Ремонтный состав для нанесения сервовитного покрытия на трущиеся поверхности деталей

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к ремонтным составам для образования сервовитного покрытия на трущихся поверхностях деталей, и позволяет восстановить трущиеся детали, подверженные износу. Сущность изобретения: в качестве носителя компонентов состава используется смазочный материал при следующем соотношении компонентов в смазочном материале, мас.%: хлорид никеля 25, хлорид кобальта 25, фосфорсодержащая соль щелочного металла 25, этилендиаминтетраацетат натрия 12,5, гидрохинон 12,5. Технический результат - повышение износостойкости и улучшение антифрикционных свойств поверхностей трения при нанесении сервовитного покрытия непосредственно во время эксплуатации трущихся поверхностей.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к ремонтным составам для образования сервовитного покрытия на трущихся поверхностях деталей, и позволяет восстанавливать трущиеся поверхности, подверженные износу.

Среди существующих в настоящее время составов для получения антифрикционных покрытий на деталях наиболее распространены составы, содержащие дисульфид молибдена SU 874748, SU 1247430. Однако составы с дисульфидом молибдена имеют недостатки. В частности дисульфид молибдена смывается с поверхностей трения в процессе приработки под действием смазки, что существенно снижает эффективность таких покрытий.

Известен наиболее близкий к предлагаемому и выбранный в качестве ближайшего аналога ремонтный состав для нанесения сервовитных покрытий на трущиеся поверхности деталей (RU 2041253). Состав содержит действующее вещество, включающее по меньшей мере один галогенид металла, восстановитель металла, сульфат никеля, предназначенный для легирования осажденного металла, и носитель компонентов состава. В качестве галогенида металла состав содержит хлорид меди, в качестве восстановителя металла состав содержит (глицерин, а в качестве носителя компонентов он содержит воду). Хлорид меди служит для получения медной пленки на трущихся поверхностях деталей. Сульфат никеля вводится для легирования медной пленки никелем. Глицерин является активным восстановителем меди.

К недостаткам вышеописанного состава относятся следующие. Во-первых, частицы меди и сплавов на ее основе имеют свойство наклепываться на трущихся поверхностях, при этом повышается их твердость и ухудшаются пластические свойства, в результате чего в тяжелых режимах работы может происходить частичное отслоение сервовитной плакирующей пленки, что приводит к схватыванию и задиру поверхностей трения, к уменьшению их износостойкости и ухудшению антифрикционных свойств. Во-вторых, использование воды в качестве носителя компонентов состава затрудняет нанесение состава непосредственно во время эксплуатации деталей.

Изобретение направлено на решение задачи повышения износостойкости и улучшения антифрикционных свойств поверхностей трения за счет устранения задиров и эффекта схватывания при нанесении сервовитного покрытия непосредственно во время эксплуатации трущихся поверхностей.

Сущность изобретения заключается в том, что в ремонтном составе, содержащем действующее вещество, включающее по меньшей мере один галогенид металла, восстановитель действующего вещества, и носитель компонентов состава, предлагается в действующее вещество дополнительно ввести фосфорсодержащую соль щелочного металла, при этом в качестве носителя компонентов состава использовать смазочный материал, в качестве галогенидов металла - хлориды никеля и кобальта, в качестве восстановителя действующего вещества - (ЭДТА) и гидрохинон при следующем соотношении компонентов в смазочном материале, мас. %: хлорид никеля - 25 хлорид кобальта - 25 фосфорсодержащая соль щелочного металла - 25 этилендиаминтетраацетат натрия - 12,5 гидрохинон - 12,5 В предлагаемом изобретении использование в качестве галогенидов хлоридов никеля и кобальта, а также введение в действующее вещество фосфорсодержащей соли щелочного металла позволяет получить на поверхности трения сервовитное покрытие из двухфазной смеси Co₂P:Ni₃P. Сервовитное покрытие из двухфазной смеси характеризуется твердостью 1000-1100 HV и высокой температурой плавления (более 1000^oC), за счет чего обеспечивается повышение антифрикционных свойств и износостойкости, исключаются задиры и эффект схватывания на поверхностях трения.

Использование ЭДТА и гидрохинона в качестве восстановителя кобальта, никеля и фосфора на поверхностях трения обеспечивает доминирование восстановительного механизма осаждения покрытия над обменным. Кроме того, использование ЭДТА, представляющего собой соль натрия, способствует легированию поверхности трения щелочным металлом, снятию окисных пленок и увеличению прочности сцепления сервовитного покрытия из двухфазной смеси Co₂P:Ni₃P с основным металлом.

Использование в качестве носителя действующего вещества смазочного материала позволяет наносить сервовитное покрытие на поверхности трения непосредственно во время эксплуатации деталей.

Выбор количественного соотношения компонентов состава в смазочном материале обусловлен следующим. При содержании хлорида никеля в количестве 25 мас.% и хлорида кобальта в количестве 25 мас.% в смазочном материале наблюдается максимальная скорость осаждения Ni-Co-P-покрытий, а при начальном соотношении концентраций в смазочном материале солей никеля и кобальта, равном 1: 1, наблюдается оптимальное соотношение Ni/Co в сплаве, равное 65:35 [В.Д. Евдокимов и др. Упрочнение машиностроительных материалов. Справочник, М: 1994, с. 273].

Состав готовится следующим образом. Компоненты состава предварительно размалывают на шаровой мельнице до размера частиц 25-50 мкм, а затем смешивают в количестве 2-5 весовых частей с минеральным маслом, например с моторным маслом марки SAE 30W. После чего полученную смесь встряхивают и(или) подвергают действию ультразвука, добиваясь получения устойчивой суспензии и частичного растворения компонентов состава в носителе.

Испытания полученного состава проводились на машине трения типа вал-колодка. В результате проведенных испытаний на поверхности трения получено блестящее сервовитное покрытие со светлым серебристым оттенком, типичная для никелевых осадков желтизна отсутствует. Толщина осаждения на деталях равномерная, пористость покрытия при толщине 16-18 мкм и более не выявлена. Срок службы сервовитного покрытия не менее 1000 часов, схватывание и задиры на поверхностях трения во время испытаний не обнаружены.

В промышленности предлагаемое сервовитное покрытие может применяться для повышения износостойкости и антифрикционных свойств деталей различной конфигурации (пресс-формы, измерительные инструменты, крышки клапана, поршни и др.), работающих в условиях трения, при повышенных температурах.

Формула изобретения

Ремонтный состав для нанесения сервовитного покрытия на трущиеся поверхности деталей, содержащий действующее вещество, включающее по меньшей мере один галогенид металла, восстановитель действующего вещества, и носитель компонентов состава, отличающийся тем, что действующее вещество дополнительно содержит фосфорсодержащую соль щелочного металла, при этом в качестве носителя компонентов состава используется смазочный материал, в качестве галогенидов металла - хлориды никеля и кобальта, в качестве восстановителя действующего вещества - этилендиаминтетраацетат натрия и гидрохинон при следующем соотношении компонентов в смазочном материале, мас.%: Хлорид никеля - 25 Хлорид кобальта - 25
Фосфорсодержащая соль щелочного металла - 25
Этилендиаминтетраацетат натрия - 12,5
Гидрохинон - 12,5Т