Способ обработки деталей узлов трения Советский патент 1981 года по МПК C23C9/04 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ УЗЛОВ ТРЕНИЯ

Изобретение относится к обработке металлических изделий и может быть использовано в различных областях машиностроения для улучшения антифрикционных свойств деталей узлов трения. Известные способы химико-термической обработки деталей предполагают создание на их. поверхности кремнистых структур с включениями графита. Так, например, изделия из кремнистых сталей подвергают цементации, закалке и графитизирующему отжигуfl. Однако применение кремнистых сталей бграничено из-за трудности обработки и механических свойств. .Известен способ химико-термической обработки, согласно которому стальные детали сначала подвергают диффузионной обработке в твердой порощкообразной насыщающей среде, содержащей ферросилиций, окись алюминия, хлористый аммоний и древесный карбюризатор, а затем после насыщения проводят графитизирующий отжиг деталей при субкритических температурах 2. Недостатками этого способа являются ухудшение качества поверхности при обработке в порошковой среде за счет налипания частичек порошка на поверхности детали, что, как правило, требует дополнительной механической обработки и существенно ограничивает область применения этого способаj низкая концентрация и малая глубина графитсодержащего диффузионного слоя вследствие низкой активности порошкообразной насыщающей среды; неравномерность распределения кремния и углерода на поверхности детали из-за их взаимовытеснения при одновременном диффузионном насыщении, а также нали-: Чие графита на поверхности детали в виде шаровидных скоплений приводит к нарушению поверхностного микрорельефа в процессе эксплуатации вследствие выкрашивания графитовых включений или замазывания их ферритом, что также приводит к разрушению поверхности и ухудшению ее качества. Наиболее близким к предлагаемому является способ нанесения покрытий, который заключается в создании на поверхности изделия пористой структуры путем диффузионного силицирования с последующим наполнением пор графитом путем фрикционной обработки fs . При обработке по известному способу происходит захват отдельных частиц графита в крупные поры, что приводит к граничному режиму трения на начальной стадии, приработки и делий в режиме сухого трения за счет выкрашивания частиц в зазор, а также к снижению несущей способности поверхности и трудоемкости процесса.

Цель изобретения - повышение износостойкости и интенсификации процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки деталей узлов трения, заключающееся в диффузионном силлуировании и последующем нанесении углерода, нанесение углерода осуществляют путем газовой цементации деталей.

При обработке деталей по предлагаемому способу в процессе цементации Происходит гомогенизация силицированного слоя, а выходящие на поверхность детали поры заполняются графитом, так как углерод не диффундирует в кремнистую структуру.

В процессе изнашивания полученного комплексного покрытия происходит самовосстанавливание микрорельефа поверхности за счет равномерной по глубине пористой кремнистой структуры, наполненной графитом, что обеспечивает стабильность антифрикционных характеристик и высокую износостойкость детали;

Образцы из стали Ст 3 подвергаются диффузионному силицированию паро-сазовым способом с применением смеси, содержащей %: ферросилиция 80 и хлористого аммония 12, при 950°С в течение 3 ч, а затем их цементируют в течение 4 ч в ретортной печи. По данным микрорентгеноспектрального анализа концентрация кремния составляет 12-13% вблизи

поверхности образцов, толщина силицированного слоя 0,3-0,4 мм, пористость 33-37% при среднем размере пор 20-30 мкм и глубине до 200 мкм.

Износостойкость образцов определя ется по системе диск-колодка на машине МИ-1М, скорости скольжения 0,7 м/с с. определением весового износа образцов. Испытания проводятся при нагрузке 15 и 25 кгс/см при трении в масле Индустриальное -20. База испытаний для всех Образцов составляет 150 тыс. циклон.

При нагрузке 15 кгс/см весовой износ образцов первой и второй партий составляет соответственно 6,57,2 мг и 8,3-10,7 мг.

При нагрузке 25 кгс/см весовой износ по первой и второй партиям . составляет 6,9-7,4 мг и 11,3-15,1 мг

Формула изобретения

Способ обработки деталей узлов трения, заключающийся в диффузионном силицировании и последующем нанесении углерода, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью.повышения износостойкости и интенсификации процесса, нанесение углерода осуществляют путем газовой цементации деталей.. .

Источники информации, принятые во внимание При экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР 558969, кл. С.23 С 9/00, 1975.