Способ обработки пар трения Советский патент 1991 года по МПК C23C26/00 

Изобретение относится к нанесению износостойких покрытий на пары трения и может быть использовано в механизмах различного назначения при проведении обработки без демонтажа механизмов.

Целью изобретения является повышение износостойкости.

В зону трения подают смазку с металло- содержащими присадками, вводят изолированные от пары трения .металлические вставки, выполненные из металла присадки, и подводят напряжение так, что вставки служат анодом, а поверхность - катодом. При этом в смазку вводят абразивные частицы дисперсностью 10 мкм и в процессе осаждения создают нагрузку, скорость-и температуру, равным эксплуатационным.

Пэры трения обрабатывают без каких- либо предварительных механических операций, что обуславливает возможность армирования поверхности детали дисперсными абразивными частицами, материалом растворимых анодных вставок, присадок, находящихся в масле. Микронеровности поверхности при наличии силовых линий тока служат центрами первоочередного осаждения присадок, находящихся в масле и материале растворимого анода, и вместе с ними абразивных дисперсных частиц.

Микронеровности имеют различное электрическое сопротивление - на выступах микронеровностей выше вследствие активации металла при трении, а во впадинах ниже, возникает неравномерная плотность тока на поверхности - по впадинах максимальная, а на выступах минимальная. В результате этого процесс осаждения металла во впадинах идет интенсивнее, чем на выО

а

ступах, благодаря чему происходит выравнивание микронеровностёй, которые уже включают металлосодержащие присадки, абразивные дисперсные частицы, материал растворимых анодных вставок, это позволя- 5 т исключить подвижность микронеровнотей, воздействие на ювениальные площадки обрабатываемых поверхностей с выходом на высокую чистоту поверхности.

Введение абразивных дисперсных час- 10 иц до 10 мкм позволяет исключить сдвиг микронеровностей по линии касательных напряжений. При этом глубина залегания максимальных касательных напряжений деормации ювениальных поверхностей ми- 15 нимальна вследствие наличия абразивных исперсных частиц, металлосодержащих присадок и материала растворимого анода, Это наблюдается также при наличии силовых линий тока в микронеровностях повер- 20 ности, т.е. исключается возможность возникновения на некоторой глубине порядка несколько микрометров ювениальной поверхности зарождения микротрещин. Касательные напряжения, вызывающие пла- 25 стическое течение металла, замыкаются при своем распространении на поверхности абразивных частиц, включенных в объем осаж- аемого во впадинах шероховатости поверхности трения металла, и прекращают 30 свое развитие, что обеспечивает повышение износостойкости поверхности трения. Кроме того, уменьшается поверхностная энергия поверхностей трения деталей энергетическое состояние).35

Введение абразивных дисперсных частиц более 10 мкм приводит к задирам вслед- ствие большего размера частиц по сравнению с впадинами микронеровностей поверхности. 40

Предлагаемый способ повышает износостойкость, коррозионно-стойкость, стой- кость к задирам, увеличивает площадь фактического контакта, уменьшает контактные напряжения и шероховатость поверх- 45 ности с выходом на высокий класс чистоты, повышает контактную долговечность, уменьшает коэффициент трения (причем зависимости коэффициента трения от толщины покрытия немонотонная).50

Создание нагрузки, скорости и температуры, равных эксплуатационным, позволяет вести процесс нанесения покрытия в режиме, близком к условиям эксплуатации, благодаря чему практически исключается 55 отслаивание металла как в процессе электроосаждения металла на поверхности, так и в дальнейшем при эксплуатации, что позволяет формировать трущиеся поверхности непосредственно в узлах трения.

Способ позволяет обрабатывать поверхности трения деталей непосредственно в механизмах, в которых они установлены, например, в сопряжении подшипник скольжения - вал, в шестернях насоса, что существенно сокращает эксплуатационные затраты на его осуществление.

П р и м е р 1. Поверхности пар трения обрабатывают по предлагаемому способу. В качестве деталей применяют подшипники скольжения (БрМц5) и стальной вал (СТ-45).

Исходная шероховатость вала Rz 10 мкм (ГОСТ 2.309-73) без операции предварительной чистовой механической обработки.

К стальному валу прижимается подшипник при помощи рычага. Нагрузку осуществляют гирями до 4 кгс. Пару трения подключают на катод. Анодом служит цинковая вставка, изолированная от подшипника и вала. В качестве смазочного масла используют масло МГД-14, в которое вводят присадку, содержащую цинк в связанном состоянии и абразивные частицы () размером менее 10 мкм. В 100 мас.ч. масла растворяют 3 мас.ч. присадки.

Режим обработки: скорость трения 6.66 м/с, плотность тока 380-400 А/дм , напряжение 1-3 В, время 90-120 с, температура 50°С. Время окончания обработки поверхностей трения определяют по коэффициенту трения.

Для регистрации коэффициента трения используют тензоусилитель 8АНЧ-7М и потенциометр ЭПР-0.9МЗ. Коэффициент трения равен 0,065-0,070.

П р и м е р 2. Две шестерни шероховатостью Rz 10 мкм (ГОСТ 2.309-73) из стали 18ХГТ и бронзовый подшипник (БРОЦС 5-5- 5) подключают на катод, а анодом служат изолированные от пары трения медные трубки, которые устанавливают в зону высокого и низкого давлений. В качестве смазочной среды используют углеводородное смазочное масло М10Г. В масло вводят медь в связанном состоянии 4 мас.% и абразивные дисперсные частицы размером до 10 мкм.

Режим обработки: плотность тока 300- 400 А/дм2, напряжение 1-3 В, частота вращения 1500 об/мин, температура 60°С, время 100-120°С.

Коэффициент трения составляет 0,075- 0,08.

Использование предлагаемого способа для повышения износостойкости пар трения обеспечивает по сравнению с известными способами уменьшение интенсивности изнашивания трущихся поверхностей деталей в 2-4 раза, благодаря чему увеличивает

ся срок службы последних, при этом пред-талла присадки и изолированных от пары

варительной чистовой обработки трущих-трения при подаче на них положительного,

ся поверхностей не требуется, что можета на пару трения отрицательного потенциапривести к упрощению всего технологиче-ла, отличающийся тем, что, с целью

ского процесса их обработки.5 повышения износостойкости, в смазку с меФормула изобретенияталлосодержащими присадками дополниСпособ обработки пар трения, включа-тельно вводят абразивные частицы

ющий формирование покрытия за счет под-дисперсностью менее 10 мкм, формироваачи в зону трения смазки сние покрытия осуществляют при нагрузке,

металлосодержащими присадками при на-10 скорости и температуре, равными эксплуаличии вставок-анодов, выполненных из ме-тационным.

Изобретение относится к нанесению износостойких покрытий на пары трения и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является повышение износостойкости. К поверхности пары трения, подключенной на катод, подводят изолированные от пары трения металлические анодные вставки. В зону трения подают смазку с металлосодержащими присадками и абразивными частицами дисперсностью до 10 мкм, причем металл вставки является одноименным с металлом присадки. В процессе осаждения создают нагрузку, скорость и температуру, равные эксплуатационным. При этом поверхность трения не требует предварительной чистовой механической обработки. Наличие в смазке дисперсных частиц определенного размера обуславливает заполнение шероховатостей поверхности и повышает в 2 - 4 раза ее износостойкость.