Способ обработки изделий из пористыхматериалов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 110679 (2!) 2781197/25-27

Союз Советских

Социалистических

Республик

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070681.Бюллетень N9 21 (53) УДК 621.822, ", . 5 (088. 8) Ъ

Дата опубликования описания 07,06 81

-,A. Духовский, С.С. Карапетян, A.g. Клейман, Б.М. Кривицкий, М.И. Малтинский, Н.А. Му

A,В. Хомяков и В.А. Залавков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

1 (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРИСТЫХ

МАТЕРИАДОВ

Изобретение относится к способам антифрикционной обработки керамических.деталей, используемых в узлах трения.

Известен способ обработки иэделий из пористых материалов, например ке,рамических, путем насыщения их пор антифрикционным материалом, например политетрафторэтиленом (1j., Согласно этому способу суспензию политетрафторэтилена прогоняют под избыточным давлением через поры керамического ма;ериала, При этом происходит заполнение пор частицами политетрафторэтилена, в результате чего улучшаются фрикционные характеристики материала.

Указанный способ применим только в том случае, когда размеры пор керамики намного больше размера частиц политетрафторэтилена, содержащихся в суспензии (размер частиц порошка Ф-4-Д в суспензии политетрафторэтилена находится в пределах от 0,1 до 2 мкм (ОСТ 95.419-7. Смаз- ки УПИ, КС6 КСТ, 5А, жидкости Б-1, М-1).

Кроме того, засорение пор технологическими примесями, сорбированныии веществами и мелкими частичками политетрафторэтилена препятствует глубокому и полному насыщению смазочным материалом поверхностного слоя..

Недостатком этого способа является также ухудшение чистоты поверхности и увеличение габаритов обрабатываемых изделий в том случае, когда величина выступающих из пор частичек фторопласта превышает среднюю высоту иикронеровностей поверхности керамики, что ухудшает условия работы изделий в узлах трения.

Целью изобретения является улучшение антифрикционных свойств иелкопористых материалов (увеличение изиосостойкости и снижение коэффициента трения поверхности) без изменения геометрических размеров иэделия путем предварительной очистки пор

2О от примесей и полииериэации мономера антифрикционного материала в процессе заполнения им пор.

Поставленная цель достигается тем, что перед насыщением изделия помещают в вакуумную камеру, обеспечивая в этой камере давление 10 10 мм рт, ст., подвергают воздействию тлеющего электрического разряда при непрерывном обеспечении упомянуN того диапазона давлений в камере, 836407 а насыщение произвоцят путем заполнения камеры парами мономера смазочнсго вещества, например фторированными непредельными углеводородами, при непрерывном воздействии тлеющего электрического разряда с одновременным поддержанием в камере парци5 ального давления паров мономера от 1 до 100 мм рт.ст.

Обработка иэделий из пористого материала тлеющим электрическим разрядом в вакууме при непрерывной откачке камеры способствует интенсивной очистке пор от примесей, а последующая обработка в парах мономера смазочного вещества обеспечивает t5 его полное и глубокое проникновение в поры материала и полимеризацию мономера в сорбированном слое под действием тлеющего разряда, при этом образующиеся на поверхности мо- 20 номолекулярные пленки полимера не увеличивают габариты иэделий, поскольку их толщина несоизмеримо меньше высоты микронеровностей шлифовальной поверхности. Промывка иэделий после извлечения азиз вакуумной камеры обеспечивает очистку поверхности от продуктов неполной полимеризации мономера, Согласно изобретению используют изделия из керамических материалов марки К-95, XC-22. С целью получения специфических свойств в качестве мономеров антифрикционных материалов применяют тетрафторэтилен, фторпропилен, фторкеросины и т.п °

Пример. В соответствии с предлагаемым способом проводят обработку образцов из керамических материалов марки К-95 и XC-22, пористостью 5-10%, с размером пор от 40

0,05 да 0,5 мкм, обработанных по

14 классу чистоты (средняя высота микронеровностей 0,05 мкм).

Изделия из керамики в виде колец 4 с наружным диаметром 20 мм, внутренним диаметром 10 мм и толщиной

3 мм помещают в гермстичную камеру (объемом 3 л) лабораторной вакуумной установки. Камеру откачивают до давления 10 10 мм рт.ст. Укаэанный диапазон соответствует верхнему пределу давлений, достигаемому с помощью обычных форвакуумных насосов, и давлению насыщенных паров большинства загрязнений, что обеспечивает их десорбцию с поверхности материала. Далее без отключения средств откачки в камере возбуждают тлеющий разряд путем подачи на электроды напряжения 600-800 В с частотой Я)

50 Гц. Давление в камере увеличивается (это связано с десорбцией загрязнений), а затем по мере очистки поверхности постепенно вновь уменьшается и достигает выаеназванного диапазона давлений (обычно через

15-60 мин в зависимости от скорости откачки вакуумного насоса). Затем камеру заполняют парами мономера фторированного непредельного углеводорода, например тетрафторэтилена, Парциальное давление паров в камере поддерживают в пределах от 1 до

100 мм рт.ст. Верхний предел этого диапазона ограничен возможностями поддержания тлеющего разряда в условиях относительно высокого давления, при давлениях ниже 1 мм рт.ст. время обработки возрастает в 5-10 раз, что делает процесс неприемлимым для промышленного использования (обычно время проведения этой стадии обработки 60-90 мин) .

Затем образцы извлекают из вакуумной камеры, промывают иэопропиловым спиртом и сушат.

Фрикционные характеристики обработанных образцов керамики — износостойкость и коэффициент трения поверхности определяют известным способом путем испытаний на стадийной машине трения и проведения весовых замеров -износа, В результате испытаний установлено, что предлагаемый способ обработки керамических материалов позволяет в 2-5 раз увеличить их износостойкость и в 1,5-2 раза снизить начальный коэффициент трения их поверхности без изменения других поверхностных и геометрических характеристик, что значительно увеличивает работоспособность узлов трения из этих материалов.

Формула изобретения

Способ обработки изделий из пористых материалов, преимущественно керамических,,путем насыщения их пор антифрикционным материалом, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения антифрикционных свойств мелкопористых материалов без изменения геометрических характеристик иэделий, перед насыщением иэделия помещают в вакуумную камеру, обеспечивая в этой камере давление 10 10 мм рт.ст,, подвергают воздействию тлеющего электрического разряда при непрерывном обеспечении упомянутого диапазона давлений в камере, а насыщение производят путем заполнения камеры парами мономера смазочного вещества, например фторированными непредельными углеводородами, при непрерыв,ном воздействии тлеющего электри836407

Составитель Т .. Хромова

Редактор Г, Бельская Техред Е. Гаврилешко Корректор В. Бут яга

Тираж 860 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д, 4/5

Заказ 3033/26

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 ческого разряда с одновременным поддержанием в камере парциального давления паров мономера от 1 до

100 мм рт.ст.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 158823, кл. С 04 В 41/00, 1960,