Способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей



Способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей
Способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей
Способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей
Способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей
Способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей
Способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей
Способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей
Способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей
Способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей
Способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей
Способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей
Способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей

 


Владельцы патента RU 2559077:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) (RU)

Изобретение относится к смазочным композициям, в частности к составам для обработки пар трения, и может быть использовано в машиностроении для обработки пар трения, а также при эксплуатации механизмов и машин для продления межремонтного ресурса или во время ремонтно-восстановительных работ. Способ заключается в размещении между контактирующими трущимися поверхностями антифрикционной композиции, содержащей смешанную с углеводородным связующим смесь дисперсных серпентинсодержащего материала и вспученного вермикулита. В качестве серпентинсодержащего материала используют искусственный полимагнийфенилсилоксан, которым модифицируют вспученный вермикулит, который при крупности твердых частиц не более 1 мкм вводят в моторное масло из расчета 220-300 г/литр. После этого смесь подвергают гидродинамической кавитационной диспергации до получения крупности твердых частиц от 0,05 мкм до 0,1 мкм. Гидродинамическую кавитационную диспергацию осуществляют с частотой около 200 Гц, предпочтительно 30 минут. Повышается стабильность, прочность и долговечность антифрикционного покрытия. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к смазочным композициям, в частности к составам для обработки пар трения, и может быть использовано в машиностроении для обработки пар трения, а также при эксплуатации механизмов и машин для продления межремонтного ресурса или во время ремонтно-восстановительных работ.

Известен способ получения состава для модифицирования металлов и восстановления металлических поверхностей, представляющий собой смесь серпентинсодержащего материала, вспученного вермикулита и углеводородного связующего. В качестве серпентинсодержащего материала используют серпентинит при следующем соотношении компонентов в составе смеси дисперсных твердых частиц, мас. %: серпентинит 80-93, модифицированный вспученный вермикулит 7-20, при этом антифрикционную композицию получают путем смешивания упомянутых смеси и связующего в гидродинамическом кавитационном диспергаторе с получением дисперсных твердых частиц крупностью меньше 1 мкм, а антифрикционное покрытие получают при трении контактирующих поверхностей (см. RU 2487192, МПК C23C 26/00, B23P 6/00, 2013).

Недостаток этого решения - существенная абразивность компонентов материала, отделение которых от серпентина практически невозможно или очень трудоемко, что ограничивает применение данного состава для модифицирования металлов и восстановления металлических поверхностей до случаев обработки поверхностей, имеющих задиры, нагартовки на вязких, тугоплавких металлах (в пределах допуска). Кроме того, серпентинит даже из одного месторождения существенно отличается по химическому составу и структуре и, соответственно, по триботехническим характеристикам.

Известен также способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей, заключающийся в размещении между ними антифрикционной композиции, содержащей смешанную с углеводородным связующим смесь дисперсных серпентинсодержащего материала и вспученного вермикулита (см. RU 2361015, МПК C23C 26/00, B23P 6/00, 2008).

Недостаток этого решения - недостаточно высокие триботехнические характеристики антифрикционной композиции, необходимость использования в составе смеси достаточно дефицитного компонента - чистого серпентинсодержащего минерала (распространенного далеко не во всех регионах страны). Кроме того, авторы изобретения не приводят каких-либо данных определения триботехнических свойств композиции по принятым методикам, что не позволяет сопоставить характеристики известного материала с аналогичными характеристиками других композиций сходного назначения.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение триботехнических характеристик антифрикционной композиции.

Технический результат, проявляющийся при решении задачи изобретения, выражается в снижении фрикционных качеств смеси за счет замены природного серпентинита искусственным полимагнийфенилсилоксаном, который имеет стабильные химический состав и структуру. При этом создается основа, на которой формируется металлокерамическое покрытие, благодаря этому повышаются стабильность, прочность и долговечность антифрикционного покрытия.

Поставленная задача решается тем, что способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей, заключающийся в размещении между ними антифрикционной композиции, содержащей смешанную с углеводородным связующим смесь дисперсных серпентинсодержащего материала и вспученного вермикулита, отличается тем, что в качестве серпентинсодержащего материала используют искусственный полимагнийфенилсилоксан, которым модифицируют вспученный вермикулит, который при крупности твердых частиц предпочтительно не более 1 мкм вводят в дизельное топливо из расчета 220-300 г/литр, после чего смесь подвергают гидродинамической кавитационной диспергации до получения крупности твердых частиц, предпочтительно от 0,05 мкм до 0,1 мкм. Кроме того, гидродинамическую кавитационную диспергацию осуществляют с частотой около 200 Гц, предпочтительно около 30 минут

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».

Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач:

Признак, указывающий что «в качестве серпентинсодержащего материала используют искусственный полимагнийфенилсилоксан» обеспечивает возможность использования недорогого полимагнийфенилсилоксана для модифицирования природного вермикулита и возможность плакирования частиц вермикулита. При этом создается основа, на которой формируется металлокерамическое покрытие.

Признак, указывающий на то, что полимагнийфенилсилоксан используют «в качестве модификатора вермикулита», обеспечивает формирование в межслоевом пространстве вермикулита дополнительные плоскости скольжения, что усиливает его антифрикционные свойства.

Признак «… при крупности твердых частиц, предпочтительно не более 1 мкм …» обеспечивает минимизацию проявлений абразивности антифрикционной композиции модифицирующей контактирующие трущиеся поверхности.

Признаки, указывающие, что вермикулит, модифицированный полимагнийфенилсилоксаном, «вводят в моторное масло из расчета 220-300 г смеси на литр и подвергают гидродинамической кавитационной диспергации» и «гидродинамическую кавитационную диспергацию осуществляют с частотой около 200 Гц, предпочтительно около 30 минут», определяют режимные параметры способа, обеспечивающие получение антифрикционной композиции. При этом использование в качестве связующего дизельного топлива обеспечивает возможность использования распространенного жидкого углеводородного связующего.

Признаки, указывающие на то, что «смесь подвергают гидродинамической кавитационной диспергации до получения крупности твердых частиц, предпочтительно от 0,05 мкм до 0,1 мкм», обеспечивают эффективность работы композиции и ее гидродинамическую кавитационную активацию. При этом заданный диапазон дисперсности твердых частиц определен опытным путем, причем нижний предел 0,05 мкм фактически является индикатором отсутствия в смеси частиц с крупностью 1 и более мкм. Основное предназначение диапазона -

исключение из состава суспензии твердых частиц, работающих как абразив, наносящих царапины (соизмеримые по своей глубине с крупностью частиц), поскольку по нашим данным крупности частиц от 1 мкм и выше, особенно в отношении алюмосиликатов (источником которых является вермикулит) и окислов алюминия, кремния и других элементов, являются существенно твердыми материалами, способными разрушить любое металлическое покрытие и металл.

Заявленный способ иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан рентгенофазный анализ полимагнийфенилсилоксана; на фиг. 2 приведен рентгенофазный анализ исходного вермикулита; на фиг. 3 приведен рентгенофазный анализ вермикулита, модифицированного полимагнийфенилсилоксаном; на фиг. 4а - топография поверхностей образцов из стали 45 (твердость 223 НВ) после упрочнения магнийфенилсилоксаном; на фиг. 4б - топография поверхностей образцов из стали 45 (твердость 223 НВ) после упрочнения вермикулитом, модифицированным магнийфенилсилоксаном.

Полимагнийфенилсилоксан был выбран в качестве модификатора, так как он имеет слоистую структуру с d100 (фиг. 1), близкую к d100 вермикулита (фиг. 2), легко растворим в органических растворителях и таким образом его легко наносить на поверхность алюмосиликата.

Полимагнийфенилсилоксан был получен по методу, описанному в А.С. №1060633 (СССР). Способ получения полиметаллоорганосилоксанов / А.В. Аликовский, Г.Я. Золотарь, Н.П. Шапкин, В.И. Бессонова, В.Я. Шапкина. Опубл. бюлл. изобр. №12, 1983.

Пример. К раствору 6,1 г (0,03 М) MgCl2·6H2O в 42 мл (0,6 М) ДМСО и 100 мл толуола прибавляли 5,2 г (0,02 М) тринатровой соли C6H5Si(ONa)3·l,9H2O. Синтез вели при температуре кипения растворителей в течение 8 ч до прекращения выделения воды в ловушку Дина-Старка. Из раствора полимер осаждали четырехкратным избытком воды, фильтровали и сушили. Выход растворимой фракции составлял 3,0 г (78,9%). Состав рассчитан на основе данных элементного анализа [(PhSiO1,5)MgO]n. Найдено: C=47,0%, Si=17,4%, Mg=10,3%, Si/Mg=1,5.

Полученный полимагнийфенилсилоксан был использован для модифицирования поверхности вермикулита.

Пример. К 47,5 г суспензии вермикулита (диаметр частиц менее 0,1 мкм) в 50 мл толуола прилили 2,5 г полимагнийфенилсилоксана в 20 мл толуола, смесь кипятили в течение 2 ч с отбором воды в ловушку Дина-Старка. Толуол отгоняли, модифицированный вермикулит сушили на воздухе. На ВИК-спектре полимагнийфенилсилоксана и модифицированного вермикулита наблюдаются полосы С-Н и Si-Ph, которые в модифицированном вермикулите значительно ослаблены за счет уменьшения концентрации полимагнийфенилсилоксана в 20 раз. Полосы Si-О, Si-O-Mg перекрываются полосами Si-O, Si-O-Mg, имеющимися в структуре вермикулита.

Данные РФА для исходного вермикулита и модифицированного полимагнийфенилсилоксаном представлены на фиг. 3. Рентгенофазовый анализ проводили на дифрактометре "Advance-D8" фирмы "Bruker". Данные рентгенофазового анализа (РФА) подтверждают предположение о модификации межслоевого пространства.

На дифрактограмме вермикулита, модифицированного полимагнийфенилсилоксаном, наблюдаются новые отражения слабой интенсивности с d=12,5:4,5 А°, которые отсутствуют в РФА исходного вермикулита. Близость межслоевых расстояний - у вермикулита 14,3 А, у полимагнийфенилсилоксана 12,5 А позволяет предположить, что полимагнийфенилсилоксан не только покрывает поверхность вермикулита, но и проникает в межслоевое пространство вермикулита вследствие слоистой структуры полимера.

Для реализации заявленного способа используют известное оборудование, обеспечивающее дезинтеграцию компонентов композиции и их последующую гидродинамическую кавитационную активацию.

В качестве ингредиентов композиции используют вермикулит, полимагнийфенилсилоксан и моторное масло, например, М-14-Д2(цл 30) ГОСТ 12337-84.

Вермикулит имеет следующий элементный состав:

Его брутто-формула: Mg·Fe0.8·Al0.4·Si2.1O9·H2O·(CaSiO3)0.9. Крупность размола вермикулита (до его модифицирования) - до 0,5-1,0 мкм.

Пример. Модифицирование вермикулита полимагнийфенилсилоксаном осуществляют следующим способом. 9,7 г вермикулита обрабатывают раствором 0,3 г полимагнийфенилсилоксана в 25 мл толуола. После нагрева до кипения полученную суспензию отделяют фильтрованием и сушат на воздухе.

Для получения композиции вермикулит, модифицированный полимагнийфенилсилоксаном, вводят в моторное масло (например, марки М-14-Д2(цл 30) ГОСТ 12337-84) из расчета 220-300 г смеси на литр и подвергают гидродинамической кавитационной диспергации» с частотой около 200 Гц в течение 30 минут.

Формирование антифрикционного покрытия на поверхности трения можно осуществлять фрикционным методом. Модифицирующий состав, состоящий из модифицирующего материала и масла, наносят на упрочняемую поверхность. В процессе упрочнения данную смесь подают в зону трения каждые 15-20 с капельным методом. При модифицировании конструкционных сталей (например, 45, 40Х и др.) предпочтительным является режим ступенчатого увеличения усилия прижатия индентора к упрочняемой поверхности: с интервалом 10 Н/мм, минимальная величина усилия 10 Н/мм, максимальная - 40 Н/мм, время воздействия при каждой нагрузке 1 минута. Толщина модифицированного слоя достигает 2-3 мкм.

Исследования триботехнических свойств покрытий проводили на универсальной машине трения модели УМТВК производства АО «АвтоВАЗ» (г. Тольятти) по схеме «ролик - колодка» при постоянной скорости скольжения 0,71 м/с. Для триботехнических испытаний образцы изготавливали из стали 45 в форме роликов диаметром 45 мм, шириной 10 мм. На исследуемых судовых СОД шейки коленчатых валов имеют твердость в интервале от 164 НВ до 58 HRC, поэтому часть образцов изготавливали из стали 45 без дополнительной термообработки, их твердость находилась в диапазоне 190-225 НВ (средняя величина твердости 212 НВ), часть образцов подвергали закалке с последующим отпуском для получения величин твердости 44±1, 54±1 и 62±1 HRC. Часть образцов различной твердости модифицировали. Перед проведением испытаний образцы полировали до Ra=0,32 мкм.

В качестве неподвижного образца использовались колодки, вырезанные из различных типов вкладышей СОД. Смазку пары трения осуществляли капельным способом (5-6 капель в минуту). Для смазки применялось работающее дизельное масло марки М-14-Д2(цл 30) ГОСТ 12337-84.

Модифицирование поверхности вращающегося образца проводили фрикционно-механическим методом при нагрузке 400 Н в течение 1 мин. Толщина модифицированного слоя достигает 1 мкм.

Анализ результатов сравнительных триботехнических испытаний пары трения «шейка вала - вкладыш подшипника» при различных упрочняющих покрытиях позволил установить:

- применение модифицирования шеек вала минеральными и органоминеральными материалами вне зависимости от ее исходной твердости позволяет повысить как ее износостойкость, так и трибосопряжения «шейка вала - вкладыш подшипника» не менее чем в 2 раза;

- эффективность от модифицирования шеек вала минеральными и органоминеральными материалами возрастает по мере снижения твердости шеек вала;

- наиболее высокие триботехнические характеристики достигаются при применении материалов: полимагнийфенилсилоксана и вермикулита, модифицированного полимагнийфенилсилоксаном, которые позволяют повысить износостойкость трибосопряжения до 8 раз (для незакаленной стали) в зависимости от нагрузки, снизить коэффициент трения и температуру в зоне трибоконтакта на больших нагрузках более чем в 2 раза, которые наиболее опасны вследствие создания условий для возникновения схватывания и задира (табл. 1).

Температура циркуляционного смазочного масла на входе в дизель для обеспечения заданной вязкости в зависимости от марки двигателя находится в пределах 40-60°C. Для определения влияния температуры циркуляционного смазочного масла на триботехнические свойства пары трения «сталь 45 - антифрикционное покрытие» были проведены ускоренные испытания в течение 1 ч при нагрузке 400 Н в условиях трения при граничной смазке. Установлено (табл. 2), что:

- при температуре циркуляционного масла свыше 40°C в трибосопряжении с неупрочненной сталью в условиях трения при граничной смазке резко возрастают: коэффициент трения, температура в зоне трибоконтакта и скорость изнашивания антифрикционного слоя вкладыша, что создает предпосылки для схватывания и задира и, соответственно, создания аварийной ситуации на дизеле;

- модифицирование поверхности стали полимагнийфенилсилоксаном и вермикулитом, модифицированным полимагнийфенилсилоксаном позволяет во всем диапазоне температур подогрева смазки повысить износостойкость сопряжения, снизить величины коэффициентов трения и температуры в зоне трибоконтакта и, соответственно, существенно повысить долговечность трибоузла. Причем по мере увеличения температуры подогрева масла эффект от модифицирования стали возрастает: уменьшаются величины скорости изнашивания стали и трибосопряжения в целом.

Анализ топографии испытуемых образцов показывает, что оптимальной топографией, обеспечивающей минимальную удельную нагрузку на поверхность вследствие увеличения опорной длины профиля, обладает поверхность стали после ее упрочнения вермикулитом, модифицированным магнийфенилсилоксаном (фиг. 4б). Профили микронеровностей после упрочнения вермикулитом, модифицированным магнийфенилсилоксаном, близки к ровной линии. Минимальные параметры шероховатости также характерны для данной композиции (табл. 3). Периодические микронеровности, расположенные на поверхности по направлению упрочнения и не имеющие острых выступов, обеспечивают получение поверхности, обладающей хорошей смазкоудерживающей способностью в условиях трения при граничной смазке, и высокую износостойкость. Благодаря минимальному удельному давлению на сопряженные поверхности и обеспечению наличия смазки уменьшается износ поверхности, сопряженной с композиционным покрытием, а также коэффициент трения и температура в трибоконтакте.

Примечание. В числителе приведено значение параметра по направлению вращения образца, в знаменателе - перпендикулярно направлению вращения образца.

При использовании заявленной композиции проявляются несколько эффектов, обеспечивающих повышение антифрикционных свойств композиции:

- скольжение относительно друг друга силикатных слоев модифицированного вермикулита;

- образование антифрикционного слоя за счет внедрения в кристаллическую решетку испытуемого материала ионов кремния, магния и алюминия, при этом создается основа, на которой формируется металлокерамическое покрытие. Доказательством этого является исследование полученного покрытия с помощью рентгеноэлектронной спектроскопии (РЭС - см. фиг. 2) и атомно-силовой микроскопии (АСМ). Морфологию поверхности образца исследовали с помощью атомно-силового микроскопа марки NTMDT Solver Р46.

Рентгеновский фотоэлектронный спектр получали на сверхвысоком вакуумном фотоэлектронном спектрометре фирмы "Omicron" (Германия) с полусферическим электростатическим анализатором (радиус кривизны 125 мм). В качестве источника - рентгеновская пушка с магниевым анодом (линия MgKα 1253.6 эв).

Перед исследованием с помощью АСМ и РЭС поверхность образца очищали от органической пленки травлением аргоном трижды непосредственно в камере фотоэлектронного спектрометра при вакууме 10-7 Торр и напряжении 1000 вольт в точке.

Полученный состав металлокерамической пленки на глубине до 100 нм выражается в атомных процентах:

- при упрочнении магнийфенилсилоксановым полимером: Fe=34.2, О=49.9, С=14.6, N=0.6, Ca=0.7;

3) при упрочнении вермикулитом, модифицированным магнийфенилсилоксаном: О=45.6, Fe=21.2, Al=18.7, С=10.7, Si=2.9, Са=1.1, N=0.5.

Высокое содержание углерода, кремния и алюминия свидетельствует об образовании антифрикционного металлокерамического покрытия, которое хорошо просматривается на снимках поверхностей, модифицируемых композициями различного состава, сделанных с помощью АСМ (фиг. 4а и фиг. 4б).

1. Способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей, включающий размещение между ними антифрикционной композиции, содержащей смешанную с углеводородным связующим смесь дисперсных серпентинсодержащего материала и вспученного вермикулита, отличающийся тем, что в качестве углеводородного связующего используют моторное масло, а в качестве серпентинсодержащего материала - искусственный полимагнийфенилсилоксан, которым модифицируют вспученный вермикулит, который при крупности твердых частиц не более 1 мкм вводят в моторное масло из расчета 220-300 г/литр, после чего смесь подвергают гидродинамической кавитационной диспергации до получения крупности твердых частиц от 0,05 мкм до 0,1 мкм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидродинамическую кавитационную диспергацию осуществляют с частотой 200 Гц, предпочтительно 30 минут.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области восстановления двигателей внутреннего сгорания путем нанесения износостойких металлоплакирующих покрытий на поверхности деталей при техническом обслуживании, ремонте и эксплуатации двигателей и может быть использовано на автотранспортных, авторемонтных и автосервисных предприятиях для повышения технических и экологических характеристик двигателей.

Заявленный способ относится к области научных и технических исследований микро- и наноструктуры диэлектрических органических и неорганических объектов методами растровой электронной микроскопии.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к формированию на поверхностях стальных изделий, применяемых для изготовления узлов и механизмов разного назначения, защитных поверхностных слоев.

Группа изобретений относится к послойному изготовлению объемных объектов. Способ включает обеспечение гибкой пленки и повторное осуществление циклов, включающих следующие этапы.

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство для формирования износостойких и антифрикционных покрытий на поверхности деталей содержит станину со столом, выполненным с возможностью установки и фиксации обрабатываемой детали, установку подачи технологической жидкости, пульт управления, приводы вращательного и поступательного движений шпинделя, силовой цилиндр, инструментальный узел, закрепленный на шпинделе и содержащий корпус, в котором расположены разжимной конус, верхний опорный конус и нижний опорный конус, плунжеры и колодки с зафиксированными в них натирами.

Изобретение относится к защите лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии. Способ включает нанесение на лопатку защитного покрытия.
Изобретение относится к способу ремонта лопаток энергетических установок. Способ включает подготовку поверхности лопатки.

Изобретение относится к области окисления поверхностей металлических изделий для обработки перед нанесением адгезивных слоев. Способ подготовки металлических изделий при производстве резинометаллических изделий перед нанесением адгезивного слоя включает обработку поверхности металлических изделий путем окисления в среде воздуха при температуре 220-250°C в течение 20-30 мин.

Изобретение является способом и относится к технологии модификации поверхностных слоев изделий из металлических материалов. Изобретение может быть использовано для модификации поверхности металлообрабатывающего инструмента и деталей машин в инструментальной, сельскохозяйственной, автомобильной, металлургической промышленности и др.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для нанесения противоизносных и антифрикционных покрытий из пластичных металлов на поверхности деталей сочленений транспортно-технологической техники.

Изобретение относится к области технологии машиностроения, а именно к способу упрочнения поверхностного слоя деталей, и может быть использовано для изготовления деталей машин из металлических черных и цветных сплавов методами резания. Осуществляют подготовку смазочно-охлаждающей жидкости путем приготовления полуфабриката смазочно-охлаждающей жидкости, содержащего следующие компоненты, мас. %: поверхностно-активное вещество - 0,5-1,0, минеральное масло - 1,0-3,0, дистиллированная вода - остальное, аэрирования упомянутого полуфабриката многоструйным радиальным потоком сжатого воздуха, ввода в него нанопорошка упрочняющего металла посредством тангенциальной струи сжатого воздуха с одновременным перемешиванием упомянутых полуфабриката смазочно-охлаждающей жидкости и нанопорошка упрочняющего металла с турбулизированием полученной смеси. Затем упомянутую смесь, полученную в виде потока жидкости, подвергают гидродинамической кавитационной обработке посредством сужения потока этой жидкости с получением в объеме жидкости кавитационных пузырьков. Имплантацию наночастиц в поверхность детали осуществляют путем доставки наночастиц с поверхности пузырьков в микротрещины и дислокации упрочняемой поверхности детали при «схлопывании» упомянутых пузырьков». Процесс имплантации проводят при концентрации кавитационных пузырьков в смазочно-охлаждающей жидкости в пределах 45-60 об. %. Обеспечиваются высокие механические и эксплуатационные свойства деталей в сочетании с упрощением технологического процесса, повышением его производительности и снижением себестоимости изготовления деталей. 2ил.

Изобретение относится к покрытиям для антикоррозионной защиты металлических конструкций и может быть использовано для всех металлических конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред, в частности для антикоррозионного покрытия морских судов и плавающих платформ в условиях высокоминерализованной морской воды и ультрафиолетового облучения солнечного спектра. Композиция содержит высокомодульное жидкое натриевое или литий-натриевое стекло с соотношением лития и натрия в пропорции 0,05-0,25 по молярной массе с силикатным модулем 3,5-4,5 и калиевое или калиево-литиевое стекло с соотношением лития и калия в пропорции 0,05-0,25 по молярной массе с силикатным модулем 4,5-6,5 в количестве 25-30% по массе от смеси с модифицирующей добавкой 0,5-2,0% по массе от готовой смеси вида (R1)kSi(R2)4-k, где R1 - радикал вида CnH2n+1, a R2 - радикал вида CnH2n+1O, k=0, или 1, или 2, или 3, или 4, и цинковый наполнитель в количестве 70-75% виде цинковой пыли с размером частиц 3-10 мкм. Предложенная композиция обеспечивает получение покрытий, обладающих повышенной эластичностью, водостойкостью и стойкостью к воздействию соляного тумана. 2 пр.

Изобретение относится к машиностроению и металлургии, а именно к устройству для формирования на поверхности полых стальных деталей наноструктурированных покрытий с эффектом памяти формы. Указанное устройство содержит вакуумную камеру, состоящую из полого охлаждаемого корпуса с патрубками для откачки воздуха и подачи аргона и крышки, внутри камеры установлена металлическая ванна, заполненная жидкометаллическим расплавом, вокруг ванны расположены нагревательные элементы, а между ними и корпусом - теплозащитные экраны, предохраняющие корпус вакуумной камеры от перегрева. Над ванной установлена металлическая труба, проходящая сквозь крышку и закрепленная в ней с возможностью вертикального перемещения. Нижний конец трубы выполнен с возможностью прикрепления к ее нижнему концу полой обрабатываемой детали с образованием замкнутой полости, верхний конец трубы, выступающий из камеры, соединен с рычагом, установленным на крышке для вертикального перемещения трубы. Снаружи трубы расположен патрубок для подачи охлаждающей среды, внутри трубы размещена полая трубка с патрубком для отвода охлаждающей среды. Заявленное устройство дополнительно содержит технологический модуль для ионной очистки поверхности обрабатываемой детали путем создания тлеющего разряда в вакуумной камере. Источник ионной имплантации металлов установлен на корпусе вакуумной камеры и соединен с блоком управления. Вокруг верхнего конца трубы с деталью установлено закрепленное на крышке вакуумной камеры приспособление для поверхностно-пластического деформирования нанесенного покрытия с получением наноструктурированного слоя с эффектом памяти формы. Обеспечивается повышение прочностных свойств, надежности покрытия детали, а также величины обратимой деформации и износостойкости. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при производстве поршневых машин. Способ включает первичную токарную обработку, закаливание внутренней рабочей поверхности гильзы токами высокой частоты и ее финишную обработку на хонинговальном станке. После финишной обработки на упомянутую рабочую поверхность гильзы наносят антифрикционное покрытие путем втирания под давлением слоя латуни толщиной 0,02-0,03 мм посредством вращающихся и вертикально-поступательно перемещающихся трех латунных роликов, установленных на головке латунирования, которую закрепляют в шпинделе упомянутого станка с возможностью регулирования скорости вращения. Упомянутые ролики смачиваются технологической жидкостью в виде СОЖ, используемой в упомянутом станке и состоящей из смеси глицерина с хлоридами металлов. При этом гильзу блока цилиндров устанавливают в оправку и прижимают верхним фиксатором с обеспечением равномерного расположения и прижатия в оправке, а длительность цикла нанесения антифрикционного покрытия устанавливают 60 секунд. Применение способа позволяет повысить эксплуатационную надежность деталей цилиндро-поршневой группы и технический ресурс всего двигателя. 1 ил.

Изобретение относится к технологии изготовления трехмерной металлической детали(11), представляющей собой деталь газовой турбины в виде лопатки, лопасти или теплового экрана, которая может быть использована в компрессоре, камере сгорания или турбинной секции газовой турбины. Деталь (11) последовательно выращивают из металлического базового материала (12) с помощью процесса аддитивного изготовления путем сканирования энергетическим лучом (14). Создают контролируемую ориентацию зерен по первичному и вторичному направлению детали (11). Вторичная ориентация зерен достигается применением конкретной картины сканирования энергетическим лучом (14) в последовательных слоях попеременно параллельно и перпендикулярно направлению, соответствующему наименьшему значению модуля Юнга. 2 н. и 10 з.п. ф-лы,7 ил.

Изобретение относится к области нанесения антифрикционных покрытий преимущественно на упорные поверхности пятникового узла грузовых вагонов и может быть также использовано в узлах трения различных машин. Способ нанесения антифрикционных покрытий на упорные поверхности пятникового узла грузовых вагонов включает операции предварительного нанесения на поверхность металла шероховатого слоя толщиной от 0,01 до 3,0 мм электроискровым методом с использованием электродов из средне- или высокоуглеродистых сталей и последующее нанесение антифрикционного слоя. На подготовленный шероховатый слой подогреваемым двухсопловым краскораспылителем наносят эпоксидный композит, состоящий из двух равных по массе и объему частей, подаваемых из разных сопел, - эпоксидной смоляной и отверждающей, смешивающихся в процессе нанесения, первая из которых, смоляная, состоит из низковязкой смолы - диглицидиланилина, и ускорителя отверждения - оксикислоты - в количестве от 1 до 5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы, а вторая, отверждающая, представляет собой нетоксичный жидкий аддукт, изготавливаемый взаимодействием пара-аминобензиланилина с диглицидиловым эфиром полиэпихлоргидрина при 10÷15-кратном избытке от стехиометрии пара-аминобензиланилина. Обе упомянутые части содержат одинаковые количества антифрикционных наполнителей, составляющих от 40 мас. ч. до 200 мас. ч. на смоляную и отверждающую части, состоящих из смеси рубленого углеродного волокна длиной от 2 до 30 мм и дисульфида молибдена в соотношении от 15:85 до 95:5, и дополнительно растворители в виде этилацетата или бутилацетата в количестве от 3 до 15 мас. ч. на 100 мас. ч. исходной смоляной и отверждающей частей, испаряющихся в процессе нанесения и отверждения. Обеспечивается повышение прочности и срока службы антифрикционного слоя, устранение выступающих неровностей и снижение коэффициента трения. 2 табл., 1 пр. .

Изобретение относится к области технологии химико-термической обработки металлических материалов и предназначено для термической обработки деталей пар трения. Способ химико-термической обработки деталей пар трения из стали мартенситного класса включает объемную закалку заготовок из стали и отпуск, механическую обработку и азотирование деталей на заданную глубину, проводимое в две ступени: первоначально при температуре 500-540°C в течение 10-20 часов, а затем при температуре 540-570°C в течение 20-40 часов. После отпуска заготовки нагревают со скоростью 30-50°C/час до температуры 450°C, выдерживают при температуре 450±10°C в течение 2-5 часов и охлаждают на воздухе. Обеспечивается повышение контактно-усталостной прочности деталей и увеличение работоспособности высоконагруженных деталей пар трения. 2 табл.

Изобретение относится к способу восстановления размеров корпуса моторно-осевого подшипника электровоза при помощи электродуговой металлизации. Способ восстановления размеров корпуса моторно-осевого подшипника электровоза электродуговой металлизацией. На внешнюю поверхность корпуса упомянутого подшипника предварительно наносят пастообразную композицию, состоящую из жидкой резольной фенолформальдегидной смолы, способной образовывать при температуре выше 700°C не менее 50% кокса от массы исходного продукта, наполненной мочевиной в массовом соотношении сухая резольная фенолформальдегидная смола: мочевина от 50:50 до 10:90, слоем толщиной от 1,0 мм до 5,0 мм, после чего осуществляют напыление расплавленных дугой бронзовых электродов потоком струи азота, находящегося в баллоне под давлением от 2 до 10 атмосфер. Обеспечивается восстановление размера корпуса упомянутого подшипника при существенном упрощении технологии и сокращении времени нанесения покрытия на внешнюю поверхность подшипника, при этом достигается полное исключение выгорания легирующих элементов и образования окислов металлов в процессе электродуговой металлизации при одновременном повышении поверхностной твердости и износостойкости покрытия за счет образования нитридов при взаимодействии металлов, входящих в состав электродов, и металлизируемой поверхности с активированным азотом. 2 табл., 1 пр. .

Изобретение относится к технологии плазменной обработки поверхности материалов, в частности, для создания высоконадежных защитных покрытий оболочек тепловыделяющих элементов (твэл) ядерного реактора. Способ плазменной обработки поверхности металлического изделия включает перемещение изделия в герметичной камере через зону обработки, в которой осуществляют модифицирование поверхности изделия потоками высокотемпературной плазмы и высокоэнергетичных фотонов из зоны разряда пинчевого типа, который осуществляют с частотой повторения импульсов в диапазоне от 1 до 5000 Гц и вводимой в разряд средней электрической мощностью, не превышающей 20 кВт, сформированного посредством разрядной системы с осесимметричными высоковольтным и заземленным электродами. Устройство для плазменной обработки поверхности металлического изделия содержит герметичную камеру, имеющую зону обработки, к которой герметично подсоединена разрядная система с осесимметричными высоковольтным и заземленным электродами, выполненными с возможностью формирования разряда пинчевого типа для обеспечения модифицирования поверхности изделия потоками высокотемпературной плазмы и высокоэнергетичных фотонов из зоны разряда пинчевого типа, и порт подачи плазмообразующего газа в зону разряда. Обеспечивается создание высокоэффективной технологии плазменной обработки поверхности материалов для очистки, нанесения и модификации покрытий, в частности оболочек твэл, надежно защищающих металлическую основу от разрушения в результате коррозии. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке слябов из низколегированных сталей перед нагревом под прокатку. Способ защиты поверхности сляба из низколегированной стали при прокатке включает напыление алюминиевого газотермического покрытия на широкие грани сляба перед его нагревом в методической печи под прокатку толщиной 0,60±0,02 мм, нагрев его до температуры кипения воды и нанесение поверх него покрытия в виде шамотной суспензии толщиной 1,0±0,02 мм. Техническим результатом изобретения является снижение толщины дефектного слоя, оставшегося на листах после нагрева слябов и их горячей прокатки. 2 пр.
Наверх