Способ комбинированной обработки деталей узлов трения

 

СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЖЙ УЗЛОВ ТРЕНИЯ, включающий силицирование и последующее насьщение антифрикционным материалом , отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и повышения эксплуатационной стойкости , после силицирования производят изотермическую закалку, в процессе которой производят насыщение антифрикционтгым материалом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

В

РЕСПУБЛИК

„SU„„1082840

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . Н APTOPCMOMV СВВВТНЪСТВТ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛЙРЫТЮ (21) 2864587/22-02 (22) 07.01.80 (46) 30.03.84.Бюл.к 12 (72) 3 ° С. Бройде, И.В. Крагельский, В.И. Удовицкий и В.Ф.Маркин (7 1) Государственный институт. машино.ведения им. акад. А.А. Благонравова и Черновицкий ордена Трудового Красного Знамени государственный университет .(53) 621.785.5(088;8) (56) 1. Патент США @2199125, кл.148-6, 1940.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке @2364748/22-02, кл. С 23 С 9/04, 1976.

3аю С 21Р 1/72: С 23 С 17/00 (54)(57) СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ УЗЛОВ ТРЕНИЯ, включающий силицированне и последующее насыщение антифрикционным материалом, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и повышения эксплуатационной стойкости, после силицировання производят изотермическую закалку, в процессе которой производят насыщение антифрикционпым материалом.

1 10828

Изобретение относится к химикотермической обработке изделий иэ сплавов на основе железа, предназначается для деталей, работающих в условиях трения, в частности в 5 подшипниках скольжения, и может быть использовано различными предприятиями машиностроительного профиля и ремонтными службами заводов.

Известен способ создания антифрик- 10 ционного покрытия на железе и его сплавах, по которому обрабатывающую поверхность подвергают диффузионному силицированию, затем после протравливания кислотой или хлористым цинком залуживают и на луженую поверхность наносят слой антифрикционного металла Р1 3.

Недостатками указанного способа являются технологическая сложность, вследствие промежуточных операций, связанных с лужением, а также низкая несущая способность и прочность изделий, так как и результате операций, составляющих известный способ, происходит полный отжиг всего изделия.

Известен способ обработки деталей узлов трения, по которому поверхность деталей подвергают диффузионной металлиэации кремнием,. а затем — газовой цементации. Поверхностный слой, сформированный при диффузионном насыщении с применением кремния, имеет пористое строение и поэтому последующая цементация приводит к наполнению порис«35 той поверхности чистым углеродом. Такая поверхность хорошо адсорбирует .смазку и обладает улучшенными антифрикционными свойствами в режиме граничного трения Г23.

Недостатками известного способа являются большая длительность вторичной обработки и силицированных деталей, что значительно усложняет и удорожает технологию, а также отжиг и перегрев

1 45 сердцевины деталей, приводящие к снижению их механических характеристик.

Для исправления указанных дефектов необходимо последующее термическое улучшение еще более усложняющее про9

50 цесс обработки.

Цель изобретения — упрощение технологии и повышение эксплуатационной стойкости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу комбинированной обработки деталей узлов трения, включающему снлицирование и последующее насыщение антифрик40 2 ционным материалом, после силицирования производят изотермическую закалку, в процессе которой производят насыщение антифрикционным материалом.

Достаточно высокая теплопровод- ность расплава обеспечивает быстрое и равномерное охлаждение в интервале 650-400оС, когда аустенит наименее устойчив, приводя тем самым к бейнитным превращениям в подслойной зоне, обогащенной углеродом, вытесненным туда в процессе силицирования, и в сердцевине стали. Взаимодействуя с раскаленной пористой силицированной поверхностью, металл иэ расплава осаждается на ней как эа счет наполнения пор, так и в результате взаимодействия с силицированной поверхностью по диффуэионно-дислокацнонному механизму.

Пример 1. Производят обработку образцов иэ стали 45. После силицирования в активной смеси при

930оС на образцах получают силицированяый слой толщиной 0,4-0,45 мм с пористостью около 207. Образцы о подвергают закалке с 850 С в расплав баббита Б83, находящийся при 390 С (первая партия) и подверо гают газовой цементации в ретортной печи 3 ч (вторая партия). После

40 мин выдержки в баббите на поверхности образцов первой партии обнаруживают несплошной слой, состоящий из частиц баббита, прочносцепленных с поверхностью в местах выхода ча нее пор силицированного слоя.

Твердость, определенная на поперечном к поверхности шлифе, составит

34-36 НИС в сердцевине образца и

45-47 НИС в подслойной зоне.

Испытания образцов обеих партий осуществляют в условиях сухого трения и трения со смазкой в паре с контртелом из закаленной стали У8.

При обоих видах испытаний коэффициент трения на стадии приработки на закаленных образцах в 1,5-2 раза ниже, чем у цементированных, а весовой износ в 2,7-3 раза меньше.

Увеличение удельной нагрузки пока-зывает что задиры и схватывание k у образцов второй партии наступают при 6-7 NIIa, а у образцов первой партии — при !0-11 МПа.

П р и и е р 2. Производят обработку образцов призматической форСоставитель P. Клыкова

Редактор Н. Ковалева Техред Л.Мартяшова Корректор О. Билак

Заказ 1681/25 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 10828 мы из стали У8. Все образцы подвергают диффузионному хромосилицированию, в результате чего на них образуется слой пористостью 10-15Х, содержащий . у поверхности по данным спектрального анализа 14Х кремния и 7Х хрома.

Затем одну партию образцов подвергают газовой цементации, а вторую — закалке в сплав Вуда, находящийся при

120 С. Затем образцы подвергают испы- 10 о таниям на износ по схеме вращающийся диск — плоскость, предусмотренной

ГОСТ 23.204.78, при разгрузке 30 кгс без смазки. Цементированные образцы демонстрируют задир в начале испыта- 15 ния, а на закаленных в сплав Вуда определяют показатель интенсивности изнашивания 1,95х10

Пример 3. Производят обработку серого чугуна с феррито-перлит- 20 ной матрицей. В результате силицирования на образцах сформируется диффузионный слой толщиной более 1 мм с содержанием кремния у поверхности . 15Õ и с пластинами графита, увели- .25 ченными по сравнению с сердцевиной.

Часть образцов подвергают закалке в расплав свинца, находящийся при

340 С. Испытание на трение с возврато но-поступательным -движением образцовЗ0 по стали У8 со скоростью 0,05 м/с показывает, что весовой износ закаленных в свинец образцов в 6-8 раз .

40 меньше, чем у необработанных.

Предлагаемый способ позволяет производить обработку деталей различных форм и размеров с минимально возможным расходом антифрикционных металлов в зависимости от вида диаграммы распада аустенита сталей, из которых изготавливаются обрабатываемые изделия, закалка может производиться в сплавы, имеющие температуры плавления различные (легкоплавкие, начиная со сплава Вуда, типографские цинковые, баббиты и также специальные сплавы, образующие легкоплавкие звтектики).

По сравнению с известными методами, изобретение позволяет сочетать .высокие механические свойства деталей с простой и недорогостоящей технологией их обработки, что значительно расширяет диапазон возможного примейения антифрикционных металлических покрытий.

При использовании изобретения увеличивается ресурс работы узлов и машин в целом, сокращаются расходы на приработку деталей, а так-, же во многих случаях вследствие исключения дорогостоящих антифрикционных сплавов, которые могут быть заменены дешевыми конструкционными материалами.