RU2165449C1

RU2165449C1 - Reconditioning composition for application of servovit coating to friction surfaces of machine parts

Info

Publication number: RU2165449C1
Application number: RU99118192/04A
Authority: RU
Inventors: ков Д.А. Тепл; Д.А. Тепляков; В.Н. Кожевников; А.И. Губанов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Промышленные технологии"
Priority date: 1999-08-19
Filing date: 1999-08-19
Publication date: 2001-04-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering, particularly, reconditioning compositions for formation of servovit coating to friction surfaces of machine parts for reconditioning of friction parts subject to wear. SUBSTANCE: carrier of reconditioning composition components is used in the form of lubricant with the following ratio of components, wt.%: nickel chloride, 25; cobalt chloride, 25; phosphorus-containing salts of alkali metal, 25; sodium ethylenediamine tetraacetate, 12.5; hydroquinone, 12.5. EFFECT: increased wear resistance and improved antifriction properties of friction surfaces of machine parts with application of servovit coating during operation of friction surfaces.

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к ремонтным составам для образования сервовитного покрытия на трущихся поверхностях деталей, и позволяет восстанавливать трущиеся поверхности, подверженные износу. The invention relates to mechanical engineering, in particular to repair compositions for the formation of a servo coating on the friction surfaces of parts, and allows you to restore the friction surfaces that are subject to wear.

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. Among the currently existing compositions for producing antifriction coatings on parts, the most common are compositions containing molybdenum disulfide SU 874748, SU 1247430. However, compositions with molybdenum disulfide have drawbacks. In particular, molybdenum disulfide is washed off from friction surfaces during running-in under the action of a lubricant, which significantly reduces the effectiveness of such coatings.

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. Known closest to the proposed and selected as the closest analogue repair composition for applying servo coatings on the friction surfaces of parts (RU 2041253). The composition contains an active substance, including at least one metal halide, a metal reducing agent, nickel sulfate, intended for alloying the deposited metal, and a carrier of the components of the composition. As a metal halide, the composition contains copper chloride, as a metal reducing agent, the composition contains (glycerin, and it contains water as a component carrier). Copper chloride is used to obtain a copper film on the friction surfaces of parts. Nickel sulfate is introduced to alloy the copper film with nickel. Glycerin is an active copper reducing agent.

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. The disadvantages of the above composition include the following. Firstly, particles of copper and alloys based on it have the ability to rivet on friction surfaces, while increasing their hardness and deteriorating plastic properties, as a result of which under severe operating conditions partial delamination of the servo-like clad film can occur, which leads to setting and seizure of surfaces friction, to reduce their wear resistance and deterioration of antifriction properties. Secondly, the use of water as a carrier of the components of the composition makes it difficult to apply the composition directly during operation of the parts.

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. The invention is aimed at solving the problem of increasing wear resistance and improving the antifriction properties of friction surfaces by eliminating scoring and the setting effect when applying a servovitic coating directly during operation of rubbing surfaces.

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.The essence of the invention lies in the fact that in the repair composition containing the active substance, including at least one metal halide, a reducing agent of the active substance, and the carrier of the components of the composition, it is proposed to additionally introduce a phosphorus-containing alkali metal salt into the active substance, while the carrier of the components of the composition use a lubricant, as metal halides - nickel and cobalt chlorides, as a reducing agent of the active substance - (EDTA) and hydroquinone in the following the total ratio of components in the lubricant, wt. %:
nickel chloride - 25
cobalt chloride - 25
alkali metal phosphorus salt - 25
ethylene diamine tetraacetate sodium - 12.5
hydroquinone - 12.5
In the present invention, the use of nickel and cobalt chlorides as halides, as well as the introduction of an alkali metal phosphorus salt into the active substance, makes it possible to obtain a servovitic coating from a two-phase Co ₂ P: Ni ₃ P mixture on the friction surface. HV and a high melting point (more than 1000 ^o C), which ensures an increase in antifriction properties and wear resistance, teasing and the effect of setting on friction surfaces are eliminated.

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.The use of EDTA and hydroquinone as a reducing agent for cobalt, nickel, and phosphorus on friction surfaces ensures the dominance of the reduction mechanism of coating deposition over the exchange one. In addition, the use of EDTA, which is a sodium salt, promotes alloying of the friction surface with an alkali metal, removal of oxide films, and an increase in the adhesion strength of a servovitic coating from a two-phase mixture of Co ₂ P: Ni ₃ P with the base metal.

Использование в качестве носителя действующего вещества смазочного материала позволяет наносить сервовитное покрытие на поверхности трения непосредственно во время эксплуатации деталей. The use of a lubricant as the carrier of the active substance makes it possible to apply a servo coating on the friction surface directly during the operation of the parts.

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]. The choice of the quantitative ratio of the components of the composition in the lubricant is due to the following. When the content of nickel chloride in the amount of 25 wt.% And cobalt chloride in the amount of 25 wt.% In the lubricant, the maximum deposition rate of Ni-Co-P coatings is observed, and with an initial concentration ratio of nickel and cobalt salts in the lubricant of 1: 1, the optimum Ni / Co ratio in the alloy is 65:35 [V.D. Evdokimov et al. Hardening of engineering materials. Handbook, M: 1994, p. 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. The composition is prepared as follows. The components of the composition are pre-milled in a ball mill to a particle size of 25-50 microns, and then mixed in an amount of 2-5 parts by weight with mineral oil, for example, SAE 30W motor oil. Then the resulting mixture is shaken and (or) subjected to ultrasound, achieving a stable suspension and partial dissolution of the components of the composition in the carrier.

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. Tests of the resulting composition were carried out on a shaft-block type friction machine. As a result of tests carried out on the friction surface, a brilliant servo coating with a light silver tint was obtained; yellowness typical of nickel deposits is absent. The thickness of the deposition on the parts is uniform, the porosity of the coating with a thickness of 16-18 microns and no longer detected. Servite coat service life of at least 1000 hours, setting and scoring on friction surfaces during testing were not detected.

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. In industry, the proposed servo coating can be used to increase the wear resistance and antifriction properties of parts of various configurations (molds, measuring tools, valve covers, pistons, etc.) operating in friction conditions at elevated temperatures.

Claims

Repair composition for applying a servo coating on the friction surfaces of parts containing an active substance, comprising at least one metal halide, a reducing agent of the active substance, and a carrier of components of the composition, characterized in that the active substance further comprises a phosphorus-containing alkali metal salt, while as a carrier the components of the composition uses a lubricant, as metal halides - nickel and cobalt chlorides, as a reducing agent of the active substance - sodium ethylenediaminetetraacetate and hydroquinone with the following ratio of components in the lubricant, wt.%:
Nickel Chloride - 25
Cobalt Chloride - 25
Alkali Metal Phosphorus Salt - 25
Ethylene diamine tetraacetate sodium - 12.5
Hydroquinone - 12.5