Способ обработки поверхности трения

 

Использование: восстановление изношенных деталей В зону трения, которая заполнена электролитом, помещают электрически изолированные электропроводные вставки и к одной из деталей пары трения и вставки подводят напряжение, при этом применяют электролит в виде раствора жидкого стекла в водном растворе не менее , чем одной соли металла. Напряжение может быть подведено одновременно к обеим деталям пары трения. 1 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нительно малых размеров, например в измерительных приборах, часовых кри" вошипно-шатунных, цилиндро-поршневых и других колебательных и реверсивных механизмов и сопряжений, а также в парах трения, где весьма недостаточная или вообще отсутствует смазка, например, при .рабочей температуре деталей выше температуры вспышки сма- 4 зочного масла или при контактировании ©Р поверхностей трения деталей с обраба- К) тываемым,материалом, например, поч-, фф вой, рудой, углем, зерном, цементом, ф пищевыми продуктами, нитками, тканя- Я ми, .резиной, деревом, полимерными материалами, удобрениями и т.п.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей, обеспече- .В ние одновременной обработки пары трения путем использования для нанесения износостойких покрытий и исключения финишной обработки деталей и обеспечение одновременной обработки двух деталей.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4766229/27

° ° (22) 11. 12 ° 89 (46) 07. 05.92. Бюл. Ю 17 (71) Украинская сельскохозяйственная а кадемия (72) И.А.Кравец (53) 621.89.(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 687374, кл. G 01 N 3/56, 1978. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ

ТРЕНИЯ (57) Использование: восстановление

Изобретение от носится к машиностроению, в частности к изготовлению новых и восстановлению изношенных деталей машин, а также к испытанию материалов при трении.

Известен способ повышения износостойкости пар трения, заключающийся в том, что в зону трения помещают электрически изолированные от пары вставки, выполненные из металла, соответствующего присадкам в масло, а к рабочим поверхностям пар трения и вставкам; подводят напряжение так, .что поверхности служат катодом, а вставки - анодом.

Однако предусмотренные известным способом дополнительные устройства в узле трения в виде электроизолированных вставок усложняют, а сле-. довательно., удорожают производство, техническое обслуживание, ремонт.и эксплуатацию машин. Применение таких .устройств весьма ограничено или вообще неприемлемо в узлах трения срав„„SU„„1732232 А 1

2 изношенных деталей. В зону трения, которая заполнена электролитом, помещают электрически изолированные электропроводные вставки и,к одной из деталей пары трения и вставки подводят напряжение, при этом применяют электролит в виде раствора жидкого стекла в водном растворе не менее, чем одной соли металла. Напряжение может быть подведено одновременно к обеим деталям пары трения.

1 з.п. ф-лы. з

1732232 4

Эта цель достигается тем, что при- работу равнозначно обработанных обеменяют электролит в виде смеси жидко- их трущихся поверхностей; а следоваго стекла и водного раствора, по тельно, обладающих аналогичными свой-меньшей мере одной соли металла, и

5 ствами, и тем самым исключают необнапряжение подводят к обеим деталям ходимость применения в подшипникопары трения, вых узлах трения скольжение антифрик6ущность способа заключается в ционных традиционных подшипниковых следующем. материалов и их неСущих конструкций

B сравнении с традиционными алек- 1О в виде вкладышей, втулок и т.п. Спотрохимическими металлопокрытиями три- соб исключает электроизолированные боэлектрохимические, т .е. электро- от деталей узла трения анодные вставхимические металлопокрытия при тре- ки, повышает производительность трунии позволяют повысить твердость осаж- да и качество выполненной работы, даемых материалов в сравнении с их 15 так как трибоэлектрохимические меисходным состоянием 2,6-3,0 раза и таллокерамические армированные обоувеличить плотность тока более чем на лочковые покрытия поверхностей трепорядок.. ния деталей осуществляют на типовых

Жидкое стекло является ионообразу- металлообрабатывающих станках и техющей рабочей средой, которая обладает 2О нологическом оборудовании. смазочными свойствами и содержит в В результате заполнения впадин своем составе осаждающиеся на поверх- до уровня выступов шероховатостей ностях трения обрабатываемых деталей поверхностей трения металлокерамичес" совместно с материалами растворимых ким материалом получают высокоизнорабочих инструментов-анодов металло- 25 состойкое оболочковое, покрытие обкерамикуобразующий, содержащийся в рабатываемых деталей . жидком стекле, компонент кремний, а Трибоэлектрохимическая технология нивелируемые выступы шероховатостей (осуществление электрохимических являются арматурой металлокерамичес- процессов при трении) иа простейшем ких покрытий поверхностей трения об- О металлообрабатывающем технологичес-рабать ваемых деталей. Упрощение тех- ком оборудовании с добавками в жиднологии изготовления новых и восста- кое стекло водных растворов и необхоновления изношенных деталей достига- димых металлов позволяют получить вы" ют в результате сокращения количества сокоизносостойкие металлокерамичесили полного исключения финишных меха- кие армированные оболочковые покрытий нических доводочных операций обработ- поверхностей трения обрабатываемых

3S ки поверхностей трения, упрочняющих деталей, которые в своем составе сотехнологии .полнообъемными легирован- держат металлические компоненты наными поверхностными закалками, диф- ходящихся в жидком стекле и раство фузионными насыщениями поверхност" 4О римых рабочих инструментов-анодов, ных слоев, если их производят с целью например, медь, цинк, олово и т.п. повышения износостойкости конструк-, для антифрикционных, или титан, моционных материалов, значительного либден, железо, хром, никель и т.п. сокращения или полного исключения для фрикционных металлокерамических приработки пар трения и обкатки ма" 45 покрытий. шин, так как трибоэлектрохимические: Способ осуществляют следующим обармированные металлокерамические ..разом. покрытия поверхностей трения осуще- Обрабатываемую деталь устанавлиствляют на скоростных, нагрузочных вают и закрепляют на металлообраба" и других режимах работы деталей в 5О тывающем станке так же, как и при машинах не ниже максимальных эксплу- традиционных способах обработки. атационных значений. Упрощения кон- Растворимые металлические рабочие струкций подшипниковых узлов трения инструменты-аноды устанавливают вмескольжения, а следовательно, и ма-., сто типовых рабочих инструментов с шин в целом является результатом вы- обязателЬной электроизоляцией от

55 сокой износостойкости трибоэлектро-. места крепления. Растворимые рабочие химическйх армированных металлокера- металлические. инструменты-аноды измических покрытий поверхностей тре", готавливают в соответствии с испольния деталей, обеспечивают при этом зуемым станкооборудрванием в виде стными традиционными способами механической обработки деталей и на несколько порядков меньше времени диффузионных упрочняющих технологий, приработок, .и обкаток. А, учитывая, что разработанный способ исключает все перечисленные технологические приемы и операции вместе взятые, вполне естественен выигрыш во времени, еще более высомый.

Результаты практического осуществления способа.

Износостойкость трибоэлектрохимических металлокерамических армированных оболочковых покрытий более чем на порядок выше износостойкости поверхностей трения деталей.,обработанных традиционными способами, например, у деталей гидронасосов типа НШ в 12-15 раз. Детали пары трения стержень клапан — направляющая втулка системы газораспределения двигателя внутреннего сгорания легкового автомобиля за время пробега 65-75 тыс. километров изнашиваются соответственно на 4-5 и 35-65 мкм. После обработки поверхностей трения аналогичных деталей трибоэлектрохимически« ми металлокерамическими армированными покрытиями за такой же промежуток времени износ этихдеталей составляет соответственно l 2 и 4-6 мкм. Температура тарелки клапана достигает 700 С, а стержня 380"4000С. При этом оптимальное количество кремния в осажденных таким образом на поверхности трения трибоэлектрохимических металлокерамических армированных оболочковых покрытиях находится в пределах

0,085-50,03. Наиболее иэносостойкие поверхности трения получаются при содержании в покрытии 1,5-50,53 кремния. Если кремния больше 50,0В, в покрытии начинают появля ься субмик» ротрещины, имеют место локальные выкрашивания. Отдельные включения в осажденном слое содержат более 504 кремния.

Добавки в жидкое стекло в виде присадок, как в раствор электролита, водных растворов солей необходимых металлов обеспечивают более управляемый процесс модификации трибоэлектрохимических металлокерамических армированных оболочковых покрытий в зависимости от целей и .поставленных задач.

1 732?3 резца, фреэы, круга, плиты,жимков и т.п. В качестве рабочей среды применяют жидкое стекло. С целью расширения диапазона легирования и получения высокоизносостойких с заданными свойствами (например, тепло, коррозионостойких и. т .и.) трибоэлектрохимических металлокерамических армированных оболочковых покрытий поверх" 10 ностей трения деталей в жидкое стекло добавляют водные растворы солей необходимых. металлов.

Неконтактируемые между собой обра. батываемую деталь и(или) растворимый металлический инструмент-анод приводят в движение. Плавно подводят к обрабатываемой поверхности трения.детали металлический рабочий растворимый инструмент-анод и одновременно в контакт взаимодействия деталь-инструмент подают жидкое стекло или какую-либо другую рабочую среду, подготовленную для этих целей на основе жидкого стекла. После. подачи рабочей среды как раствора электролита обрабатываемую деталь .и рабочий инструмент включают в цепь постоянного электрического тока так, чтобы деталь . была катодом (минус), а инструмент Ç0 анодом (плюс).

Режим осуществления трибоэлектрохимических металлокерамических армированных оболочковых покрытий поверхностей трения деталей определяют,исходя из следующих условий. Скорость трения и удельное давление в разде. ленном тонкой пленкой жидкого стекла контакте -растворимого инструментаанода и обрабатываемой детали должны 40 быть не ниже максимальных эксплуатационных значений величин этих параметров. Это позволяет подготовить поверхности трения обрабатываемых деталей к несению эксплуатационных 45 нагрузок, т.е. к работе в эксплуатационном режиме без длительной приработки пар трения и обкатки машин.

При этом напряжение в электрической цепи составляет. до 2 В, а плотность тока до 10 А/мм2, что достаточно хорошо согласуется1с практическими дан.-. ными. Время обработки 1 дм2 площади трения детали составляет 3-45 с.

Такая скорость обработки поверхностей трения трибоэлектрохимическими металлокерамическими армированными .оболочковыми покрытиями во мйого раэ меньше скорости обработки извеСоставитель И.Кравец

Техред Д.одийиык

Редактор О.Головач!

Корректор И. Самборская

Заказ 1578 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент"., г.ужгород, ул. Гагарина, 101.7 17

Обработка обеих трущихся поверхностей пары трения трибоэлектрохимическими металлокерамическими армированными оболочковыми покрытиями обеспечивает повышение износостойкости пары трения в сравнении с об-работкой одной детали, как правило обладающей большей фрикционностью, на 25-404.

Значительное упрощение и сокращение технологических операций при изготовлении новых и восстановлении изношенных деталей, резкое сокраще" ние времени на обработку деталей и повышения иэносостойкости пар трения позволяют обеспечить получение очевидных положительных экономических . результатов.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

l Способ обработки поверхности трения, заключающийся в том, что в

32232 8 зону трения, заполненную электролитом, помещают электрически изолированные от пары трения электропроводные вставки, а по меньшей мере к .. одной из деталей пары и вставки подводят напряжение, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем

1О использования для нанесения износостойких покрытий и исключения финишной обработки, применяют электролит в виде смеси жидкого стекла и водного раствора по меньшей мере одной

15 соли металла.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обеспечения одновременной обработки двух

20 деталей, напряжения подводят к обеим деталям пары трения.