов стали пластины, антифрикционный сплав заливают в кокиль с предельно низкой температурой расплава и наносят его в затвердевающем виде путем последовательного приведения в соприкосновение с предварительно нанесенным слоем металла с созданием между ними адгезионной связи.