Способ формирования сервовитной пленки на трущихся поверхностях

 

Использование: машиностроение, в частности для нанесения сервовитной пленки на изготавливаемых и ремонтируемых поверхностях контактируемых и трущихся деталей пар трения с различной твердостью (сталь-бронза, сталь-бабит, сталь-бабит, сталь-латунь и т. п.). Сущность изобретения: обрабатываемый элемент пары с большей твердостью вводят в контакт с технологическим элементом соразмерной или повышенной твердости, размещают между ними активированную смесь, содержащую следующие компоненты в масс проц.: абразивоподобный порошок природного серпентинита 0,5-40, сера 0,1-5, ПАВ 1-40, органическое связующее - остальное, при этом обрабатываемый элемент пары намагничивают и подсоединяют к отрицательному полюсу источника постоянного тока, а технологическую деталь - к положительному.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для нанесения сервовитной пленки на изготавливаемых и ремонтируемых поверхностях контактируемых и трущихся деталей пар трения с различной твердостью (сталь бронза, сталь балит, сталь латунь и т.п.).

Известен способ формирования сервовитных пленок на трущихся поверхностях, заключающийся в том, что между трущимися поверхностями размещают предварительно механоактивированную смесь абразивоподобного порошка природного кварца в органическом связующем.

Недостатком данного способа является то, что в парах трения с различной твердостью элементов трения сервовитная пленка либо не формируется на элементе пары трения большей твердостью, либо имеет низкое качество из-за того, что в процессе приработки на элементе пары большей твердости не происходит разрушение оксидной пленки.

Цель изобретения повышение качества сервовитной пленки в парах трения с различной твердостью.

Цель достигается тем, что осуществляют контакт элемента обрабатываемой пары трения большей твердости с технологическим элементом, обладающим соразмерной или повышенной твердостью, размещают между ними активированную смесь, содержащую следующие компоненты, мас.

Абразивоподобный порошок природного серпентинита 0,5-40 Сера 0,1-5 ПАВ 1-40 Органическое связующее Остальное, при этом обрабатываемый элемент пары намагничивают и подсоединяют к отрицательному полюсу источника постоянного тока, а технологическую деталь к положительному и прирабатывают до образования сервовитной пленки, после чего технологическую деталь заменяют элементом пары и прирабатывают в этой же смеси.

Заданные параметры являются необходимыми для процесса образования сервовитной пленки на обрабатываемых поверхностях.

Сервовитная пленка формируется на ювенильной поверхности (со сколотой оксидной пленкой), поэтому твердость технологической детали должна быть выше или, в крайнем случае, равной твердости обрабатываемой детали. Намагничивание обрабатываемой детали обеспечивает улучшение процесса образования сервовитной пленки за счет привлечения частиц абразивоподобного порошка природного серпентинита, обладающего магнитными свойствами, к обрабатываемой поверхности. Того же эффекта позволяет добиться подключение обрабатываемой детали к отрицательному, а технологической детали к положительному полюсу источника постоянного тока для привлечения к обрабатываемой поверхности ионов, образовавшихся в смеси в процессе активизации, а также процессе приработки.

П р и м е р. Производилось формирование сервовитной пленки на червячной паре одноступенчатого червячного универсального 24-63 редуктора (черт. 5005.1.000.00.СБ). Червяк изготовлен из ст. 40х ГОСТ 4543-71, венец червячного колеса из бронзы Бр АЖ9-4л ГОСТ 493-79.

В специальном приспособлении червяк ввели в зацепление с инстpументом, имитирующим червячное колесо, изготовленным из стали 45х ГОСТ 4543-71, и представляющим собой ролики. Обкатку производили в среде смеси, содержащей следующие компоненты, мас.

Абразивоподобный порошок 5 Сера 0,5 ПАВ 5 Добавки 0,5 Литол-24 Остальное В качестве абразивоподобного порошка использовали природный серпентинит Печенговского месторождения, приготовленный следующим способом.

Сначала диспергировали до 500 мкм и меньше, затем отсепарировали на металлической сетке под углом 7^о к горизонтальной плоскости и с частотой 50 Гц и амплитудой 2,5 мм колебаний под углом 30^о к горизонтальной плоскости и с ячейкой 200 мкм, обеспечившей осветление и крупность не более 40 мкм.

Затем повторно диспергировали до крупности не более 5 мкм, отсепарировали постоянным магнитом, что позволило повысить осветление и снизить крупность до 2 мкм.

Обезвоженный абразивоподобный порошок осветлен до шарово-голубоватого, очень светлого цвета, а его химический состав содержал следующее, MoO 39 SiO₂ 36 FeO, Fe₂O₂, Fe₃O₄ 10 Al₂O₃ 3 РЭМ 1,3 Оксиды Mn, Ni, Co, Cu, Ti, Zr, Cr 3,5 Остальное 3,3 В качестве ускорения процесса окисления ювенильной поверхности дополнительно введена сера.

Для обеспечения удержания во взвеси абразивоподобных частиц крупностью 0,1-2 мкм и для снижения прочности поверхностного слоя металла и абразива введен ПАВ (ОП-7).

Смесь приготавливали следующим образом.

В ПАВ засыпали абразивоподобный порошок, серу и иные добавки, тщательно перемешивали до взвеси. В разогретый до 95оС литол-24 залили взвесь и тщательно перемешивали. Намагничивание червяка осуществлялось с помощью кольцевых постоянных магнитов, закрепленных на червяке.

Кроме того, к червяку подсоединили электрод от отрицательного полюса источника постоянного тока напряжением 24 В, силой тока 1 А, а к ролику электрод от положительного полюса этого же источника тока.

Обкатку производили в режимах холостого хода, 25% 50% 75% и 100% нагрузках от номинальной.

Контроль образования сервовитной пленки на червяке определяли путем измерения толщины витков червяка на каждой "ступеньке", образованной соответствующей нагрузкой от номинальной. После образования сервовитной пленки толщиной 0,01-0,1 мм процесс прекратили.

Затем червяк установили в редуктор в паре со штатным червячным колесом.

Приработку провели на испытательном стенде в среде механоактивированной смеси в течение 15 мин на каждом указанном выше режиме нагружения, после чего механоактивированную смесь слили до истечения струей. Провели часовую обкатку "всухую" в течение часа на каждом указанном выше режиме нагружения.

Контроль качества редуктора определяли в соответствии с технологическими требованиями чертежа.

В результате замеров отмечено повышение КПД на 3% и снижение температуры на 7% относительно требования чертежа на смазке Литол-24.

Формула изобретения

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СЕРВОВИТНОЙ ПЛЕНКИ НА ТРУЩИХСЯ ПОВЕРХНОСТЯХ, заключающийся в том, что между трущимися поверхностями элементов пары трения размещают предварительно активированную смесь абразивоподобного порошка в органическом связующем, после чего поверхности трения элементов прирабатывают, отличающийся тем, что используют активированную смесь, содержащую следующие ингредиенты, мас.

Природный серпентинит 0,5 40,0 Сера 0,1 5,0 ПАВ 1 40 Органическое связующее Остальное причем перед размещением активированной смеси между поверхностями трения элементов элемент пары трения с большей твердостью вводят в контакт с технологическим элементом с равной или большей твердостью, упомянутую активированную смесь сначала размещают между ними, при этом обрабатываемый элемент намагничивают и подсоединяют к отрицательному полюсу источника тока, а технологический элемент к положительному полюсу, затем упомянутые поверхности трения прирабатывают, после чего технологический элемент заменяют элементом пары трения.