Способ изготовления биметаллического подшипника скольжения Советский патент 1993 года по МПК B22D19/08 

Изобретение относится к машиностроению, а именно изготовлению подшипников скольжения, предназначенных для эксплуатации в высоконагруженных узлах трения, в условиях ограниченной смазки, воздействия высокой температуры, абразивной и агрессивной среды и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, например, для изготовления подшипников скольжения валов прокатных станов и другого оборудования металлургических предприятий.

Целью изобретения является повышение качества соединения наплавляемого материала с основой подшипника, улучшения антифрикционных свойств и упрощение технологии изготовления.

На фиг,1 изображено устройство формы с шариковым клапаном; на фиг. 2- биметаллический подшипник-втулка; на фиг.Зи ( - биметаллический подшипник- вкладыш рольганга и заготовка для его изготовления.

Форма (см. фиг.1) состоит из наружной трубы 1, внутренней трубы 2, полости 3, крышки Ц, отверстия 5 ф 2-3 мм, шарика 6, шайбы 7, заглушки внутренней трубы 8, сварного шва, соединяющего наружную и внутреннюю трубу 9. Париковый клапан обеспечивает автоматическую герметизацию и разгерметизацию полости формы. При нагреве в полости формы 3, зг, счет происходящих реакций образуются газы,

СО

ю го со VI

CJ

см

а также расширяется имевшийся там воздух.

Возникающим за счет этого давле-. нием шарик б приподнимается и откры- вает отверстие 5 в крышке через которое газы выходят из полости и давление снижается. При уменьшении давления до окружающего форму, Шарик прижимается к отверстию и закрывает проход воздуха R полость формы, что исключает возможность окисления полости и находящегося в ней наполнителя .

Осуществление способа изготовления биметаллического подшипника скольжения приведено в примерах 1, 2.

Пример I. Для изготовления биметаллического подшипника-втулки, изображенной на фиг.2 и состоящей

из стальной основы 1 и антифрикционного слоя 2 изготовили форму, изображенную на фиг.1. Для этого собрали форму из внешней трубы 1 ф ,5 мм и внутренней трубы 2 ,5 мм. Длину труб взяли из расчета 10-ти- кратной длины втулки плюс припуски на разрезку и подрезку торцев, итого 700 мм.

Наружную трубу взяли на 200 мм длиннее для размещения в ней матричного сплава. Зазор между трубами заварили с одного торца вакуум-плотным швом 9, затем на дно полости 3 положили флюсы 10 5 см3 фтористого аммо- ния и 5 см1 фторбората аммония NH4BF4. Взяли графит кристаллический в количестве 20% объема полости, т.е. 100 см3, смешали его с тонкодисперсным порошком Бр.ОЦС-5 5 5, взятым в количестве 50 см3 и смешали со стальной грайитизированной дробью 0,5мм взятой в количестве 70% от объема полости, т.е. 350 см3. Полученную смесь 11 засыпали в полость 3. Верх- ний зазор полости заварили обычным ивом 12 с оставлением в нем не заваренных целей для прохода бронзы. В верхнюю часть полости поместили литник 13 бронзы ОЦС 5-5-5 весом 2500 г. После чего форму закрыли крышкой k с шариковым клапаном, 6 диаметром 5 мм и обварили вакуумплотным швом Подготовленные заготовки в количестве 100 штук поместили в нагреватель- ную печь о строго вертикальном положении, нагрели до температуры 1150 С со скоростью 100°С/час, произвели вы- при этой температуре из расчета 1 пин нэ 1 ми длины формы: Т.

ZOO 1-.п

Vn 70 мин. При этом жидкая

бронза перетекала из верхней части полости формы в нижнюю, смачивала поверхность полости, шарики дроби и обволакивала кристаллы графита. После охла здения с печью до 600°С, остальное на воздухе, заготовки подвергли механической обработке. С одной садк получили 1000 штук подшипников-втуло скольжения. Соединение матричного сплава со стальной основой и с шариками дроби наполнителя было хорошее. Втулки подвергли закалке до твердости дроби наполнителя HRC 60, запрессовали в ролики цепей разливочных машин доменного цеха и установили для эксплуатации. Срок службы их повысился по сравнению с роликами из стали 110ПЗЛ в 2 раза.

Пример II. Для изготовления биметаллического подшипника-вкладыша ролика рольганга перед нагревательными печами прокатных станов, изображенного на фиг.З, состоящего из стальной основы 1 и антифрикционного слоя 2 изготовили заготовку, изображенную на фиг.А. Так как для изготовления формы, приведенной в примере 1 для данного подшипника стандартные цилиндрические трубы не имеют соответствующих размеров ее изготовили путем сплющивания под молотом в нагретом виде через шаблон-прокладку цилиндрической трубы ф ,5 мм. При этом получили трубу, состоящую из плоской части 1 сечением 3,5 м (ширина 80 мм, высота мм, толщина стенки 3,5 мм), длиной м и цилиндрической части 2 длиной 150 мм. Плоский торец трубы заварили вакуумплотным швом 3, затем нижнюю полость заполнили флюсами Ц и смесью 5 наполнителя с твердой смазкой и тонкодисперсным порошком матричного сплава также, как и в примере 1. После этого цилиндрическую часть формы 2 нагрели в месте перехода к плоской части и изогнули под углом 105-110° к ней, заломили в нее литник 6 бронзы ОЦН-10-2-1,5 весом 2000 г из расчета: объем матричного сплава равен 0,5 объема полости формы, заполненной наполнителем и твердой смазкой. Форму закрыли крышкой 7 с шариковым клапаном 8 и оОпарили вакуумплотным швом 9. Зопотопки поместили в нагревательную печь на подло- не 10 с наклоном к горизонтальной плоскости под углом 10-15°. Вертикальная установка заготовок, в данном случае, не допустима, так как при толщине стенки трубы 3,5 мм их разведут весом бронзы. После нагрева до температуры 1150°С, выдержке 1-го часа и охлаждении с печью до 600 С, остальное на воздухе, заготовки разрезали на ножницах на равные части. Полученные биметаллические пластины нагрели до температуры 850 С и изогнули в штампе на требуемый радиус. Разрушений пластин не было. Пластины установили в корпус подшипника, сварили с ним дуговой сваркой и расточили в заданный размер. Соединение матричного сплава со стальной основой и с наполнителем было хорошее. Подшипники подвергли закалке до твердости наполнителя HRC Ь 60. Срок службы таких подшипников, установленных на роликах рольгангов перед нагревательными печами стана 2GOO вместо подшипников качения повысился в 2-3 раза и составил более 7-ми месяцев.

Использование предлагаемого способа изготовления биметаллического подшипника скольжения обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества:

- возможность изготовления подшипника с более высоким качеством соеди223736

нения матричного сплава со стальной основой и наполнителем, что позволяет повысить надежность и долгооеч- ность тяжелонагруженных подшипников,

D

Формула изобретения

Способ изготовления биметаллического подшипника скольжения, включающий подготовку стальной основы подшипника, нагрев, наплавку ее антифрикционным материалом с использованием флюса, выдержку и охлаждение,

отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединения наплавляемого материала с основой подшипника, улучшения антифрикционных свойств и упрощения технологии

изготовления, наплавку осуществляют в герметичной форме, внешнюю сторону которой образует стальная основа подшипника, антифрикционный материал , используют в виде смеси тонкодисперсного порошка матричного сплава, стальной графитизированной дроби и графита кристаллического, нагрев этой смеси, выдержку и охлаждение ведут в герметичной форме, при этом нагрев

герметичной формы вместе с наплавляемым материалом ведут до температуры на 100-150°С выше температуры плавления матричного сплава, а выдержку осуществляют в пределах 0,5-2 мин на

каждые 10 мм длины герметичной формы. I

Использование: в машиностроении, а именно при изготовлении подшипников скольжения, предназначенных для эксплуатации в высоконагруженных узлах трения, в условиях ограниченной смазки, воздействия высокой температуры, абразивной и агрессивной среды. Сущность изобретения: стальную основу подшипника выполняют в виде Формы, снабженной устройством для герметизации, вводят в нее наплавляемый материал в виде матричного сплава, графита кристаллического, стальной графитизированной дроби, их нагрев, выдержку и охлаждение ведут в герметичной Форме, причем нагревают до температуры на 100-150°С выше температуры плавления матричного сплава, а выдержку осуществляют в пределах 0,5-2 мин на 10 мм длины формы, k ил. (Л С

Фиг. 2

00