Способ химико-термической обработки стальных изделий Советский патент 1993 года по МПК C23C8/34 F16C33/12 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к химико-термической обработке стальных изделий, металлов и сплавов, и может быть использовано в судовом машиностроении и судоремонте для повышения антифрикционных свойств вкладышей подшипников скольжения.

Цель изобретения - повышение пластичности и триботехнических свойств вкладышей подшипников.

Цель достигается тем, что в способе химико-термической обработки стальных изделий, преимущественно вкладышей подшипников скольжения, включающем насыщение поверхности S,C,N, перед насыщением на стальную основу наносят слой из сплава меди газотермичёским напылением в воздушной плазме, а насыщение ведут путем газового сульфоцианирования в атмосфере продуктов пиролиза тиомочевины и мочевины взятых в соотношении (0,02- 0,06):(0,9-1,1). В результате такой обработки происходит образование сульфидов железа и меди, которые повышают пластичность покрытия за счет армирования структуры и

повышают прочность сцепления со стальной основой за счет образования переходной зоны, насыщенной сульфидами железа между стальной основой и бронзовым покрытием.

Кроме того, в алюминиевой бронзе образуются мелкодисперсные включения окиси алюминия за счет диффузии кислорода из газовой среды, что приводит к увеличению износостойкости покрытия при сохранении высоких триботехнических свойств.

Важным является соотношение компонентов, из которых образуется газовая фаза. При увеличении содержания тиомочевины выше 0,06 мас.% процесс сульфидирования идет интенсивно, при этом количество образующихся сульфидов в покрытии превышает оптимальное и его механическая прочность резко снижается, покрытие охрупчивается, т.к. по границам зерен образуется сплошная сульфидная сетка. При снижении содержания тиомочевины менее 0,02 мас.% процесс увеличивается во времени до нескольких часов, что является экологически нецелесообразным.

ел

00

со

Для изготовления вкладышей подшипников производится газотермическое напыление бронзового антифрикционного слоя, который затем подвергается газовому суль- фоцианированию. Напыление осуществляется на установке с воздушной плазмой АПР-404 ПР13-3, а газовое сульфоцианиро- вание в специальных печах.

Полученные покрытия подвергают испытанию на прочность сцепления по усилию скалывания, определяют нагрузку схватывания, коэффициенттрения на машине СМЦ-2. На образцах производили отделение покрытия от основы и измеряли угол загиба до образования трещин. .

В таблице приведены основные свойства покрытий, полученных по предлагаемому способу.

Для реализации способа не требуется разработки нового технологического оборудования или применения новых дефицитных материалов.

Применение предлагаемого способа позволит существенно повысить моторесурс оборудования, где применяются подшипники скольжения.

Из-за сложности расчета экономического эффекта по каждой детали, а также широкой номенклатуры изделий, в качестве примера приводит расчет экономического эффекта от изготовления подшипников скольжения шатунов кузнечно-прессового оборудования.

Экономический эффект образуется за счет снижения трудоемкости изготовления, уменьшения брака с 50 до 3%, снижения трудоемкости механообработки на 50-70% и увеличения межремонтного периода при эксплуатации на 20-40%.

Формула изобретения Способ химико-термической обработки стальных изделий, преимущественно вкладышей подшипников скольжения, включающий насыщение поверхности S,C,N, о т л и- ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения пластичности и триботехнических свойств вкладышей подшипников, перед насыщением на стальную основу наносят слой из сплава меди газотермическим напылением в воздушной плазме, а насыщение ведут путем газового сульфоцианировзния в атмосфере продуктов пиролиза тиомочевины и мочевины, взятых в соотношении (0,02- 0,06):(0,9-0,1).

Продолжение таблицы

Сущность изобретения состоит в том, что на стальную основу подшипника скольжения газотермическим напылением в воздушной плазме наносят слой из сплава меди и затем проводят газовое сульфоциэнирова- ние в атмосфере продуктов пиролиза тиомо- чевины и. мочевины, взятых в соотношении (0,02-0,06):(0,9-0,1). Обработка вкладышей подшипников скольжения по предлагаемому способу позволяет повысить их пластичность и триботехнические свойства. 1 табл.

Основы для написания ст.10