Способ термоциклической диффузии металлических порошков для восстановления изношенных поверхностей бронзовых втулок скольжения


 


Владельцы патента RU 2514249:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет природообустройства" (RU)

Изобретение относится к способу восстановления изношенных поверхностей бронзовых втулок скольжения. Осуществляют термоциклическую диффузию металлических порошков в восстанавливаемую поверхность втулок скольжения. Циклический нагрев втулки и порошка на основе бронзы выполняют до температуры расплава порошка и диффузии его в металл втулки. Выдерживают при температуре начального диффузионного процесса. Затем охлаждают до температуры фазового спекания порошка и выдерживают в данном интервале температуры. Выполняют вторичный нагрев до температуры расплава порошка с выдержкой для приращения восстанавливаемого диффузионного слоя и затем охлаждение. В результате достигается сокращение времени и упрощение процесса термодиффузии при восстановлении работоспособности изношенных оловянистых и алюмино-железистых бронзовых втулок скольжения. 1 ил.

 

Предложенный способ относится к порошковой металлургии, в частности к способам нанесения покрытий из порошковых материалов на поверхности цилиндрических деталей типа втулок скольжения.

Известен способ восстановления изношенных втулок подшипников скольжения (RU 2289499 С1, 20.12.2006), где напрессовку и раздачу втулки осуществляют одновременно в кондукторе воздействием инструмента на порошок перед спеканием, напресовку и раздачу осуществляют инструментом, выполненным из материалов с эффектом памяти формы, путем нагрева его до температуры обратного мартенситного превращения, внутренний диаметр кондуктора выполняют соответствующим номинальному наружному диаметру втулки.

Недостатками этих методов является громоздкость оборудования, чрезмерная длительность времени восстановления, неравномерность нанесения порошка на восстанавливаемой поверхности, малая поверхностная микротвердость восстановленной рабочей поверхности.

В качестве ближайшего аналога выбран способ нанесения покрытий из металлических порошков (RU 2164966 С2, 10.04.2001), где начальный нагрев детали ведут до момента достижения на стыке поверхности детали с порошковым материалом температуры плавления последнего, а затем нагрев прекращают и повторно возобновляют при снижении температуры до температуры спекания порошка, при которой осуществляют изотермическую выдержку, одновременно с прекращением начального нагрева осуществляют охлаждение свободной поверхности детали и прекращают его при достижении на стыке между поверхностью детали и порошковым материалом температуры спекания последнего.

Недостатком этого способа является недостаточная диффузия металлического порошка в металл восстанавливаемой детали, малое приращение наплавляемого слоя на сторону, незначительная поверхностная микротвердость восстановленной рабочей поверхности.

Техническая задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, - сокращение времени и упрощение процесса термодиффузии при восстановлении работоспособности изношенных оловянистых и алюмино-железистых бронзовых втулок скольжения, создание термоциклического режима наплавки порошка, которая достигается при циклическом нагреве восстанавливаемой детали. Повышение сцепляемости порошка с металлом восстанавливаемой детали за счет глубокой диффузии молекул расплавленного порошка в металл изношенной поверхности детали, повышение поверхностной прочности и микротвердости восстановленного слоя металла.

Указанный технический результат достигается тем, что термоциклический способ включает в себя цикловой нагрев втулки и порошка на основе бронзы до температуры расплава порошка и диффузии его в металл втулки, временную выдержку при температуре начального диффузионного процесса, затем охлаждение детали до температуры фазового спекания порошка, выдержка в данном интервале температуры, вторичный нагрев до температуры начального расплава порошка с временем выдержки для приращения восстанавливаемого диффузионного слоя, затем охлаждение до номинальной температуры.

Сущность изобретения поясняется графиком термоциклического диффузионного процесса, где термоциклический способ включает в себя цикловой нагрев втулки и порошка на основе бронзы до температуры расплава порошка и диффузии его в металл втулки Т° - 750…780°С, τ2 - время выдержки при температуре начального диффузионного процесса в течение 7…8 мин, затем охлаждение детали до температуры Т° - 480…500°С для замедления диффузионного процесса τ4 - 4…5 мин, вторичный нагрев до Т° - 750°С со временем выдержки τ6 - 20…22 мин для приращения слоя до 0,3 мм, τ6 - 38-40 минут для слоя до 1,0 мм, τ6 - 65-70 мин для приращения слоя до 2,0 мм. Весь процесс восстановления втулки длится от 35 до 95 мин в зависимости от толщины наращиваемого слоя.

Триботехнические исследования показали, что распределение твердости по поверхности восстановленного диффузионного слоя при применении термоциклического процесса происходит равномерно, износостойкость восстановленных бронзовых деталей повышается в 1,5…2,5 раза в зависимости от толщины приращенного диффузионного слоя. Поверхностная микротвердость при использовании термоциклического диффузионного способа повышается на 17…20%, долговечность сопряжения «бронзовая втулка - стальной вал» в целом увеличивается в 1,6…1,8 раза за счет хрома и хромосодержащих соединений, присутствующих в порошке на основе бронзы.

Способ восстановления изношенных поверхностей бронзовых втулок скольжения, включающий термоциклическую диффузию металлических порошков в восстанавливаемую поверхность втулок скольжения, отличающийся тем, что осуществляют циклический нагрев втулки и порошка на основе бронзы до температуры расплава порошка и диффузии его в металл втулки, выдержку при температуре начального диффузионного процесса, затем охлаждение до температуры фазового спекания порошка, выдержку в данном интервале температуры, вторичный нагрев до температуры расплава порошка с выдержкой для приращения восстанавливаемого диффузионного слоя и затем охлаждение.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электронно-лучевой обработке металлов и может быть использовано для создания коррозионно-стойких покрытий на изделиях из титана. .

Изобретение относится к покрытиям для защиты от износа металлических конструктивных элементов машин. .

Изобретение относится к способам получения рабочих слоев на поверхностях полых цилиндрических деталей и может быть использовано для изготовления биметаллических втулок с покрытием одновременно на внутренней и наружной поверхностях или только на наружной поверхности, а также для восстановления таких деталей.

Изобретение относится к сплаву на основе кобальта в порошкообразной форме для нанесения покрытия на объекты, подвергающиеся эрозии жидкостями, в частности на лопатки паровых турбин, а также к способу нанесения такого сплава.

Изобретение относится к способам получения износостойких поверхностей стальных деталей методом порошковой металлургии и может найти применение для получения износостойкого слоя на стальных деталях узлов трения.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам нанесения покрытий из порошков на поверхности деталей. .
Изобретение относится к способам упрочнения твердосплавного алмазного инструмента и может быть использовано в машиностроении и горнодобывающей промышленности. .

Изобретение относится к области нанесения металлического адгезионного слоя для термически напыленных керамических теплоизоляционных слоев на металлические конструкционные детали.

Изобретение относится к способам нанесения износостойких композиционных материалов на внутренние и наружные поверхности цилиндрических стальных деталей методом порошковой металлургии и направлено на улучшение качества покрытия с одновременным уменьшением расхода порошка, расширение функциональных возможностей способа и упрощение технологии.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам нанесения покрытий из порошковых материалов на поверхности деталей. .

Изобретение относится к области металлообработки. Осуществляют электромеханическую высадку поверхности детали с образованием на ней канавок и электромеханическое сглаживание высаженных участков.

Изобретение относится к нанесению защитных износостойких покрытий из порошковых материалов. Способ восстановления внутренней поверхности ступицы направляющего аппарата центробежного электронасоса, включает нанесение на внутреннюю цилиндрическую поверхность ступицы, имеющей диаметр D и длину рабочего канала L, износостойкого порошкового материала детонационным напылением при помощи ствола детонационной установки с диаметром d, равным (0,7-0,8)D.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам восстановления высевающего диска для пневматического высевающего аппарата, и может быть использовано при ремонте сеялки.

Изобретение может быть использовано для поверхностного упрочнения лемехов плугов сельскохозяйственных машин. Осуществляют электромеханическую обработку поверхности лемеха при плотности тока до 109 А/м2 с образованием упрочненных зон глубиной до 3 мм в виде непрерывных линий.

Изобретение относится к способу ремонта узлов сцепления. Согласно способу производят разборку и дефектацию узла сцепления с фрикционным диском.
Изобретение относится к машиностроительной промышленности. На поверхность детали наносят слой шихты, содержащей, мас.%: карбид бора 25-35, фторид натрия 1-3, буру 9-12, сормайтовую крупку 50-65, толщиной от 0,5 до 5,0 мм.

Изобретение относится к области ремонта сломанных осей без изменения ее первоначальных конструкторских размеров и может быть использовано в области машиностроения при ремонте сельскохозяйственной, бытовой и транспортной техники.

Способ относится к восстановлению повреждений прокатных валков и включает этап идентификации зон дефектов на карте, иллюстрирующей несколько результатов измерений на поверхности валка, этап расчета для каждой идентифицированной зоны дефектов нескольких типовых параметров, этап идентификации типа дефекта, связанного с указанными идентифицированными зонами дефектов, на основе указанных рассчитанных параметров, этап определения пороговой величины допуска конкретного дефекта для каждого типа идентифицированного дефекта, этап определения корректирующего действия для каждой зоны дефектов на основе сравнения указанной пороговой величины допуска, связанной с типом дефекта указанной зоны дефектов, с результатом указанных нескольких измерений на поверхности валка, связанных с указанной зоной дефектов, этап определения параметров шлифования на основе указанных результатов измерений на поверхности указанного валка, если корректирующим действием является операция шлифования для удаления дефектов.

Изобретение относится к автоматизированному ремонту детали машин, в частности турбинные лопатка или лопасти. Способ включает оцифровку первой геометрии детали машин, включая поврежденную часть детали машин, механическую обработку впадины над поврежденной частью детали машин, при этом обработку выполняют с числовым управлением с использованием оцифрованных геометрических данных первой геометрии детали машин, оцифровку второй геометрии детали машин после указанной обработки, при этом вторая геометрия включает впадину, и нанесение материала для заполнения впадины, при этом нанесение материала выполняют с числовым управлением с использованием оцифрованных геометрических данных второй геометрии детали машин, при этом числовое управление нанесением включает определение пути нанесения материала в ответ на идентификацию положения впадины на детали машин на основе сравнения оцифрованных геометрических данных второй геометрии с находящимися в памяти эталонными геометрическими данными детали машин, и дополнительно включает этапы сохранения оцифрованных геометрических данных детали машин после завершения текущего ремонта детали машин и использования сохраненных оцифрованных геометрических данных детали машин в качестве эталонной геометрии детали машин для следующего ремонта.

Изобретение относится к способу исправления металлических деталей, соединенных между собой при помощи высокотемпературной пайки. Исправляют паяные зоны при помощи лазера.

Изобретение относится к области восстановления изношенных в процессе эксплуатации деталей методом наплавки и может быть применено на ремонтных предприятиях, занимающихся реновацией деталей, например толкателя клапана двигателя внутреннего сгорания. Способ включает удаление дефектов и следов износа с поверхности изделия методом электрохимической обработки с подачей электролита через трубчатые электроды-инструменты, индукционную наплавку белого чугуна на стальную основу и отпуск при 350°С для снятия напряжений, а после шлифовки наплавленной поверхности проводят ее оксидирование в увлажненной азотной атмосфере при температуре 450±5°С и расходе воды 1,0-1,4 л/ч. Изобретение позволяет восстанавливать изношенную наружную поверхность из белого чугуна слоистых металлокомпозитных деталей со стальной основой с получением бездефектного наплавленного слоя, обладающего высокой износо- и задиростойкостью. 1 табл., 9 ил.
Наверх