Способ получения покрытий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) s С 23 С 26/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 i)i 53

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

"Ф

4 ° . . «у«

0

Q1 ,К)

1(д, «й

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4710034/26 (22) 03,05,89 (46) 30.09,92, Бюл, ¹ 36 (71) Производственное объединение "Уралмаш", Всесоюзный государственный научно-исследовательский и проектный институт асбестовой промышленности и

Уральский асбестовый горно-обогатительный комбинат им.50-летия СССР (72) В,А,Березин, С.АЧервяков, Н.А.Ковалев, 3.И.Фридкис, Г.А.Калюнов и В.С.Головин (56) Патент США ¹ 3875027, кл. 204-28, 1975.

Заявка Японии ¹ 59-1666, кл. С 23 С 1/04, 1984, Изобретение относится к способам получения поктрытий на изделиях„преимущественно на чугунных валах — эксцентриках, и может быть использовано также при изготовлении подшипников скольжения во всех отраслях машиностроения, например, производящих дробильное оборудование и др.

В качестве антифрикционного поверхностного слоя обычно наносится слой баббита, Поскольку вал-эксцентрик работает в условиях больших динамических нагрузок, вызываемых процессом дробления и инерционными силами, то необходимо обеспечить исключительно высокую прочность сцепления слоя бабита с металлической основой, Известен способ нанесения антифрикционного баббитового покрытия, при котором втулку вала-эксцентрика заливают баббитом. Для надежного сцепления баббитового слоя с основой во втулке выполнена...!Ы,, 1765257 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ. (57) Использование: нанесение покрытий на чугунные валы — эксцентрики конусной дробилки. Сущность изобретения: включает нанесение на чугунный вал — эксцентрик натиранием слоя меди, нагрев в окислительной атмосфере до 760-820 С и охлаждение до 300-400 С со скоростью 1-3 С/мин. После этого наносят слой полуды и баббита. 1 ил.,2 табл. система кольцевых и продольных пазов в форме ласточкина хвоста, Однако, такой способ требует больших затрат баббита и в то же время не обеспечивает прочного сцепления между баббитом и основой, особенно при изготовлении втулки из чугуна, когда слой баббита удерживается только за счет чисто механического действия пазов.

Известен также способ нанесения антифрикционного покрытия на вал-эксцентрик, при котором на втулку вначале наносят прокладку из меди и слой полуды, а на нее— слой баббита. Однако, такая прокладка не обеспечивает прочного сцепления слоя меди с основой, и не удается достаточно надежно закрепить и слой баббита.

Цель изобретения — повысить стойкость покрытия к износу.

Поставленная цель достигается тем, что подслой меди наносят на втулку натирани1765257

Наиболее целесообразен нагрев в пре- 3 делах 760-820 С.

В этих условиях на поверхности практически не остается чистой меди, то есть поверхность оказывается покрытой медно-железным диффузионным подслоем, 3

При последующем охлаждении со скоростью 3-5 С/ч происходит. распад цементита и перлита. Продуктами распада цементита (РезС) и перлита (эвтектоидная смесь феррита и цементита) являются фер- 4 рит и углерод отжига.

При этом на месте глобулей графита происходит образование медно-железного подслоя, обеспечивающего высокую прочность сцепления между чугуном и медью, 4

Если скорость охлаждения ниже 3 С/ч или выше 5 С/ч, то свободный феррит не успевает выделиться, и высокая прочность сцепления не достигается.

Охлаждение изделия до температуры 5 ниже 300-400 С нецелесообразно, т.е. затрудняется процесс лужения (температура плавления припоя 250-400 С), После охлаждения изделия до 300о

400 С на медный подслой, а точнее на 55 медно-железный подслой наносят подслой олова или припоя (полуды), затем на подслой олова наносят расплавленное с помощью газовых горелок баббитовое покрытие. ем, а перед нанесением слоя полуды и баббита нагревают втулку в окислительной атмосфере до 760-820 С, охлаждают втулку со скоростью 3-5 С/ч до 300-400 С.

Однако установлено, что получаемый при этом подслой меди, без дополнительной термической обработки держится непрочно и не может обеспечить достижение поставленной цели, Установлено, что при натирании поверхности чугунной втулки медью с применением достаточно высокого давления в очень тонком поверхностном подслое возникает высокая температура, приводящая к схватыванию между слоями чугуна и меди, причем образуется очень тонкий подслой диффузйи меди в чугун.

Сплошность медного подслоя нарушается, однако, включениями графита, Согласно изобретению втулку подвергают нагреву до 760-820 С в окислительной атмосфере.

При этом активизируется взаимная диффузия меди и железа, вследствие чего толщина диффузионного слоя значительно возрастает. Нагрев до температуры ниже?60 С не обеспечивает образование феррита, а слишком высокий нагрев, например до

900 С, приводит к окислению меди.

На чертеже изображен вал-эксцентрик конусной дробилки, изготовленный по предлагаемому способу.

Вал-эксцентрик состоит из втулки 1, от5 литой из высокопрочного чугуна, состоящего из металлической основы и глобулей графита.

На обработанную боковую поверхность втулки 1 наносят флюс следующего состава:

10 спирт изопропиловый 4, олеиновая кислота 1,2 ф, соляная кислота 3 /. остальное — глицерин. Устанавливают втулку на токарный станок. Медный пруток, зажатый в резцедержателе, подводят к боковой по15 верхности втулки 1 и перемещают вдоль нее с продольной подачей 0,15-0,2 мм/об, одновременно прижимая пруток с усилием, создающим на площадке контакта давление, обеспечивающее плотное сцеп20 ление меди.

При этом на втулке 1 образуется тонкий подслой меди 2, сравнительно хорошо сцепленный с металлической основой, но лишь прилегающий к глобулям графита.

25 Далее втулку снимают со станка и нагревают в электропечи, в обычной воздушной атмосфере до 760-820 С. При этом образуется феррит, а процесс взаимной диффузии меди и железа интенсифицирует0 ся. Однако, в тех местах, где находились глобули графита, образуются пустоты. Далее втулку удаляют из печи и охлаждают на воздухе, прикрыв щитами, со.скоростью 35 С/ч, т.е, охлаждение с 760-820 С до 3005 400 С продолжается or 84 до 140 ч. При этом, как указано выше, пустоты заполняются медно-железистым сплавом.

Далее наносят подслой полуды 3. В качестве материалов для лужения применя0 ют: для нанесения подслоя полуды под баббит Б16 оловянно-свинцовый припой

П О С 40, содержащий 39-41 /; олова, остальное — свинец; под баббит Б83 допускается нанесение подслоя полуды из этого же

5 баббита, химический состав которого приведен ниже.

Полуду наносят методом натирания прутком ПОСа или баббита под слоем флюса. В качестве флюса применяют буру.

0 После охлаждения до окружающей температуры наносят баббитовое покрытие 4. В качестве баббитового покрытия применяют баббиты Б16, Б83. Химический состав баббитов приведен в табл.1.

Баббитовое покрытие наносят методом наплавки с помощью газовых горелок.

Опытные валы-эксцентрики, изготовленные в соответствии с изобретением, а также при температурах, выходящих за пределы, установленные изобретением, ис1765257

Таблица ", Таблица 2

Режим изготовления и результаты испытаний валов-эксцентриков

Стойкость1Состояние бабдо заме- битового слоя ны, лет (покрытия) в момент замены

Краткое описание npoieкающих процессов

Конечная

Пример Температура нагрева, С

Скорость охлаждения, С/ч температура охлажо дения, С

1 760

3-3,5

У чугуна при охлаждении вблизи критической точки со скоростью 3-5 C/ч происходит распад цементита и перлита . Продуктами распада цементита из перлита являются: феррит и углерод отжига. Температура критической точки, при которой происходит распад цементита и перлита сосо тавляет около 760 С

Полный, до полуды равномерный износ

3 300

При температуре 820 С про- 3-3,5 исходит превращение перлита в аустенит. На диаграмме Fe-С (железо-углерод) область аустенита лежит в пределах содержания углерода 2-2,14ь. Это стали, которые хорошо лудятся

2 820

Полный до полуды равнамерныи износ

300

400

Результаты те же, что и в 3-3,5 примере 1

3 760

Полный до полуды равномерный износ

4 820

400

Результаты те же, что и в 3-3,5 примере 2

Полный до полуды равномерный износ

Местное выкрашивание слоя баббита

В интервале температур ни- 1-1,5 же 760 С и 820 С скорости их охлаждения ниже 3 ьC/÷ и выше 5 C/u. Нет превращений, в результате которых происходит обезуглероживание иобразование феррита на поверхности чугуна. Цель термообработки заключается в том,чтобы осталить поверх" ность вала, изготовленного из чугуна, fb стальной поверхности хорошо растекается олово и прочно закрепляется на ней

5 Ниже 760 3

400

Натирание медью без последующей термообработки

Баббитовое покрытие не держится

6 Ниже 820 3

400 пытаны на конусных дробилках КМД-КСД2200, Результаты испытаний приведены в табл,2.

Очевидно, что изготовление валов-эксцентриков в соответствии с изобретением обеспечивает высокую долговечность антифрикционного покрытия, а отклонения отустановленных параметров приводят к резкому снижению ее.

Формула изобретения

Способ получения покрытий на изделиях, преимущественно на чугунных валахэксцентриках, включающий последовательное нанесение подслоев меди и полуды и слоя баббита, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

5 стойкости покрытий к износу, медь наносят натиранием и перед нанесением слоя полуды и баббита изделие нагревают в окислительной атмосфере до 760820 С и охлаждают со с ко ростью

10 1-3 С/мин до 3004000С, 1765257

Составитель В. Березин

Техред М.Моргентал

Редактор

Корректор E. Папп роизводственно-издательский комбинат "Патент" г, Ужгоро, .Г жгород, ул. агарина, 101

Заказ 3357 Тираж

ВНИИПИ Гос а ственн

Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб„ 4/5