RU2633436C1 - Modified antifriction layer formation method on friction unit working surfaces - Google Patents
Modified antifriction layer formation method on friction unit working surfaces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2633436C1 RU2633436C1 RU2016147018A RU2016147018A RU2633436C1 RU 2633436 C1 RU2633436 C1 RU 2633436C1 RU 2016147018 A RU2016147018 A RU 2016147018A RU 2016147018 A RU2016147018 A RU 2016147018A RU 2633436 C1 RU2633436 C1 RU 2633436C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- friction
- serpentine
- powder
- modified
- working surfaces
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/02—Coating starting from inorganic powder by application of pressure only
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам формирования модифицированного антифрикционного слоя на рабочих поверхностях узлов трения, изготовленных из материалов на основе железа, и может быть использовано в авиационной промышленности, машиностроении, металлургии, строительстве, автомобильном и железнодорожном транспорте, полиграфии, пищевой промышленности и др.The invention relates to methods for forming a modified antifriction layer on the working surfaces of friction units made of materials based on iron, and can be used in the aviation industry, mechanical engineering, metallurgy, construction, automobile and railway transport, printing, food industry, etc.
Для тяжелонагруженных узлов трения в большинстве случаев одновременно применяют технологии сухих слоистых смазок и технологии упрочнения (модификации) поверхностного слоя. Такие технологии модификации поверхностного слоя, как химико-термическая обработка, включающая насыщение поверхности некоторыми элементами периодической системы, например азотирование, цементация, требуют дополнительных длительных технологических операций в процессе изготовления деталей. Этого недостатка лишены технологии применения геомодификаторов трения на основе минерального сырья.For heavily loaded friction units in most cases, simultaneously apply the technology of dry layered lubricants and technology of hardening (modification) of the surface layer. Such surface layer modification technologies as chemical thermal treatment, including saturation of the surface with some elements of the periodic system, for example, nitriding, cementation, require additional lengthy technological operations in the manufacturing process of parts. The technology of using geomodifiers of friction based on mineral raw materials is deprived of this drawback.
Известно, что в складчатых, геосинклинальных областях земной коры так называемые серпентинитовые пояса выполняют буферную роль своего рода «твердых смазок», обеспечивающих пластичное перемещение смежных жестких платформ и плит относительно друг друга в периоды глубинных тектонических подвижек. Существует ряд технических решений, согласно которым в качестве наполнителя твердосмазочных композиций используются слоистые природные гидросиликаты: серпентинит, тальк, серпентин, нефрит, доломит и другие. Наличие порошка указанных соединений в смазочной композиции при определенных условиях ее изготовления и введения между трущимися поверхностями и их приработки приводит к образованию на трущихся металлических поверхностях защитной пленки, существенно уменьшающей их износ.It is known that in the folded, geosynclinal regions of the earth's crust, the so-called serpentinite belts play a buffer role of a kind of “solid lubricant” that provides plastic movement of adjacent rigid platforms and plates relative to each other during periods of deep tectonic movements. There are a number of technical solutions, according to which layered natural hydrosilicates are used as filler for solid lubricating compositions: serpentinite, talc, serpentine, nephrite, dolomite and others. The presence of the powder of these compounds in the lubricating composition under certain conditions of its manufacture and introduction between the rubbing surfaces and their running-in leads to the formation of a protective film on the rubbing metal surfaces, which significantly reduces their wear.
Известен способ модификации железосодержащих поверхностей узлов трения, включающий подачу в зону обработки поверхностей трения предварительно приготовленной смеси дисперсных частиц минералов в виде α-хризотила, ортохризотила, лизардита ленточного, доломита, графита, шунгита, катализатора и поверхностно-активного вещества (ПАВ) (RU, патент №2201998, С23С 24/02, 2001). Дисперсность частиц минеральных компонентов и катализатора составляет 1-30 мкм, а расход смеси - 0,0015-0,003 г/см2.A known method for modifying the iron-containing surfaces of friction units, including feeding to the treatment area of friction surfaces a pre-prepared mixture of dispersed particles of minerals in the form of α-chrysotile, orthochrysotile, tape lysardite, dolomite, graphite, shungite, catalyst and surface-active substance (surfactant) (RU, Patent No. 2201998, C23C 24/02, 2001). The dispersion of the particles of mineral components and the catalyst is 1-30 microns, and the flow rate of the mixture is 0.0015-0.003 g / cm 2 .
Недостатком данного способа является низкая эффективность восстановления, в частности, комбинированных узлов трения.The disadvantage of this method is the low recovery efficiency, in particular, of the combined friction units.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ модификации железосодержащих поверхностей трения, включающий подачу в зону обработки поверхностей трения предварительно приготовленной технологической среды, содержащей углеводородный носитель и 0,008-0,03 мас.% предварительно измельченной смеси минералов α-хризотила, ортохризотила, лизардита ленточного, доломита, катализатора и поверхностно-активного вещества (ПАВ) (RU, патент №2201999, С23С 24/02, 2001).Closest to the technical nature of the present invention is a method of modifying iron-containing friction surfaces, comprising supplying a pre-prepared process medium containing a hydrocarbon carrier and 0.008-0.03 wt.% Pre-ground mixture of minerals α-chrysotile, orthochrysotile, lysardite to the treatment area of friction surfaces tape, dolomite, catalyst and surface-active substances (surfactants) (RU, patent No. 2201999, C23C 24/02, 2001).
Недостатком данного способа является низкая эффективность технологического процесса из-за образования нестабильного модифицированного антифрикционного слоя, обязательное присутствие дорогостоящего катализатора, присутствие ПАВ, что приводит к загрязнению горючесмазочных веществ.The disadvantage of this method is the low efficiency of the process due to the formation of an unstable modified antifriction layer, the obligatory presence of an expensive catalyst, the presence of a surfactant, which leads to contamination of fuels and lubricants.
Предлагаемым изобретением решается задача образования стабильного модифицированного антифрикционного слоя на рабочих поверхностях узлов трения, изготовленных из материалов на основе железа. Техническим результатом является повышение эффективности технологического процесса за счет образования стабильного модифицированного антифрикционного слоя, содержащего интерметаллические соединения высокой твердости, не взаимодействующего с углеводородными материалами, и повышение срока службы машин и механизмов с узлами трения за счет увеличения износостойкости модифицированных поверхностей.The present invention solves the problem of the formation of a stable modified antifriction layer on the working surfaces of the friction units made of materials based on iron. The technical result is to increase the efficiency of the process due to the formation of a stable modified antifriction layer containing high hardness intermetallic compounds that do not interact with hydrocarbon materials, and increase the service life of machines and mechanisms with friction units by increasing the wear resistance of modified surfaces.
Технический результат достигается в способе формирования модифицированного антифрикционного слоя на рабочих поверхностях узлов трения, включающем предварительное определение параметров шероховатости Rzi рабочих поверхностей узла трения, подачу предварительно приготовленной смеси термообработанного и нетермообработанного порошка серпентина в зону трения, проведение притирки рабочих поверхностей узлов трения, при этом термообработке при температуре 1200-1300°С подвергают 10-50% порошка серпентина от его общего количества с последующим его охлаждением и смешиванием с оставшимся количеством нетермообработанного порошка серпентина, причем расход смеси порошка серпентина составляет 0,003-0,02 г/см2, а размер частиц порошка серпентина составляет не более 2 Rzмax, где Rzмax - максимальный параметр шероховатости рабочей поверхности узла трения.The technical result is achieved in the method of forming a modified antifriction layer on the working surfaces of the friction units, including preliminary determination of the roughness parameters Rz i of the friction unit working surfaces, supplying a pre-prepared mixture of heat-treated and non-heat-treated serpentine powder to the friction zone, grinding of the working surfaces of the friction units, while heat treatment at a temperature of 1200-1300 ° C, 10-50% of the serpentine powder of its total amount is subjected, followed by of cooling and mixing with the remaining amount of non-heat treated powder of serpentine, wherein the mixture flow is serpentine powder 0,003-0,02 g / cm 2, and serpentine powder particle size is not more than 2 MAX Rz wherein Rz MAX - Maximum working parameter friction unit of surface roughness .
Отличительными признаками предлагаемого способа формирования модифицированного антифрикционного слоя на рабочих поверхностях узлов трения являются использование смеси термообработанного и нетермообработанного порошка серпентина, предварительное определение параметров шероховатости Rzi рабочих поверхностей узла трения, термообработка при температуре 1200-1300°С 10-50% от общего количества порошка серпентина с последующим его охлаждением и смешиванием с оставшимся количеством нетермообработанного порошка серпентина, расход смеси порошка серпентина и размер частиц серпентина.Distinctive features of the proposed method for the formation of a modified antifriction layer on the working surfaces of friction units are the use of a mixture of heat-treated and non-heat-treated serpentine powder, preliminary determination of the roughness parameters Rz i of the friction unit working surfaces, heat treatment at a temperature of 1200-1300 ° С 10-50% of the total amount of serpentine powder followed by cooling and mixing with the remaining amount of non-heat-treated serpentine powder, pore mixture consumption serpentine scale and serpentine particle size.
В зоне трения порошок серпентина взаимодействует с поверхностью металлов и модифицирует ее. При этом происходит сглаживание микронеровностей, на поверхности образуется модифицированный антифрикционный слой, содержащий интерметаллические соединения высокой твердости. В результате чего улучшаются триботехнические характеристики узлов трения: наблюдается увеличение износостойкости трибосопряжений, снижение шероховатости поверхностей контактирующих тел, уменьшение коэффициента трения, что в итоге приводит к снижению потерь энергии или топлива, увеличению ресурса технических объектов, снижению затрат на ремонт и техническое обслуживание, снижению шума и вибрации.In the friction zone, serpentine powder interacts with the surface of metals and modifies it. In this case, micro-irregularities are smoothed out, and a modified antifriction layer containing intermetallic compounds of high hardness is formed on the surface. As a result, the tribotechnical characteristics of the friction units are improved: there is an increase in the wear resistance of tribological couplings, a decrease in the roughness of the surfaces of the contacting bodies, a decrease in the friction coefficient, which ultimately leads to a decrease in energy or fuel losses, an increase in the resource of technical objects, a decrease in repair and maintenance costs, and noise reduction and vibration.
Следует отметить, что при обычном трении детали контактируют на очень малой площади, составляющей 0,01-0,0001 номинальной площади сопряженных поверхностей, в результате чего участки фактического контакта испытывают весьма высокие напряжения, что приводит их к взаимному внедрению, пластической деформации и, следовательно, к интенсивному изнашиванию и локальному повышению температуры. При попадании частиц геомодификаторов на поверхности трения, работающие в условиях повышенных давления и температуры, происходят окислительно-восстановительные реакции и реакции замещения, в результате которых в местах трения и контакта с поверхностных слоем металлов образуется модифицированный слой. Поскольку кристаллы модифицированного слоя имеют в 50-60 раз более объемную кристаллическую решетку, чем кристаллы металла изношенной поверхности, они в общей массе приподнимаются над поверхностью контакта, компенсируя таким образом износ металла и реализуя ремонт и восстановление изношенных в процессе эксплуатации поверхностей.It should be noted that during normal friction, the parts come into contact on a very small area of 0.01-0.0001 of the nominal area of the mating surfaces, as a result of which the areas of actual contact experience very high stresses, which leads to their mutual penetration, plastic deformation, and therefore to intense wear and local temperature increase. When particles of geomodifiers get on the friction surface, operating under conditions of elevated pressure and temperature, redox reactions and substitution reactions occur, as a result of which a modified layer forms in the places of friction and contact with the surface layer of metals. Since crystals of the modified layer have a 50-60 times more voluminous crystal lattice than metal crystals of a worn surface, they rise in total mass above the contact surface, thus compensating for metal wear and realizing repair and restoration of worn surfaces during operation.
Использование смеси термообработанного и нетермообработанного порошка серпентина позволяет повысить твердость модифицированного антифрикционного слоя, содержащего интерметаллические соединения высокой твердости, и существенно уменьшить размеры микронеровностей. Присутствующие необходимые структурные составляющие (клиноэнстатит и форстерит) в термообработанной части порошка серпентина служат зародышами зон модификации слоя. Частицы нетермообработанного порошка серпентина способствуют локальному нагреву за счет выделения внутренней энергии при их деформации и разрушении, что, в свою очередь, способствует полному превращению серпентина и более полному формированию модифицированного антифрикционного слоя без заметного увеличения времени.Using a mixture of heat-treated and non-heat-treated serpentine powder allows to increase the hardness of the modified antifriction layer containing high hardness intermetallic compounds and significantly reduce the size of microroughnesses. The necessary structural components present (clinoenstatite and forsterite) in the heat-treated part of the serpentine powder serve as nuclei of the layer modification zones. Particles of non-heat-treated serpentine powder contribute to local heating due to the release of internal energy during their deformation and destruction, which, in turn, contributes to the complete conversion of serpentine and a more complete formation of a modified antifriction layer without a noticeable increase in time.
При введении порошков серпентина в зоны трения на рабочих поверхностях узлов трения образуется модифицированный антифрикционный слой, содержащий интерметаллические соединения высокой твердости. Твердые фракции порошка, попадая в тонкие зазоры между поверхностями трения, производят их микрошлифовку. Процесс сопровождается сильным разогревом поверхностей, которому способствует выделение внутренней энергии при деформации и разрушении частиц порошка серпентина. Высокие температуры размягчают поверхности трения вплоть до их перехода в пластическое состояние. В размягченные слои внедряются твердые частицы минералов, образуется композит "металл-минералы". Этот слой имеет очень хорошие противоизносные свойства и низкий коэффициент трения, чем обеспечивается резкое замедление скорости износа и, следовательно, продление ресурса деталей пар трения.When serpentine powders are introduced into the friction zones, a modified antifriction layer containing high hardness intermetallic compounds is formed on the working surfaces of the friction units. The solid fractions of the powder, falling into thin gaps between the friction surfaces, produce their micro grinding. The process is accompanied by a strong heating of the surfaces, which is facilitated by the release of internal energy during deformation and destruction of serpentine powder particles. High temperatures soften the friction surfaces until they transition to the plastic state. Solid particles of minerals penetrate into the softened layers, and a metal-mineral composite is formed. This layer has very good anti-wear properties and a low coefficient of friction, which ensures a sharp slowdown in the rate of wear and, consequently, an extension of the life of parts of friction pairs.
Превращение серпентина как неустойчивой системы в устойчивую при нагреве происходит последовательно, ступенями. На первой ступени в области 620-650°С образуется дегидратированный рентгеноаморфный серпентин 3MgO⋅2SiO2, названный метасерпентином. На второй ступени при температурах 650-1000°С кристаллическая решетка метасерпентина сначала перестраивается преимущественно в решетку форстерита 2MgO2⋅SiO2, а затем и клиноэнстатита MgO⋅2SiO2. На третьей ступени в интервале температур 1000-1300°С происходит преимущественно перестройка кристаллической решетки метасерпентина в решетку клиноэнстатита. В области температур 1200-1300°С метаморфные превращения прекращаются, и структура порошка становится стабильной, устойчивой к температурным колебаниям при трении. При этом твердость порошка возрастает (до 6,5 по Моосу). За счет внедрения в поверхность основного материала узлов трения термообработанных частиц образуются энергетически активные ювенильные поверхности, которые свободны от окислов, что обеспечивает большую связь термообработанных частиц порошка с основным материалом. В результате чего на рабочих поверхностях узлов трения образуется стабильный модифицированный антифрикционный слой.The transformation of serpentine as an unstable system into a stable one when heated occurs sequentially, in steps. At the first stage, in the region of 620–650 ° С, dehydrated X-ray amorphous 3MgO⋅2SiO 2 serpentine, called metaserpentin, forms. At the second stage, at temperatures of 650-1000 ° С, the metaserpentine crystal lattice is firstly rearranged predominantly into the 2MgO 2 ⋅SiO 2 forsterite lattice, and then MgO⋅2SiO 2 clinoenstatite. At the third stage, in the temperature range 1000–1300 ° С, the predominantly rearrangement of the metaserpentine lattice to the clinoenstatite lattice occurs. In the temperature range 1200–1300 ° С, the metamorphic transformations cease, and the powder structure becomes stable, resistant to temperature fluctuations during friction. In this case, the hardness of the powder increases (up to 6.5 according to Mohs). Due to the introduction of friction units of heat-treated particles into the surface of the base material, energetically active juvenile surfaces are formed that are free of oxides, which provides a greater connection between the heat-treated powder particles and the base material. As a result, a stable modified antifriction layer is formed on the working surfaces of the friction units.
Таким образом, при использовании смеси термообработанного и нетермообработанного порошка серпентина образовавшийся в результате воздействия на него температуры трения скольжения на поверхности трущейся пары модифицированный слой будет состоять из клиноэнстатита и форстерита, находящихся в кристаллическом состоянии. Устойчивое состояние модифицированного слоя возникает при температуре трения скольжения 1200-1300°С, соответствующей температуре термообработки порошка серпентина, при которой происходит полное протекание полиморфных процессов в исходном порошке серпентина. В результате в процессе дальнейшей эксплуатации этот слой становится независимым от возможных колебаний температур трения и, как следствие этого, приобретает стабильно высокие триботехнические свойства.Thus, when using a mixture of heat-treated and non-heat-treated serpentine powder, the modified layer formed as a result of exposure to the sliding friction temperature on the surface of a rubbing pair will consist of clinoenstatite and forsterite in a crystalline state. A stable state of the modified layer occurs at a sliding friction temperature of 1200–1300 ° C, corresponding to the heat treatment temperature of the serpentine powder, at which the polymorphic processes in the initial serpentine powder completely occur. As a result, during further operation, this layer becomes independent of possible fluctuations in the friction temperature and, as a result of this, acquires stable high tribological properties.
Выбранная температура 1200-1300°С термообработки части порошка серпентина является оптимальной для обеспечения полного протекания полиморфных процессов в соответствии с диаграммой равновесия. При температурах термообработки ниже 1200°С процесс протекания превращений идет не полностью и может препятствовать формированию стабильного модифицированного слоя. При температуре термообработки выше 1300°С не проходят требуемые полиморфные превращения.The selected temperature of 1200-1300 ° C heat treatment of part of the serpentine powder is optimal to ensure the complete flow of polymorphic processes in accordance with the equilibrium diagram. At heat treatment temperatures below 1200 ° C, the process of transformations does not proceed completely and may impede the formation of a stable modified layer. At a heat treatment temperature above 1300 ° C, the required polymorphic transformations do not pass.
Выбранное количество порошка серпентина 10-50% от общего количества порошка, которое подвергают термообработке, является оптимальным для формирования модифицированного слоя. При количестве порошка серпентина, подвергнутого термообработке, менее 10% и более 50% от общего количества процесс модификации поверхности затягивается во времени и приводит к формированию слоя, обладающего нестабильными антифрикционными свойствами.The selected amount of serpentine powder 10-50% of the total amount of powder that is subjected to heat treatment is optimal for the formation of the modified layer. When the amount of serpentine powder subjected to heat treatment is less than 10% and more than 50% of the total amount, the surface modification process is delayed in time and leads to the formation of a layer with unstable antifriction properties.
Расход смеси порошка серпентина, равный 0,003-0,02 г/см2, является оптимальным для создания модифицированного антифрикционного слоя на рабочих поверхностях узлов трения. При расходе смеси менее 0,003 г/см2 возникновение модифицированного антифрикционного слоя не происходит. При расходе смеси более 0,010 г/см2 скорость образования модифицированного антифрикционного слоя будет уменьшаться, что уменьшает эффективность процесса.The consumption of a mixture of serpentine powder, equal to 0.003-0.02 g / cm 2 , is optimal for creating a modified antifriction layer on the working surfaces of friction units. When the flow rate of the mixture is less than 0.003 g / cm 2 the occurrence of the modified antifriction layer does not occur. When the flow rate of the mixture is more than 0.010 g / cm 2, the rate of formation of the modified antifriction layer will decrease, which reduces the efficiency of the process.
Выбранный размер частиц серпентина, который составляет не более 2Rzмax, где Rzмax - максимальный параметр шероховатости рабочей поверхности узла трения, является оптимальным. Частицы порошка серпентина размером не более 2Rz поступают в зазор между трущимися поверхностями с учетом величин микровыступов и микровпадин и деформируются. Их деформация сопровождается выделением максимально возможного количества тепла, повышая температуру в очаге трения.The selected particle size of the serpentine, which is not more than 2Rz max , where Rz max is the maximum roughness parameter of the working surface of the friction unit, is optimal. Serpentine powder particles with a size of no more than 2Rz enter the gap between the rubbing surfaces, taking into account the values of microprotrusions and microdepressions and are deformed. Their deformation is accompanied by the release of the maximum possible amount of heat, increasing the temperature in the center of friction.
Способ формирования модифицированного антифрикционного слоя на рабочих поверхностях узлов трения осуществляется следующим образом.The method of forming a modified antifriction layer on the working surfaces of the friction units is as follows.
Предварительно определяют параметры шероховатости Rzi рабочих поверхностей узла трения. 10-50% от общего количества порошка серпентина подвергают термообработке при температуре 1200-1300°С. После чего порошок серпентина охлаждают и смешивают с оставшимся количеством. Приготовленную смесь термообработанного и нетермообработанного порошка серпентина подают в зону трения. Проводят притирку рабочих поверхностей узлов трения. Расход смеси порошка серпентина составляет 0,003-0,02 г/см2, а размер частиц серпентина составляет не более 2Rzмax, где Rzмax - максимальный параметр шероховатости рабочей поверхности узла трения.The roughness parameters Rz i of the working surfaces of the friction unit are preliminarily determined. 10-50% of the total amount of serpentine powder is subjected to heat treatment at a temperature of 1200-1300 ° C. Then the serpentine powder is cooled and mixed with the remaining amount. The prepared mixture of heat-treated and non-heat-treated serpentine powder is fed into the friction zone. Lapping of the working surfaces of the friction units is carried out. The consumption of the mixture of serpentine powder is 0.003-0.02 g / cm 2 and the particle size of the serpentine is not more than 2Rz max , where Rz max is the maximum roughness parameter of the working surface of the friction unit.
Конкретный пример осуществления способа формирования модифицированного антифрикционного слоя на рабочих поверхностях узловA specific example of the method of forming a modified antifriction layer on the working surfaces of the nodes
Десять стальных образцов узлов трения с цилиндрической поверхностью трения были обработаны по 5 классу шероховатости поверхности. Затем были определены значения параметров шероховатости Rzi рабочих поверхностей узла трения. Rzmax не превышало 20 мкм.Ten steel samples of friction units with a cylindrical friction surface were processed according to the 5th class of surface roughness. Then, the values of the roughness parameters Rz i of the working surfaces of the friction unit were determined. Rz max did not exceed 20 μm.
Порошок серпентина, прошедший через сито, был подвержен очистке от магнитных примесей методом магнитной сепарации. Далее порошок был разделен на две части, одна из которых составляла 10-50% по массе. Эта часть порошка была подвержена термообработке в муфельной печи в керамической посуде при температуре 1280°C с выдержкой 30 минут с последующим охлаждением на воздухе. Термообработанная часть порошка серпентина была смешана с нетермообработанной. Эта порошковая смесь малыми частями подавалась в зазор между рабочими поверхностями изготовленных образцов узлов трения. Изготовленные образцы подвергли притирке на универсальной машине трения МТУ-01 с одинаковым усилием прижима 0,35 кН при частоте вращения контртела - 280 мин-1. Суммарный расход порошка составлял не более 0,01 г на один квадратный сантиметр рабочей поверхности.Serpentine powder passing through a sieve was subjected to purification from magnetic impurities by magnetic separation. Next, the powder was divided into two parts, one of which was 10-50% by weight. This part of the powder was subjected to heat treatment in a muffle furnace in a ceramic bowl at a temperature of 1280 ° C for 30 minutes, followed by cooling in air. The heat-treated portion of the serpentine powder was mixed with non-heat-treated. This powder mixture was fed in small parts into the gap between the working surfaces of the manufactured samples of friction units. The fabricated samples were lapped on an MTU-01 universal friction machine with the same clamping force of 0.35 kN at a counterbody rotation frequency of 280 min -1 . The total powder consumption was not more than 0.01 g per one square centimeter of the working surface.
Серпентин при температурах трения скольжения претерпевает изменения. Процесс ступенчатого термического превращения неустойчивой системы порошка серпентина в интервале температур трения скольжения в устойчивую происходит последовательно, ступенями.Serpentine undergoes friction at sliding temperatures. The process of stepwise thermal transformation of an unstable system of serpentine powder in the temperature range of sliding friction into a stable one occurs sequentially, in steps.
После притирки провели измерение микротвердости поверхностного слоя образцов с использованием электронного твердомера ТЭМП-4. Для каждого образца определили среднюю микротвердость по очагу трения и стандартное отклонение микротвердости, по которому судили о стабильности процесса.After lapping, the microhardness of the surface layer of the samples was measured using an TEMP-4 electronic hardness tester. For each sample, the average microhardness was determined from the friction center and the standard deviation of microhardness, which was used to judge the stability of the process.
Полученные результаты показали, что на рабочих поверхностях сформировался устойчивый модифицированный слой, обладающий твердостью до 10% более высокой, чем исходная поверхность. При этом стандартное отклонение коэффициента трения и микротвердости модифицированного слоя существенно ниже, чем для других известных способов модификации, что свидетельствует о более высокой равномерности и стабильности антифрикционных свойств сформированного модифицированного слоя.The results showed that a stable modified layer was formed on the working surfaces, having a hardness of up to 10% higher than the initial surface. Moreover, the standard deviation of the coefficient of friction and microhardness of the modified layer is significantly lower than for other known modification methods, which indicates a higher uniformity and stability of the antifriction properties of the formed modified layer.
Предлагаемый способ формирования модифицированного антифрикционного слоя на рабочих поверхностях узлов трения позволяет повысить эффективность технологического процесса, снизить коэффициент трения железосодержащих поверхностей узлов трения, повысить износостойкость модифицированных поверхностей. Узлы трения, модифицированные по предлагаемому способу, в особенности высоконагруженные, могут эффективно эксплуатироваться в условиях сухого и граничного трения.The proposed method of forming a modified antifriction layer on the working surfaces of the friction units can improve the efficiency of the process, reduce the coefficient of friction of the iron-containing surfaces of the friction units, increase the wear resistance of the modified surfaces. Friction units modified by the proposed method, especially highly loaded, can be effectively operated in conditions of dry and boundary friction.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016147018A RU2633436C1 (en) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | Modified antifriction layer formation method on friction unit working surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016147018A RU2633436C1 (en) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | Modified antifriction layer formation method on friction unit working surfaces |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2633436C1 true RU2633436C1 (en) | 2017-10-12 |
Family
ID=60129520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016147018A RU2633436C1 (en) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | Modified antifriction layer formation method on friction unit working surfaces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2633436C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4794680A (en) * | 1985-12-20 | 1989-01-03 | Union Carbide Corporation | Novel wear-resistant laser-engraved ceramic or metallic carbide surfaces for friction rolls for working elongate members, method for producing same and method for working elongate members using the novel friction roll |
| RU2201999C2 (en) * | 2001-06-29 | 2003-04-10 | Нежданов Владимир Иванович | Method of modification of iron-containing surfaces of friction units |
| RU2201998C2 (en) * | 2001-06-29 | 2003-04-10 | Нежданов Владимир Иванович | Method of modification of iron-containing surfaces of friction units |
| RU2420562C1 (en) * | 2009-11-02 | 2011-06-10 | Кирилл Николаевич ДОЛГОПОЛОВ | Friction modifier |
| WO2012008890A1 (en) * | 2010-07-16 | 2012-01-19 | Applied Nano Surfaces Sweden Ab | Method for providing a low-friction surface |
-
2016
- 2016-11-30 RU RU2016147018A patent/RU2633436C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4794680A (en) * | 1985-12-20 | 1989-01-03 | Union Carbide Corporation | Novel wear-resistant laser-engraved ceramic or metallic carbide surfaces for friction rolls for working elongate members, method for producing same and method for working elongate members using the novel friction roll |
| RU2201999C2 (en) * | 2001-06-29 | 2003-04-10 | Нежданов Владимир Иванович | Method of modification of iron-containing surfaces of friction units |
| RU2201998C2 (en) * | 2001-06-29 | 2003-04-10 | Нежданов Владимир Иванович | Method of modification of iron-containing surfaces of friction units |
| RU2420562C1 (en) * | 2009-11-02 | 2011-06-10 | Кирилл Николаевич ДОЛГОПОЛОВ | Friction modifier |
| WO2012008890A1 (en) * | 2010-07-16 | 2012-01-19 | Applied Nano Surfaces Sweden Ab | Method for providing a low-friction surface |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4731381B2 (en) | Disc roll and base material for disc roll | |
| US3321338A (en) | Friction elements especially resistant to wear by abrasion | |
| JP2015510040A (en) | Local hardening of metal surfaces | |
| RU2633436C1 (en) | Modified antifriction layer formation method on friction unit working surfaces | |
| Babazadeh et al. | Wear characteristics of ADIs; a comprehensive review on mechanisms and effective parameters | |
| Mohamed et al. | Preparation and characterization of glass ceramic foams produced from copper slag | |
| Pandian et al. | Synergistic effect of Steel Slag-Molybdenum disulfide particles on fade-recovery performances of non-asbestos organic friction material | |
| SI21465A (en) | Friction material and procedure for manufacturing such a material as well as break pads, particularly break pads and procedure for their manufacture | |
| US11332624B2 (en) | Composition for coating friction surfaces | |
| JP7397029B2 (en) | Carburizing method for steel parts and method for manufacturing steel parts | |
| RU2410202C1 (en) | Procedure for production of item out of sintered composite material on base of tungsten carbide with binding of steel | |
| JP2010167529A (en) | Cut-wire-type long-life shot and manufacturing method of the same | |
| Ławrynowicz | Plastic deformation and softening of the surface layer of railway wheel | |
| Predki et al. | Influence of hardening on the microstructure and the wear capacity of gears made of Fe1. 5Cr0. 2Mo sintered steel | |
| RU2374174C2 (en) | Method of producing graphitised material | |
| RU2344105C2 (en) | Carbon-bearing fire-resistant material and method of production thereof | |
| Bogdanov et al. | SURFACE LAYER AND PERFORMANCE PROPERTIES OF SOLID WHEEL RIM. | |
| RU2623538C1 (en) | Method of modification of iron-containing surfaces of friction units | |
| CN117448623B (en) | Copper-based composite friction material containing modified sepiolite, and preparation method and application thereof | |
| Mitrovic et al. | Nanotribology investigations of composites based on Za-27 alloy reinforced by Al2O3 particles | |
| Reddappa et al. | Effect of rolling on microstructure and wear behavior of hot rolled Al6061-Beryl composites | |
| RU2441048C1 (en) | Finishing-lapping paste with mineral fillers | |
| RU2757748C1 (en) | Composition of charge for slip coatings | |
| CN103252493B (en) | Production method of sprocket powder metallurgy material | |
| KR20140029948A (en) | Manufacturing method of lithium complex grease |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201201 |