Способ обработки изделий из пористыхМАТЕРиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК F16C33/00 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

1

Изобретение относится к способам антифрикционной обработки керамических деталей, используемых в узлах трения.

Известен способ обработки изделий из пористых материалов, например керамических, путем насыщения их пор антифрикционным материгшом, например политетрафторэтиленом 1.

Согласно этому способу суспензию политетрафторэтилена прогоняют под избыточным давлением через поры керс1мического материала. При этом происходит заполнение пор частицами политетрафторэтилена, в результате чего улучшаются фрикционные характеристики материала.

Указанный способ применим только в том случае, когда размеры пор керамики намного больше размера частиц политетрафторэтилена, содержащихся в суспензии (размер частиц порошка Ф-4-Д в. суспензии политетрафторэтилена находится в пределах от 0,1 до 2 мкм (ОСТ 95.419-7. Смазки УПИ, КС6 КСТ, 5А, жидкости Б-1,

М-1) . .

КрЪме того, засорение пор технологическими примесями, сорбированными веществами и мелкими.частичками

политетрафторэтилена препятствует глубокому и полному насыщению смазочным материалом поверхностного слоя, . Недостатком этого способа является также ухудшение чистоты поверхности и увеличение габаритов обрабатываемых изделий в том случае, когда величина выступающих из пор частичек фторопласта превышает среднюю высоту микроРнеровностей поверхности кергшики, что ухудаяает условия работы изделий в узлах трения.;

Целью изобретения является улучшение антифрикционных свойств мелко5пористых материалов (увеличение износостойкости и снижение коэффициента трения поверхности) без изменения геометрических размеров изделий путем предварительной очистки пор

0 от примесей и полимеризации мономера антифрикционного матери ала в процессе заполнения им пор.

Поставленная цель достигается тем, что перед насыщением изделия

5 помещают в вакуумную камеру, об|спечиаая в этой камере давление 10 10 мм рт. ст., подвергают воздействию тлеющего электрического разряда при непрерывном обеспечении упомянутого диапазона давлений в камере. а насыщение производят путем заполнения камеры парами мономера сма зочнсго вещества, например фторированными непредельными углеводородам при непрерывном воздействии тлеющег электрического разряда с одновременным поддержанием в камере парциального давления паров мономера от 1 до 100 мм рт.ст. Обработка изделий из пористого териала тлеющим электрическим разр дом в вакууме при непрерывной отка ке камеры способствует интенсивной очистке пор от примесей, а последующая обработка в парах мономера смазочного вещества обеспечивает его полное и глубокое проникновени в поры материала и полимеризацию мономера в сорбированном слое под действием тлеющего разряда, при этом образующиеся на поверхности мо номолекулярные пленки пдлимера не увеличивают габариты изделий, поскольку их толщина несоизмеримо меньше высоты Микронеровностей шлифовальной поверхности. Промывка изделий после извлечения-из вакуум ной камеры обеспечивает очистку поверхности от продуктов неполной полимеризации мономера. Согласно изобретению используют изделия из керамических материалов марки , ХС-22. С целью получен специфических свойств в качестве мономеров антифрикционных материало применяют тетрафторэтилен, фторпропилен, фторкеросины и т.п. Пример. В сооргветствии с предлагаемым способом проводят обр ботку образцов из керамических материалов марки К-95 и ХС-22, пористостью 5-10%, с размером пор от 0,05 до 0,5 мкм, обработанных по 14 классу чистоты (средняя высота микронеровностей 0,05 мкм). Изделия из керамики в виде коле с наружным диаметром 20 мм, внутренним диаметром 10 мм и толщиной 3 мм помещают в герметичную камеру (объемом 3 л) лабораторной вакуумн установки. Камеру откачивают до да г1-й 1 п-Ь „ рт. ст. ления 10 мм рт.ст. Указанный диапазон соответствует верхнему пределу давлений, достигаемому с помощью обычных форвакуумных насос и давлению насыщенных паров большинства загрязнений, что обеспечивает их десорбцию с поверхности ма риала. Далее без отключения средст откачки в камере возбуждают тлеющий разряд путем подачи на электроды напряжения 600-800 В с частотой 50 Гц. Давление в камере увеличива ется (это связано с десорбцией загрязнений) , а 3aTeN: по мере очис поверхности постепенно вновь уменьша,ется и достигает вышеназван ного диапазона давлений (обычно через 15-60 мин в зависимости от скорости откачки вакуумного насоса), Затем камеру заполняют парами мономера фторированного непредельного углеводорода, например тетрафторэтилена. Парциальное давление паров в камере поддерживают в пределах от 1 до 100 мм рт.ст. Верхний предел этого диапазона ограничен возможностями поддержания тлеющего разряда в условиях относительно высокого давления, при давлениях ниже 1 мм рт.ст, время обработки возрастает в 5-10 раз, что делает процесс неприемлимым для промышленного использования (обычно время проведения этой стадии обработки 60-90 мин). Затем образцы извлекают из вакуумной камеры, промывают йзопропиловым спиртом и сушат. Фрикционные характеристики обработанных образцов керамики - износостойкость и коэффициент трения поверхности определяют известным способом путем испытаний на стадийной машине трения и проведения весовых замеров -износа. В результате испытаний установлено, что предлагаемый способ обработки керамических материалов позволяет в 2-5 раз увеличить их износостойкость и в 1,5-2 раза снизить начальный коэффициент трения их поверхности без изменения других поверхностных и геометрических характеристик, .что значительно увеличивает работоспособность узлов трения из этих материалов. Формула изобретения Способ обработки изделий из пористых материалов, преимущественно керамических,.путем насыщения их пор а нтифрикционным материалом, о тличающийся тем, что, с целью улучшения антифрикционных свойств мелкопористых материалов без изменения геометрических характеристик изделий, перед насыщением изделия помещают в вакуумную камеру, обеспечивая в этой камере давление 10 10 мм рт.ст,, подвергают воздействию тлеющего электрического разряда при непрерывном обеспечении упомянутого диапазона давлений вкамере, а насыщение производят путем заполнения камеры парами мономера смазочного вещества, например фторированными непредельными углеводородами, при непрерыв.ном воздействии тлеющего электри58364076

ческого разряда с одновременным под-Источники информации,

держанием в камере парциальногогфинятые во внимание при экспертизе давления паров мономера от 1 до1, Авторское свидетельство СССР

100 мм рт.ст. 158823, кл. С 04 В 41/00, I960.