Пара трения Советский патент 1989 года по МПК F16C33/12 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к парам трения, и может быть использовано в сопряженных деталях машин, работающих в узлах трения скольжения.

Целью изобретения является повышение износостойкости пары трения.

Пара трения состоит из цилиндрической охватывающей поверхности, состоящей из карбонитрированного подслоя и пористого окисленного слоя с сульфидами железа на ее поверхности с твердостью не.менее 720.кг/мм, нанесенного на любую низколегированную сталь (например, 0810), и охватываемой поверхности, выполненной из тер- моупрочненного железоуглеродистого сплава с твердостью в пределах 600- 650 кг/мм . В ;ачестве железоуглеродистого сплава использовалась, например, сталь 45 с закалкой поверхности ТВЧ. Карбонитрированный подслой покрыт пористым с глубиной микропор 2-5 мкм слоем окислов железа (РеаОз и ) толщиной 0,5-1 мкм и сульфидами железа. Общая толщина износостойкого слоя составляет 10 15 мкм.

При работе пары трения охватывающая поверхность скользит по охватываемой поверхности. Смазка в зону контакта подается под избыточным давлением 0,5 атм. Твердая микропористая охватывающая поверхность и наличие на ней мягких составляющих в виде окисной пленки и сульфидов железа обеспечивают низкий коэффициент трения и хорошую прирабатываесд

00

сд

со

мость в паре с поверхностью из тер- моупрочненного железоуглеродистого сплава даже в условиях дефицита смазки.

Микропористая поверхность служит аккумулятором смазочной жидкости, а в сочетании с окисной пленкой и сулфидом железа обеспечивает очень маленький коэффициент трения ( 0,09) по термоупрочненной поверхнос железоуглеродистого сплава и создае оптимальные условия приработки.

Глубина залегания микропор в окс карбонитридном слое и толщина окисной пленки определяются следующими соображениями.

При толщине окисной пленки менее 0,5 мкм происходит резкое увеличение коэффициента трения при ухудшении подачи смазки, а при: толщине более 1 мкм происходит отшелушивание пленки в процессе работы и уменьшение долговечности. При глубине залегания микропор менее 2 мкм не обеспечивается смачиваемость поверхности маслом, что приводит к ухудшению условий приработки, при большей глубине (более 5 мкм) прочность слоя оказывается недостаточно что приводит к сколам оксикарбонит- ридного слоя и снижению долговечности. При толщине оксикарбонитрид- ного слоя менее 10 мкм происходит продавливание слоя, увеличение общей толщины более 15 мкм не влияет на работоспособность слоя и экономически не оправдано. При твердости .карбонитрированного слоя с окисленной поверхностью менее 720 кг/мм износостойкость слоя уменьшается, увеличение твердости практически не влияет на работоспособность и долговечность пары. Понижение твердости на охватываемой поверхности из термоупрочненной стали ниже 600 кг/мм приводит к увеличению износа этой поверхности,, Твердость выше 650 кг/мм свидетельствует о

недостаточном отпуске после закалки и повышенных напряжениях на поверхности, что приводит к трещинам

и

сколам.

Пример. Пара трения состоит из двух элементов - диска и колодки. Диск выполнен из стали 45, подвергнут закалке ТВЧ при 860°С, время нагрева 12 с. Охлаждение водяным скрей ером. Твердость поверхности 60 HRC.

Колодка выполнена из стали 20 и обработана по следующему режиму.

Предварительный нагрев до в воздушной атмосфере. Нагрев до 580°С и выдержка при этой температуре в среде 50% эндогаза.+50% аммиака в течение 6 ч. Окисление в среде кислорода и азота при соотношении 1:4 при 580°С в течение 20 с. Закалка в воду. Отпуск в масло с содержа- нием серы 2% при 120°С в течение 30 мин. Износостойкость оценивали по изменению веса с замером температуры в зоне трения. Испытания проводили в условиях полусухого трения (смазка подавалась периодически).

В таблице приведены результаты испытаний.

Предлагаемая пара трения обладает износостойкостью, в 1,6 раза большей, чем известная.

Формула изобретения

Пара трения, содержащая стальные элементы, один из которых выполнен с углерод-, азот-, кислород- и серо содержащим поверхностным слоем, о т- личающаяся тем, что, с целью повьш1ения износостойкости, поверхностный слой состоит из карбонитрированного подслоя и пористого с глубиной микропор 2-5 мкм, окисленного слоя толщиной 0,5-1 мм с сульфидами железа в порах и на поверхности, а ответный стальной элемент выполнен с твердостью, равной 600 - 650 кг/мм2.

Составитель Н.Долженкова Редактор Т.Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Бескид

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сопряженных деталях машин, работающих в узлах трения скольжения. Цель изобретения - повышение износостойкости. Один из элементов выполнен с износостойким слоем, состоящим из карбонитрированного подслоя и пористого с глубиной микропор 2-5 мкм окисленного слоя толщиной 0,5-1 мкм с сульфидами железа в порах и на поверхности. Ответный стальной элемент выполнен с твердостью, равной 600-650 кг/мм². Твердая микропористая поверхность и наличие на ней мягких составляющих в виде окисной пленки и сульфидов железа обеспечивают низкий коэффициент трения и хорошую прирабатываемость в паре с поверхностью из термоупрочненного железоуглеродистого сплава даже в условиях дефицита смазки. 1 табл.

Заказ 6588/41

Тираж 699

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное