Способ изготовления антифрикционных изделий

 

Изобретение относится к способам изготовления антифрикционных изделий, например подшипников. Способ включает холодное прессование железного порошка, нагрев в защитной атмосфере, выдержку в парогазовой фазе, насыщение углеродной смазкой при пиролизе природных органических веществ в неоднородном электрическом поле.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам изготовления узлов трения, работающих при дефиците или отсутствии жидкой и консистентной смазки в условиях невысоких нагрузок и скоростей. Наиболее эффективно изобретение может быть использовано в легкой, пищевой, строительной, горнодобывающей и других отраслях промышленности.

Известен способ изготовления антифрикционных изделий, включающий прессование металлических порошков, нагрев и выдержку в среде нагретого водяного пара до образования малопористого изделия (Е.Н.Гладкова. Теоретические основы и технология паротермического оксидирования. Из-во Саратовского университета, 1973, с. 82-83).

Недостатком этого способа является отсутствие смазки в полученных изделиях, что препятствует их применению при сухом трении. Пропитка готового изделия жидкой или консистентной смазкой не приводит к высокой долговечности узла трения из-за недостаточной адгезии смазки к поверхности изделия.

Известен способ изготовления антифрикционных изделий, выбранный за прототип, включающий смешение порошков железа и графита (углерода), прессование, спекание, нагрев в защитной атмосфере и парогазовой фазе [1] Недостатком известного способа является значительные энергетические и материальные затраты на многостадийное изготовление, вызванные длительностью смещения для получения однородной композиции, использования графита, минерального масла, специального защитного газа, высокой температуры для спекания. Другим недостатком известного способа является неравномерное распределение углерода по поверхности, уменьшение его концентрации из-за высокой температуры спекания, что снижает антифрикционные свойства изделия при недостатке жидкой смазки.

Цель изобретения снижение энергетических, материальных затрат на изготовление антифрикционных изделий.

Цель достигается тем, что в известном способе, включающем холодное прессование металлического порошка, нагрев в защитной атмосфере, выдержку в парогазовой фазе, насыщение углеродной смазкой ведут в неоднородном электрическом поле в среде продуктов разложения природных органических веществ.

Способ изготовления антифрикционных изделий осуществляют следующим образом.

В герметичную печь устанавливается стакан, внутренняя поверхность которого снабжена остриями и является отрицательным электродом. Внутри стакана размещено спрессованное изделие, подсоединенное к положительному электроду, а на дне контейнер с твердым или дисперсным природными органическими веществами, например смеси древесных опилок с бурым углем.

По мере нагрева печи и процесса пиролиза кислород связывается разлагающимся органическим веществом и образует защитную атмосфер, а аэрозоль (дым) равномерно конденсируется под действием электрического поля на поверхности, порах изделия вблизи контакта металлических частиц. Дальнейшее повышение температуры и электрическое поле способствуют формированию тяжелых фракций и углерода, связанного с металлом, причем имевшиеся окислы, в том числе ржавчина, восстанавливаются.

По достижении температуры 500-550^оС в печь подается перегретый пар, который реагирует с углеродосодержащимися соединениями и металлом в изделии. Под действием пара тонкие прослойки соединения углерода вблизи контакта металлических частиц выжигаются и образуются магнетитовые покрытия, взаимодиффузия которых приводит к образованию оксидного каркаса. Электрическое поле интенсифицирует процесс оксидирования и упорядочивает структуру магнетита. Пар подается в течение короткого времени (15-20 мин), после прекращения его поступления нагрев печи отключается.

Изделие охлаждается также в аэрозольной атмосфере углеводородов, что способствует дополнительной пропитке. Использование предлагаемого способа позволяет примерно за 2 ч нагрева и 20 мин подачи пара получить композит достаточной прочности с углеродной смазкой, имеющий значительную адгезию к поверхности изделия. Вследствие этого становится возможным снизить энергетические и материальные затраты на изготовление и существенно удешевить производство антифрикционных изделий.

Формула изобретения

Способ изготовления антифрикционных изделий, включающий холодное прессование железного порошка, нагрев в защитной атмосфере, выдержку в парогазовой фазе, насыщение углеродной смазкой, отличающийся тем, что насыщение углеродной смазкой ведут при пиролизе природных органических веществ в неоднородном электрическом поле.