PL130803B2 - Method of producing antifriction coatings of aluminium and its alloys - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania powlok slizgowych z aluminium lub jego stopów, zwlaszcza powlok lozysk i cylindrów maszyn i urzadzen.Znany jest sposób elektrolitycznego wytwarzania powlok tlenkowych na gladziach cylindrów aluminiowych, na przyklad z opisu patentowego polskiego nr 101 696. Dla uzyskania odpowied¬ nich warunków pracy cylindrów i elementów z nim wspólpracujacych stosuje sie srodki smarne.Znany z opisu patentowego polskiego nr 114415 sposób wytwarzania powlok slizgowych polega na wykonaniu na warstwie tlenkowej metoda tarciowa powloki bezsmarowej przez szlifo¬ wanie przyrzadem zaopatrzonym w odpowiednia wkladke z tworzywa z wypelniaczem grafito¬ wym. W tym procesie mechanicznym na skutek tarcia i zuzycia adhezyjnego i sciernego przenosi sie znaczna czesc produktów zuzycia tworzywa na powloke tlenkowa. Uzyskuje sie w ten sposób jednolita i szczelna powloke bezsmarowa o duzej gladkosci. Jest to powloka ciagla zwiazana z podlozem, która rozgranicza warstwe tlenkowa od drugiego tworzywa elementu skojarzenia slizgowego.Wedlug opisu patentowego RFN nr 2522926, warstwe tlenkowa pokrywa sie na drodze elektrolitycznej jednym metalem lub kilkoma warstwami kolejnymi. Uzyskuje sie w ten sposób powierzchnie zewnetrzna monometaliczna ciagla i szczelna z metalu, który zostal nalozony jako ostatni w procesie. W obu wymienionych sposobach wspólpraca skojarzenia slizgowego odbywa sie ponad warstwa tlenkowa z materialu, który oddziela te warstwe od drugiego elementu slizgo¬ wego. Warstwa oddzielajaca jest wykonana ze sztucznego tworzywa albo w drugim przypadku z metalu lub warstw metali nakladanych kolejnojako ciagle i szczelne warstwy slizgowe. Wszystkie opisane sposoby i uzyskane powierzchnie slizgowe cylindrów dobrze spelniaja swoje zadanie w ustabilizowanych i okreslonych warunkach pracy, natomiast przy specjalnych obciazeniach i w warunkach utrudnionych wystepuja trudnosci i awarie.Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu wytwarzania powlok slizgowych z alumi¬ nium, aby uzyskac powloki o duzej odpornosci i sprawnosci eksploatacyjnej. Cel ten udalo sie osiagnac dzieki zastosowaniu sposobu, który jest przedmiotem wynalazku.2 130803 Istota sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze podczas elektrolitycznego utleniania aluminiowych cylindrów lub lozysk tworzy sie najpierw w powloce tlenkowej pory o wielkosciach i ilosciach dobranych w zaleznosci od rodzaju obciazenia powloki slizgowej. Nastepnie wprowadza sie do tych porów na przemian rózne metale o wysokiej wytrzymalosci mechanicznej i dobrych wlasciwosciach trybologicznych, na przyklad nikiel, chrom i/lub cyne. Wprowadzenie róznych metali do porów najkorzystniej realizuje sie tak, aby mniejsze pory byly wypelniane calkowicie, a wieksze tylko w czesci. Czesciowo wypelnione pory w pierwszej fazie, poddaje sie nastepnej lub w wielu fazach kolejnemu wypelnianiu innym metalem tak, aby uzyskac w jednej powloce powierzch¬ nie mozaikowa z róznych metali. Pory nie sa calkowicie wypelnione tymi metalami tak, aby wolna przestrzen mozna bylo wypelnic odpowiednim srodkiem smarnym. Utworzona zgodnie z wynalaz¬ kiem powierzchnia mozaikowa z róznych metali zapewnia uzyskanie wysokiej wytrzymalosci i odpornosci na zuzycie mechaniczne, chemiczne i termiczne, a nadto umozliwia stosowanie jej w zróznicowanych warunkach temperaturowych i rodzajach smarowania.Sposób wedlug wynalazku, przy niewielkiej grubosci warstwy i dobrej przyczepnosci powloki pozwala uzyskac odpornosc na duze obciazenia cieplne, dzieki zróznicowanemu mozaikowemu ukladowi róznego rodzaju metali w jej porach, co nalezy do podstawowych cech i zalet wynalazku.Przedmiotem wynalazku jest uwidoczniony w przykladowym wykonaniu na rysunku, który przedstawia w znacznym powiekszeniu wycinek przekrojowy powloki slizgowej.W powloce tlenkowej 1 podczas elektrolitycznego utleniania tworzy sie pory 2 o wielkosciach i ilosciach w zaleznosci od rodzaju obciazenia. Nastepnie w pierwszej fazie wprowadza sie do tych porów metal 3, na przyklad nikiel. Male pory wypelniaja sie calkowicie, a wieksze tylko czesciowo.W drugiej fazie wprowadza sie metal 4, na przyklad chrom, w ilosci wypelniajacej calkowicie wieksze pory.Takiewypelnianie porów 2 róznymi metalami odbywac sie moze na drodze elektroli¬ tycznej lub inplantacji jonowej. Obydwie metody daja podobne rezultaty. Przy dobieraniu odpo¬ wiednich parametrów procesu i czasu kwantowania uzyskuje sie ograniczone wypelnianie warstwy porowatej. Pozostala niewypelniona czesc porów wypelnia sie podczas eksploatacji urzadzenia odpowiednimi srodkami smarnymi.W przypadku stosowania inplantacji jonowej, po utlenianiu powierzchni aluminium lub jego stopów, w warstwe tlenkowa inplantuje sie jonowo odpowiednie ilosci metali.Przyklad. Powierzchnie slizgowa lozyska aluminiowego najpierw utlenia sie w elektroli¬ tach czynnych, tworzac warstwe tlenkowa 1 z porami 2. Po usunieciu elektrolitu pozostalego z utleniania, lozysko umieszcza sie w kapieli niklowej gdzie za pomoca urzadzenia sterujacego wprowadza sie do utworzonych porów z góry zaprogramowana dawke niklu tak, aby pory najwieksze wypelnily sie w 1/3 czesci, pory mniejsze w 2/3, a pory najmniejsze wypelnily sie calkowicie. Po usunieciu kapieli niklowej operacje powtarza sie w podobny sposób lecz przy innych parametrach dla kapieli chromujacej wypelniajac calkowicie lub czesciowo istniejace jeszcze pory.Po usunieciu elektrolitu chromujacego wprowadza sie kapiel cynowa i w podobny sposób dokonuje sie wprowadzenia cyny do pozostalych nie wypelnionych jeszcze porów.Takwykonana powierzchnia slizgowa lozyska aluminiowego, ma uklad mozaikowy zlozony z róznych metali rozmieszczonych w porach 2 tlenkowej powloki 1. Charakteryzuje sie ona znakomitymi wlasciwos¬ ciami trybologicznymi, wysoka wytrzymaloscia i odpornoscia na zuzycie mechaniczne, chemiczne i termiczne.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania powlok slizgowych z aluminium i jego stopów w postaci powlok tlenko¬ wych na drodze elektrolitycznego utleniania, zwlaszcza powlok lozysk i cylindrów maszyn i urzadzen, znamienny tym, ze w powloce tlenkowej najpierw wykonuje sie pory o wielkosciach i ilosciach dobranych w zaleznosci od rodzaju obciazenia powloki slizgowej, a nastepnie wprowadza sie do tych porów na przemian rózne metale tak, aby mniejsze pory byly wypelniane calkowicie a wieksze tylko w czesci, przy czym czesciowo wypelnione pory w pierwszej fazie, poddaje sie w drugiej i nastepnych fazach kolejnemu wypelnianiu innym metalem tak, aby uzyskac w jednej powloce powierzchnie mozaikowa skladajaca sie z róznych metali.130803 7 4 5 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania powlok slizgowych z aluminium i jego stopów w postaci powlok tlenko¬ wych na drodze elektrolitycznego utleniania, zwlaszcza powlok lozysk i cylindrów maszyn i urzadzen, znamienny tym, ze w powloce tlenkowej najpierw wykonuje sie pory o wielkosciach i ilosciach dobranych w zaleznosci od rodzaju obciazenia powloki slizgowej, a nastepnie wprowadza sie do tych porów na przemian rózne metale tak, aby mniejsze pory byly wypelniane calkowicie a wieksze tylko w czesci, przy czym czesciowo wypelnione pory w pierwszej fazie, poddaje sie w drugiej i nastepnych fazach kolejnemu wypelnianiu innym metalem tak, aby uzyskac w jednej powloce powierzchnie mozaikowa skladajaca sie z róznych metali.130803 7 4 5 PL