Состав для нанесения покрытий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1203126

И114 С 23 С 26/00 у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,5-5

0,5-3

1-4

Остальное

Хлорид меди

Глюкоза

Окись кремния

Глицерин

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3550965/22-02 (22) 04.02.83 (46) 07.01.86. Бюл. 11 1 (71) Московский технологический институт Министерства бытового обслуживания населения РСФСР (72) А.К.Прокопенко, С.И.Голина, Д.Н.Гаркунов, Ю.С.Симаков, В.Ф.Иванов и Ф.Х.Бурумкулов (53) 621.793.12(088.8) (56) Гаркунов Д.Н. и др. Избирательный перенос в узлах трения. М.: Транспорт, 1969, с. 82-86.

Ж. Коррозия и защита от коррозии.

1974, В 8, реф. 8К 323 П. (54)(57) СОСТАВ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ, преимущественно натиранием, содержащий хлорид меди и глицерин, отличающийся тем, что, с целью улучшения антифрикционных ° свойств покрытий, он дополнительно содержит глюкозу и ркись кремния при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

l2

Изобретение относится к нанесению. антифрикционных покрытий натиранием и, в частности, к составам для нанесения покрытий, позволяющим получать покрытия с высокими антифрикционными свойствами.

Цель изобретения — улучшение антифрикционных свойств покрытий.

Предлагаемый состав содержит, мас.%:

0,5-5

0,5-3

1-4

Остальное

Выбор количественного содержания компонентов при этом обусловлен следующим. Выбор галогенида ниже 0,5% 1 не обеспечивает формирование антифрикционного покрытия требуемого качества из-за невозможности образования защитной пленки металла на обра= батываемой поверхности. Это связано с тем, что нанесение покрытия со провождается трением инструл1ента о деталь, что вызывает полное стирание 11овсрхностных слоев основного металла, Поэтому металла с содержаниел1 ниже 0,5% не хватает для подавления износа и для организации новой структуры в виде защитной металлической пленки.

Уменьшение галогенида металла ниже 0,5% также не позволяет обеспеХлорид меди

Глюкоза

Окись кремния

111нцернн

Металлическое антифрикционное покрытие образуется за счет восстановления содержащегося в рабочей среде галогенида наносимого металла— хлорида меди. В качестве восстановителя используют глюкозу, которая благодаря наличию в своем составе альдегидных групп ускоряет процесс осаждения металла. Этот процесс имеет место при механической активации обрабатываемой поверхности (фрикцнонной обработке), при небольших удел1>нюх нагрузках на инструмент.

При этом за счет повышения вязкости состава из-за введения мелкодисперспого порошкообразного наполнител» вЂ” окиси кремния, уменьшается расход веществ. Кроме того, на поверхности частиц окиси кремния всегда образуется кремниевая кислота, что благоприятно сказывается на процессе л1еднения и не требует, введения допол11ительной кислоты в начальный период обработки.

03126 чить получение поверхности с нужной толщиной пленки и исключает возможность регулирования толщины наносимого покрытия. Уменьшение износа основного материала может быть обесlÎ

A)5

56 печено снижением усилия прижатия трущегося инструмента к обрабатываемой детали, однако это ведет к значительному увеличению времени обработки и повышенному расходу рабочей среды, Содержание галогенида. металла выше 5% не только не улучшает качество наносимого покрытия, а за счет повышенного содержания ионов хлора в рабочей среде происходит коррозия обрабатываемой детали и произвольное осажденнс металла на необрабатываемых поверхностях,что ведет к ухуцшению антифрикционньтх . свойств покрытия. Произвол,ное осаждепие металла не обеспечивает нул;— ной структуры защитной пленки и приводит к обеднению металлом рабочей среды, Такж1 образом, повышение содержания галогенида металла выше

5% не обеспечивает необходимую технологичность процесса.

Содержание восстановителя глюкозы) ниже 0,5% не обеспечива» . Ac.р-мировапие защитной пленки металла на поверхности оорабатываемой де-тали, Содержание восстановителя более 3% не ускоряет процесса осаждения металла, а приводит к неоправданному расходу восстановителя, пе обеспечивающему дальнейшее улу гшение антифри1<цнонн1>1х свойств покрытия.

Наполнитель в составе присутст-=

Вует в количестве 1 — 4%.

Л качестВе напОлнителя используют Окись кремния, К01орая ВыпОлняет следующие функции, повышает

Вязкость рабочей среды; стимулирует процесс осаждения меди В начальный период обработки; выполняет роль абразива, В процесс= трения абразив способствует быстрому удалению окисной пленки с основного ме= талла, обнажению 1овенильных поверхHOCTGEI ЧТО ПРИВОДИТ К УСКОРЕНИЮ химических реакций Восстановления металла из рабочей среды на поверхность детали.

Содержание наполнителя в количестВе меньше 1% не обеспечивает активизацию процесса осаждения металла, TBK как не образуется достаточного количества кислоты. Кроме того, та"

1 203126 кое содержание наполнителя недостаточно для обеспечения нужной концентрации абразива в зоне трения. Содержание наполнителя в количестве более 4Х увеличивает вязкость рабочей среды и приводит к разделению ее на жидкие и твердые фазы и нарушению режима обработки поверхности.

В .соответствии с изобретением могут быть получены покрытия толщиной 1 — 25 мкм на изделиях различной конфигурации и назначения.

Нанесение металлического антифрикционного покрытия достаточной толщины производится при скоростях скольжения резинового ролика 1,5

5 м/с, Уменьшение скорости скольжения снижает производительность, уве5

15

П р и и е р 2. 5 мас.7. хлорида меди, 3 мас.7. глюкозы, 4 мас.Ж окиси меди, остальное глицерин, наносят на обезжиренную стальную цилиндрическую поверхность (ст.3), При скорости скольжения резинового ролика той же конфигурации, что и обрабатываемая поверхность, равной 5 м/с> и удельном давлении 15 кгс/см за

20 с происходит формирование сплошного медного покрытия толщиной

12 мкм, В табл.! приведены данные по толщине покрытий в зависимости от времени обработки в условиях примера 2, Для сравнения приведены данные для известного состава.

55 личение существенно не сказывается на толщине наносимого слоя металла, но увеличивает тепловьделение. Удельная нагрузка, обеспечивающая формирование медного покрытия при минимальном тепловьделении, находится в пределах 5-15 кгс/см .

Данные режимы позволяют получить работоспособные покрытия в течение нескольких секунд. При этом при одииаковом времени нанесения покрытия толщина его увеличивается с увеличением концентрации рабочих компонентов. Так, при минимальном содержании компонентов толщина покрытия за 20 с обработки получена равной 4 мкм, а при максимальном 20мкм.

Регулирование толщины возможно не только с изменением концентрации рабочих компонентов, но и изменением времени обработки, Так, для серого чугуна СЧ18-36 при 10-секундной обработке толщина покрытия равна 5мкм, а при 60 с 25 мкм.

Выбор толщины покрытия зависит от назначения и области применения обрабатьваемых деталей, Однако антифрикционные свойства не зависят от этой толщины.

Пример 1. 2,95 мас.7. хлорида меди, 1,25 мас.Е глюкозы, 1 5 мас.Е окиси кремния, остальное глицерин, наносят на обезжиренную. стальную цилиндрическую поверхность (ст.3). При скорости скольжения резинового ролика той же конфигурации, что и обрабатываемая поверхность, равной 2 75 м/с и удельном давлеЭ х нии 12,5 кгс/см за 20 с происходит формирование сплошного медного покрытия толщиной 1О мкм.

Испытания на трение и износ образцов из стали 45, выполненные в виде диска и контртела в виде трех пальцев с медным защитным покрытием толщиной 10 мкм, показывают следующие результаты.

При скорости скольжения 2 м/с и одноразовом нанесении масла М 1О Г на поверхности трения отмечается значительное сокращение времени г приработки трущихся материалов. Процесс трения образцов с нанесенным металлическим защитным покрытием выходит на установившийся режим работы через 3 мин, в то время как для обычных образцов это время составляет 7 мин. При этом коэффициент трения в установившемся режиме равен 0,027 и 0,04 соответственно.

После износа смазки из эоны трения (через 7 мин) во время испытания обычных образцов наблюдается резкое увеличение коэффициента трения до

0,09. При трении образцов с нанесенным металлическим покрытием пара остается работоспособной до

30 мин работы (коэффициент трения

0,05), В этом случае медное защитное покрытие, нанесенное фрикционным путем, выполняет роль твердой смазки °

Испытание образцов из чугуна СЧ

18-36 по схеме колодка — ролик при скорости скольжения 2 м/с и удельной нагрузке 50 кг/см показьвают, что

2 нанесение медного защитного покрытия фрикционным способом на вращающийся ролик позволяет сократить время приработки трущихся материалов в 8 pas.

Износные испытания образцов с нанесенными металлическими защитными

1203126

Толщина покрытия, мкм, состава

Обрабатннаемый материал известного за время, с предлагаемого за время, с

30 60

40 50 60

20 30

0,5 1

18 20

10 13

Ст. 3

Сталь 45 нормалиэован.

14 17

У8-А

Н С-61

l3.8 11

17 20 25

13 15

СЧ 18-36 5

Т а б л и ц а 2!

Приработочное покрытие на ролике

Время выхода на установившийся режим трения, ч

Коэффициент Температура трения колодки, С уммарный и ос образцо мкм

О, 063

0,053

09053

Медь 10 мкм

Медь 5 мкм

60

0,5

\ Ч

Составитель Л.Казакова

Техред M. Надь Корректор В. Синицкая

Редактор Н.Яцола

Заказ 8388/32 Тираж 899 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делай изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

Ф покрытиями на поверхностях деталей фрикционным способом показывают, что их износостойкость вьппе обычных деталей на 15-30%.

Результаты сравнительных испытаний материалов пары трения СЧ 18-36 (ролик) — СЧ 15-32 (колодка) по износостойкости при удельной нагрузке

75 кг/см и скорости 2 м/с. в тече- ll0 ние 2 ч (площадь трения колодки 4мм 1. диаметр ролика 13 мм) приведены в табл.2.

Как видно из приведенных данньж,, предлагаемый состав обеспечивает по лучение покрытий с высокими антифрикционными свойствами что позволяет использовать его для финишной безабразивной обработки сталей и чугунов с различной конфигурацией.

Таблица 1