RU2788514C1 - Method for processing the working surfaces of the parts of the friction unit - Google Patents
Method for processing the working surfaces of the parts of the friction unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788514C1 RU2788514C1 RU2022118022A RU2022118022A RU2788514C1 RU 2788514 C1 RU2788514 C1 RU 2788514C1 RU 2022118022 A RU2022118022 A RU 2022118022A RU 2022118022 A RU2022118022 A RU 2022118022A RU 2788514 C1 RU2788514 C1 RU 2788514C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- coating
- pulse
- treated
- copper
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 42
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 25
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 16
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L Copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000010405 anode material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 7
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000001808 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, в частности, при нанесении износостойких и задиростойких покрытий на рабочие поверхности деталей узлов трения для повышения их надежности.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used, in particular, when applying wear-resistant and scuff-resistant coatings on the working surfaces of parts of friction units to increase their reliability.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известен принятый в качестве прототипа заявляемого изобретения способ нанесения защитного покрытия на поверхность детали, в процессе которого с помощью электроискрового легирования материал анода переносят на обрабатываемую рабочую поверхность детали при следующих электрических режимах источников импульсов: напряжении холостого хода Uxx для RC-генераторов или напряжении на рабочих электродах для разобщенных источников импульсов Up=10-200 В; токе короткого замыкания для RC-генераторов Iк.з.=0,5-10 А, рабочем токе Ip=0,5-10 А, для RC-генераторов Iк.з.=0,5×Iк.з.; емкости рабочих конденсаторов Сp=(10-600)×10-6 Ф; энергии импульсного разряда Wu=10-2-10 Дж, токе в импульсе Iu=0,05-1,5 кА; длительности импульса τu=10-6-10-3 с (стр. 42-43, Электроискровое легирование металлических поверхностей, авторы: А.Е. Гитлевич, В.В. Михайлов, Н.Я. Парканский, В.М. Ревуцкий, под редакцией Ю.Н. Петрова, Кишинев: Штиинца, 1985 г. - 198 с. (далее - [1])).Known from the prior art adopted as a prototype of the claimed invention is a method of applying a protective coating on the surface of a part, during which, using electrospark alloying, the anode material is transferred to the treated working surface of the part under the following electrical modes of pulse sources: open circuit voltage U xx for RC generators or voltage on the working electrodes for isolated pulse sources U p =10-200 V; short-circuit current for RC-generators I k.z. \u003d 0.5-10 A, operating current I p \u003d 0.5-10 A, for RC generators I short circuit \ u003d 0.5 × I short circuit ; capacities of working capacitors C p =(10-600)×10 -6 F; pulse discharge energy W u =10 -2 -10 J, pulse current I u =0.05-1.5 kA; pulse duration τ u =10 -6 -10 -3 s (pp. 42-43, Electrospark alloying of metal surfaces, authors: A.E. Gitlevich, V.V. Mikhailov, N.Ya. Parkansky, V.M. Revutsky , edited by Yu.N. Petrov, Kishinev: Shtiintsa, 1985 - 198 pp. (hereinafter - [1])).
Покрытие на поверхности детали, полученное путем применения известного из [1] способа, имеет антифрикционные свойства, однако противоизносные свойства такого покрытия недостаточно высоки.The coating on the surface of the part, obtained by applying the method known from [1], has anti-friction properties, however, the anti-wear properties of such a coating are not high enough.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей, на решение которой направлено патентуемое изобретение, и техническим результатом является повышение антифрикционных и противоизносных свойств покрытий на рабочих поверхностях деталей узла трения.The task to be solved by the patented invention and the technical result is to increase the antifriction and antiwear properties of the coatings on the working surfaces of the parts of the friction unit.
Решение указанной задачи путем достижения указанного технического результата обеспечивается тем, что способ обработки поверхности детали узла трения, включающий перенос материала анода с помощью электроискрового легирования на обрабатываемую рабочую поверхность детали при следующих электрических режимах источников импульсов: напряжении холостого хода или напряжении на рабочих электродах U=10-200 В; токе короткого замыкания Iк.з.=0,5-10 А; рабочем токе Ip=0,5-10 А; энергии импульсного разряда W=0,3-0,7 Дж; токе в импульсе Iu=0,05-1,5 кА; длительности импульса ε=10-6-10-3 с, отличается тем, что:The solution of this problem by achieving the specified technical result is ensured by the fact that the method of processing the surface of the part of the friction unit, including the transfer of the anode material using electrospark alloying to the work surface of the part to be treated under the following electrical modes of the pulse sources: open circuit voltage or voltage on the working electrodes U=10 -200 V; short circuit current I short circuit \u003d 0.5-10 A; operating current I p \u003d 0.5-10 A; pulse discharge energy W=0.3-0.7 J; current in the pulse I u =0.05-1.5 kA; pulse duration ε=10 -6 -10 -3 s, differs in that:
- в качестве материала анода при проведении электроискрового легирования используется материал БрАЖМц10-3-1.5, а деталь выполнена из углеродистой стали; причем электроискровое легирование проводят при частоте вращения электрода ω=(4-6)×103 об/мин в течение удельного времени τ=1,0-3,5 мин/см2;- BrAZhMts10-3-1.5 material is used as an anode material during electrospark alloying, and the part is made of carbon steel; moreover, electrospark alloying is carried out at an electrode rotation frequency ω=(4-6)×10 3 rpm for a specific time τ=1.0-3.5 min/cm 2 ;
- после электроискрового легирования полученное покрытие обрабатывают медным стержнем в среде из смеси глицерина с хлоридом меди, взятых в соотношении глицерин/хлорид меди от 97:3 до 99:1, при следующих рабочих параметрах: давлении на стержень р=50-120 МПа; скорости скольжения v=0,01-0,1 м/с; подаче стержня х=50-80 мкм/об; числе проходов стержня по обрабатываемой поверхности покрытия у=4-6; со съемом слоя нанесенного покрытия z=10-30%;- after electrospark alloying, the resulting coating is treated with a copper rod in a medium of a mixture of glycerol and copper chloride, taken in a ratio of glycerol/copper chloride from 97:3 to 99:1, with the following operating parameters: pressure on the rod p=50-120 MPa; sliding speed v=0.01-0.1 m/s; rod feed x=50-80 µm/rev; the number of passes of the rod on the treated surface of the coating y=4-6; with removal of the applied coating layer z=10-30%;
- после чего обработанное покрытие пассивируют, сушат и затем на него наносят композицию, содержащую в мас.%:- after which the treated coating is passivated, dried and then a composition is applied to it, containing in wt.%:
медь 4-12;copper 4-12;
политетрафторэтилен 2-8;polytetrafluoroethylene 2-8;
борат гликоля 2-8;glycol borate 2-8;
смазка ЦИАТИМ-201 - остальное до 100.lubricant CIATIM-201 - the rest up to 100.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков патентуемого изобретения и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.The causal relationship between the essential features of the patented invention and the achieved technical result is as follows.
Заявляемые пределы рабочих параметров переноса материала анода, в качестве которого используется материал БрАЖМц10-3-1.5, с помощью электроискрового легирования на обрабатываемую рабочую поверхность детали, выполненной из углеродистой стали, при следующих электрических режимах источников импульсов: напряжении холостого хода или напряжении на рабочих электродах U=10-200 В; токе короткого замыкания Iк.з.=0,5-10 А; рабочем токе Ip=0,5-10 А; энергии импульсного разряда W=0,3-0,7 Дж; токе в импульсе Iu=0,05-1,5 кА; длительности импульса ε=10-6-10-3 с, частоте вращения электрода ω=(4-6)⋅103 об/мин в течение удельного времени τ=1,0-3,5 мин/см2 обусловлены следующим. В процессе проведения экспериментов было установлено, что при проведении электроискрового легирования в пределах вышеуказанных рабочих параметров толщина формируемых слоев находится в пределах 0,01-0,12 мм, что является оптимальным для достижения технического результата изобретения, поскольку слишком толстые слои более 0,12 мм обладают низкой адгезией с подложкой, а их сплошность, равномерность и плотность резко снижаются, при этом слишком тонкие слои менее 0,01 мм быстро изнашиваются.The claimed limits of the operating parameters of the transfer of the anode material, which is used as the material BrAZhMts10-3-1.5, using electrospark alloying on the work surface of a workpiece made of carbon steel, under the following electrical modes of pulse sources: open circuit voltage or voltage at the working electrodes U =10-200 V; short circuit current I short circuit \u003d 0.5-10 A; operating current I p \u003d 0.5-10 A; pulse discharge energy W=0.3-0.7 J; current in the pulse I u =0.05-1.5 kA; pulse duration ε=10 -6 -10 -3 s, electrode rotation frequency ω=(4-6)⋅10 3 rpm during specific time τ=1.0-3.5 min/cm 2 due to the following. During the experiments, it was found that when conducting electrospark alloying within the above operating parameters, the thickness of the formed layers is in the range of 0.01-0.12 mm, which is optimal for achieving the technical result of the invention, since too thick layers are more than 0.12 mm have low adhesion to the substrate, and their continuity, uniformity and density are sharply reduced, while too thin layers of less than 0.01 mm wear out quickly.
При проведении экспериментов также было установлено, что за счет обработки полученного после электроискрового легирования покрытия стержнем из меди в среде из смеси глицерина с хлоридом меди, взятых в соотношении глицерин/хлорид меди от 97:3 до 99:1, при следующих рабочих параметрах: давлении на стержень р=50-120 МПа; скорости скольжения v=0,01-0,1 м/с; подаче стержня х=50-80 мкм/об; числе проходов стержня по обрабатываемой поверхности покрытия у=4-6; обеспечивается снятие z=10-30% толщины нанесенного слоя материала БрАЖМц10-3-1.5 с обрабатываемой рабочей поверхности детали, что является оптимальным для достижения технического результата заявляемого изобретения, поскольку эта операция необходима для создания оптимального соотношения между площадью срезанных при обработке вершин микронеровностей покрытия после электроискрового легирования и остальной площадью, заполненной материалом стержня после обработки рабочей поверхности указанным стержнем. При съеме менее 10% толщины электроискрового покрытия в трении будет участвовать слишком малая часть материала электроискрового покрытия, поэтому несущая способность и износостойкость детали будут невелики. При съеме более 30% толщины электроискрового покрытия, наоборот, в трении будет участвовать слишком большая часть материала электроискрового покрытия, что увеличит абразивность покрытия и, соответственно, снизит износостойкость узла трения деталей. При проведении экспериментов также было установлено, что при обработке стержнем с давлением на него менее р=50 МПа, скорости скольжения менее v=0,01 м/с, подаче менее x<50 мкм/об с числом проходов y<4 в среде, содержащей хлорид меди менее 1%, полученное покрытие из материала стержня не полностью заполняет впадины между вершинами неровностей электроискрового покрытия, что снижает износостойкость и антифрикционность узла трения деталей. При этом увеличение давления на стержень p>120 МПа, скорости скольжения v>0,1 м/с, подачи x>80 мкм/об и числа проходов у>6 в среде, содержащей более 3% хлорида меди, не приводит к повышению износостойкости и антифрикционности узла трения деталей, т.к. после заполнения впадин между вершинами неровностей электроискрового покрытия толщина покрытия, наносимого обработкой стержнем, не может превысить 3-5 мкм. Это является характерным свойством, присущим всем фрикционным методам нанесения покрытий.During the experiments, it was also found that due to the treatment of the coating obtained after electrospark alloying with a copper rod in a medium of a mixture of glycerol with copper chloride, taken in a ratio of glycerol/copper chloride from 97:3 to 99:1, at the following operating parameters: pressure on the rod p=50-120 MPa; sliding speed v=0.01-0.1 m/s; rod feed x=50-80 µm/rev; the number of passes of the rod on the treated surface of the coating y=4-6; removal of z=10-30% of the thickness of the applied layer of material BrAZhMts10-3-1.5 from the processed working surface of the part is ensured, which is optimal for achieving the technical result of the claimed invention, since this operation is necessary to create an optimal ratio between the area of the microroughnesses of the coating cut off during the processing of the peaks after electrospark alloying and the rest of the area filled with the material of the rod after processing the working surface of the specified rod. When removing less than 10% of the thickness of the electrospark coating, too little of the material of the electrospark coating will participate in friction, so the bearing capacity and wear resistance of the part will be low. When removing more than 30% of the thickness of the electrospark coating, on the contrary, too much of the material of the electrospark coating will participate in friction, which will increase the abrasiveness of the coating and, accordingly, reduce the wear resistance of the friction unit of the parts. During the experiments, it was also found that when processing with a rod with a pressure on it less than p=50 MPa, sliding speeds less than v=0.01 m/s, feed less than x<50 μm/rev with the number of passes y<4 in the medium, containing less than 1% copper chloride, the resulting coating of the rod material does not completely fill the depressions between the peaks of the irregularities of the electric spark coating, which reduces the wear resistance and antifriction of the friction unit of the parts. At the same time, an increase in pressure on the rod p>120 MPa, sliding speed v>0.1 m/s, feed x>80 μm/rev and the number of passes y>6 in a medium containing more than 3% copper chloride does not lead to an increase in wear resistance. and antifriction of the friction unit of parts, because after filling the depressions between the peaks of the irregularities of the electrospark coating, the thickness of the coating applied by processing with a rod cannot exceed 3–5 μm. This is a characteristic property common to all friction coating methods.
Пассивация с последующей сушкой обработанного покрытия обеспечивает повышение коррозионной стойкости полученного покрытия. При этом нанесение на полученное покрытие композиции, содержащей в мас.%: медь 4-12; политетрафторэтилен 2-8; борат гликоля 2-8; и смазки ЦИАТИМ-201 - остальное до 100, необходимо для осуществления взаимодействия между покрытием, нанесенным путем обработки стержнем, и указанной композицией, которое происходит при работе узла трения и заключается в способности композиции указанного состава регенерировать покрытие стержнем в наиболее нагруженных зонах фрикционного контакта деталей узла трения.Passivation followed by drying of the treated coating provides an increase in the corrosion resistance of the resulting coating. While applying to the resulting coating composition containing in wt.%: copper 4-12; polytetrafluoroethylene 2-8; glycol borate 2-8; and TsIATIM-201 lubricants - the rest up to 100, is necessary for the interaction between the coating applied by processing with a rod and the specified composition, which occurs during the operation of the friction unit and consists in the ability of the composition of the specified composition to regenerate the coating with the rod in the most loaded zones of frictional contact of the assembly parts friction.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков патентуемого изобретения и достигаемым техническим результатом также подтверждается представленными ниже экспериментальными данными.The causal relationship between the set of essential features of the patented invention and the achieved technical result is also confirmed by the experimental data presented below.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Ниже приведены частные примеры осуществления способа обработки поверхности детали узла трения.Below are particular examples of the implementation of the method of surface treatment of the part of the friction unit.
В вышеуказанных частных примерах была проведена обработка внутренних рабочих поверхностей восьми партий выполненных из Стали 45 втулок подшипников скольжения, при этом в каждой партии было по восемь втулок.In the above particular examples, the inner running surfaces of eight batches of Steel 45 plain bearing bushings were machined, with eight bushings in each batch.
При проведении электроискрового легирования использовалась установка марки ЭФИ-46. Перенос материала анода, в качестве которого использовался материал БрАЖМц10-3-1.5, с помощью электроискрового легирования на обрабатываемые внутренние рабочие поверхности втулок осуществлялся при различных электрических режимах источников импульсов, входящих в нижеперечисленные диапазоны и, для сравнения, выходящих за их пределы: напряжении холостого хода или напряжении на рабочих электродах U=10-200 В; токе короткого замыкания Iк.з.=0,5-10 А; рабочем токе Iк.з.=0,5-10 А; энергии импульсного разряда W=0,3-0,7 Дж; токе в импульсе Iu=0,05-1,5 кА; длительности импульса ε=10-6-10-3 с; частоте вращения электрода ω=(4-6)×103 об/мин; в течение удельного времени τ=1,0-3,5 мин/см2.Electrospark alloying was carried out using an EFI-46 unit. The transfer of the anode material, which was the material BrAZhMts10-3-1.5, with the help of electrospark alloying to the treated internal working surfaces of the bushings was carried out under various electrical modes of pulse sources included in the following ranges and, for comparison, beyond them: open circuit voltage or voltage on the working electrodes U=10-200 V; short circuit current I short circuit \u003d 0.5-10 A; operating current I k.z. \u003d 0.5-10 A; pulse discharge energy W=0.3-0.7 J; current in the pulse I u =0.05-1.5 kA; pulse duration ε=10 -6 -10 -3 s; electrode rotation frequency ω=(4-6)×10 3 rpm; during specific time τ=1.0-3.5 min/cm 2 .
После электроискрового легирования полученные покрытия на рабочих поверхностях втулок обрабатывали стержнем из меди марки М0 в среде из смеси глицерина с хлоридом меди, взятых в процентном соотношении глицерин/хлорид меди от 97:3 до 99:1, при следующих рабочих параметрах, входящих в нижеперечисленные диапазоны и, для сравнения, выходящих за их пределы: давлении на стержень р=50-120 МПа; скорости скольжения v=0,01-0,1 м/с; подаче стержня х=50-80 мкм/об; числе проходов стержня по обрабатываемой поверхности покрытия у=4-6; со съемом слоя нанесенного покрытия z=10-30%. Обработку полученных покрытий стержнем осуществляли с помощью устройства, содержащего корпус, внутри которого был закреплен подпружиненный фиксатор стержня. При этом указанное устройство было смонтировано в резцедержателе токарного станка, а обрабатываемые втулки были закреплены в патроне станка. Эта операция была необходима для создания оптимального соотношения между площадью срезанных при обработке вершин микронеровностей покрытий после электроискрового легирования и остальной площадью, заполненной материалом стержня после обработки рабочих поверхностей указанным стержнем.After electrospark alloying, the resulting coatings on the working surfaces of the bushings were treated with a M0 grade copper rod in a medium of a mixture of glycerol and copper chloride, taken in a percentage ratio of glycerol/copper chloride from 97:3 to 99:1, with the following operating parameters included in the following ranges and, for comparison, beyond their limits: pressure on the rod p=50-120 MPa; sliding speed v=0.01-0.1 m/s; rod feed x=50-80 µm/rev; the number of passes of the rod on the treated surface of the coating y=4-6; with removal of the applied coating layer z=10-30%. The processing of the obtained coatings with a rod was carried out using a device containing a housing, inside of which a spring-loaded rod retainer was fixed. In this case, the specified device was mounted in the tool holder of the lathe, and the bushings to be machined were fixed in the machine chuck. This operation was necessary to create an optimal ratio between the area of the microroughnesses of the coatings cut off during the processing of the peaks after electrospark alloying and the remaining area filled with the rod material after processing the working surfaces with the specified rod.
Затем обработанные покрытия рабочих поверхностей втулок пассивировали и сушили путем их выдержки на воздухе. После чего на полученные покрытия наносили композицию, содержащую в мас.%:Then the treated coatings of the working surfaces of the bushings were passivated and dried by exposure to air. After that, a composition containing in wt.% was applied to the obtained coatings:
медь 4-12;copper 4-12;
политетрафторэтилен 2-8;polytetrafluoroethylene 2-8;
борат гликоля 2-8;glycol borate 2-8;
смазка ЦИАТИМ-201 - остальное до 100.lubricant CIATIM-201 - the rest up to 100.
В первом примере для сравнения была проведена обработка внутренних рабочих поверхностей восьми выполненных из Стали 45 втулок подшипников скольжения из первой партии. При этом электроискровое легирование проводилось с помощью известного из прототипа [1] способа с последующей пассивацией и сушкой полученного покрытия. Причем в качестве материала анода использовался материал БрАЖМц10-3-1.5, обработка полученного покрытия медным стержнем отсутствовала, а на полученное после проведения электроискрового легирования покрытие была нанесена только смазка ЦИАТИМ-201 (пример №1 таблица 1).In the first example, for comparison, the internal running surfaces of eight 45 Steel plain bearing bushes from the first batch were machined. This electrospark alloying was carried out using known from the prototype [1] method, followed by passivation and drying of the resulting coating. Moreover, BrAZhMts10-3-1.5 material was used as the anode material, there was no treatment of the resulting coating with a copper rod, and only TsIATIM-201 lubricant was applied to the coating obtained after electrospark alloying (example No. 1, Table 1).
Во втором примере для сравнения была проведена обработка внутренних рабочих поверхностей восьми выполненных из Стали 45 втулок подшипников скольжения из второй партии. При этом согласно заявленному способу проводилось электроискровое легирование, обработка полученного покрытия медным стержнем, пассивация и сушка, а также нанесение композиции заявленного состава на полученное покрытие. Однако рабочие параметры и процентное содержание компонентов композиции имели значения ниже заявленных (пример №2 таблица 1).In the second example, for comparison, the inner running surfaces of eight 45 Steel plain bearing bushes from the second batch were machined. In this case, according to the claimed method, electrospark alloying was carried out, processing of the resulting coating with a copper rod, passivation and drying, as well as applying the composition of the claimed composition to the resulting coating. However, the operating parameters and the percentage of the components of the composition were lower than stated (example No. 2 table 1).
В третьем, четвертом и пятом примерах была проведена обработка внутренних рабочих поверхностей восьми выполненных из Стали 45 втулок подшипников скольжения из третьей, четвертой и пятой партий соответственно. При этом согласно заявленному способу проводилось электроискровое легирование, обработка полученного покрытия медным стержнем, пассивация и сушка, а также нанесение композиции на полученное покрытие заявленного состава. Причем рабочие параметры и процентное содержание компонентов композиции имели минимальные, средние и максимальные значения в соответствии с заявленным способом в третьем, четвертом и пятом примерах соответственно (пример №3, 4, 5 таблица 1).In the third, fourth, and fifth examples, the inner running surfaces of eight 45 Steel plain bearing bushes from the third, fourth, and fifth batches, respectively, were machined. In this case, according to the claimed method, electrospark alloying was carried out, processing of the resulting coating with a copper rod, passivation and drying, as well as applying the composition to the resulting coating of the claimed composition. Moreover, the operating parameters and the percentage of the components of the composition had minimum, average and maximum values in accordance with the claimed method in the third, fourth and fifth examples, respectively (example No. 3, 4, 5 table 1).
В шестом примере для сравнения была проведена обработка внутренних рабочих поверхностей восьми выполненных из Стали 45 втулок подшипников скольжения из шестой партии. При этом согласно заявленному способу проводилось электроискровое легирование, обработка полученного покрытия медным стержнем, пассивация и сушка, а также нанесение композиции на полученное покрытие заявленного состава. Однако рабочие параметры и процентное содержание компонентов композиции имели значения выше заявленных (пример №6 таблица 1).In the sixth example, for comparison, the internal running surfaces of eight steel 45 plain bearing bushes from the sixth batch were machined. In this case, according to the claimed method, electrospark alloying was carried out, processing of the resulting coating with a copper rod, passivation and drying, as well as applying the composition to the resulting coating of the claimed composition. However, the operating parameters and the percentage of the components of the composition were higher than stated (example No. 6 table 1).
В седьмом примере для сравнения была проведена обработка внутренних рабочих поверхностей восьми выполненных из Стали 45 втулок подшипников скольжения из седьмой партии. При этом согласно заявленному способу при средних значениях рабочих параметров проводилось электроискровое легирование, обработка полученного покрытия медным стержнем, пассивация и сушка, однако на полученное покрытие наносилась не композиция заявленного состава, а только смазка ЦИАТИМ-201 (пример №7 таблица 1).In the seventh example, for comparison, the internal running surfaces of eight Steel 45 plain bearing bushes from the seventh batch were machined. At the same time, according to the claimed method, at average values of the operating parameters, electrospark alloying was carried out, processing of the resulting coating with a copper rod, passivation and drying, however, not the composition of the claimed composition, but only the TsIATIM-201 lubricant was applied to the resulting coating (example No. 7 table 1).
В восьмом примере для сравнения была проведена обработка внутренних рабочих поверхностей восьми выполненных из Стали 45 втулок подшипников скольжения из восьмой партии. При этом согласно заявленному способу при средних значениях рабочих параметров проводилось электроискровое легирование, пассивация и сушка, и нанесение на полученное покрытие композиции заявленного состава со средними значениями процентного содержания ее компонентов. Однако этап обработки полученного покрытия медным стержнем в данном примере отсутствовал (пример №8 таблица 1).In the eighth example, for comparison, the internal running surfaces of eight steel 45 plain bearing bushes from the eighth batch were machined. At the same time, according to the claimed method, at average values of operating parameters, electrospark alloying, passivation and drying were carried out, and a composition of the claimed composition with average values of the percentage of its components was applied to the resulting coating. However, the stage of processing the resulting coating with a copper rod in this example was absent (example No. 8, table 1).
Сравнительную эффективность обработки внутренних поверхностей втулок каждой из восьми партий в соответствии с примерами 1 - 8, представленными в таблице 1, определяли по интенсивности их изнашивания IG, изменению коэффициента трения f в процессе испытаний и пути трения Lтр до достижения коэффициента трения равного 0,22 на стенде для испытаний, содержащем приваренное к стойке кольцо, внутри которого неподвижно закреплялась испытываемая втулка, внутренняя поверхность которой находилась в контакте с валом, соединенным с помощью муфты с валом электродвигателя таким образом, чтобы ось вала была смещена относительно оси вала электродвигателя и при вращении вала электродвигателя обеспечивалось вращательно-поступательное движение вала по внутренней поверхности втулки. При этом к втулке были присоединены тензометрические датчики, соединенные с потенциометром КСП-4, а также динамометр для измерения давления в зоне контакта вала с внутренней поверхностью втулки Рк.The comparative efficiency of processing the inner surfaces of the bushings of each of the eight batches in accordance with examples 1 - 8 presented in table 1 was determined by the intensity of their wear I G , the change in the friction coefficient f during testing and the friction path L tr until the friction coefficient is equal to 0, 22 on a test bench containing a ring welded to the rack, inside which the test bushing was fixedly fixed, the inner surface of which was in contact with the shaft connected by means of a coupling to the motor shaft in such a way that the shaft axis was displaced relative to the axis of the motor shaft and during rotation shaft of the electric motor, rotational-translational movement of the shaft along the inner surface of the sleeve was provided. At the same time, strain gauges connected to the KSP-4 potentiometer, as well as a dynamometer for measuring the pressure in the zone of contact between the shaft and the inner surface of the sleeve Р k were attached to the sleeve.
При проведении экспериментов по определению сравнительной эффективности обработки внутренних поверхностей втулок использовались следующие рабочие параметры: частота возвратно-поступательного движения вала по внутренней поверхности втулки составляла 1,9 Гц; давление в зоне контакта вала с внутренней поверхностью втулки Рк=16,4 МПа; угол качания вала внутри втулки составлял 39°; скорость скольжения вала по внутренней поверхности втулки составляла 2,6 см/с.When conducting experiments to determine the comparative efficiency of processing the inner surfaces of the bushings, the following operating parameters were used: the frequency of the reciprocating movement of the shaft along the inner surface of the bushing was 1.9 Hz; pressure in the zone of contact of the shaft with the inner surface of the sleeve P k =16.4 MPa; the swing angle of the shaft inside the sleeve was 39°; the sliding speed of the shaft along the inner surface of the sleeve was 2.6 cm/s.
В процессе проведения экспериментов по сигналу от тензометрических датчиков измерялся момент трения Мтр в зависимости от пройденного пути Lтр и выводился в виде диаграммы на ленту прибора КСП-4. После чего с помощью ЭВМ производился расчет силы трения Fтр в зависимости от Lтр с использованием формулы: Мтр=Fтр⋅R, где R - радиус вала, а затем определялся коэффициент трения Kтр в зависимости от Lтр с использованием формулы: Kтр=Fтр/Pк. Эксперимент по определению сравнительной эффективности обработки внутренних поверхностей проводился для каждой из восьми втулок восьми партий до того момента времени, когда определяемый коэффициент трения становился равным 0,22. Интенсивность изнашивания IG для каждой из втулок определялась путем деления разности масс каждой из втулок после нанесения покрытия до эксперимента по определению сравнительной эффективности обработки внутренних поверхностей и после него на пройденный путь вала по внутренней поверхности втулки.In the course of the experiments, the friction moment Мtr was measured by the signal from strain gauges depending on the distance traveled Ltr and displayed as a diagram on the tape of the KSP-4 device. Then, using a computer, the friction force F tr was calculated depending on L tr using the formula: M tr =F tr ⋅R, where R is the radius of the shaft, and then the coefficient of friction K tr was determined depending on L tr using the formula: K tr \u003d F tr / P to . An experiment to determine the comparative effectiveness of the processing of internal surfaces was carried out for each of the eight bushings of eight batches until the moment when the determined friction coefficient became equal to 0.22. The wear intensity I G for each of the bushings was determined by dividing the mass difference of each of the bushings after coating before and after the experiment to determine the comparative efficiency of processing the inner surfaces and after it by the distance traveled by the shaft along the inner surface of the bushing.
Усредненные для восьми втулок каждой из восьми партий начальные коэффициенты трения f, пути трения Lтр до достижения коэффициентов трения fL=0,22 и интенсивности изнашивания IG представлены в таблице 1 для всех примеров №1-8.Averaged for eight bushings of each of eight batches, the initial friction coefficients f, friction paths L tr until friction coefficients f L = 0.22 and wear rate I G are presented in table 1 for all examples No. 1-8.
Как показали представленные в таблице 1 экспериментальные данные по начальным коэффициентам трения f, путям трения Lтр до достижения коэффициентов трения fL=0,22 и интенсивностям изнашивания IG, заявляемый способ обработки поверхности детали узла трения в соответствии с примерами 3, 4, 5 обеспечивает наименьшие и примерно одинаковые средние значения величин интенсивности изнашивания IG, начальных коэффициентов трения f и наибольшие примерно одинаковые средние значения путей трения Lтр до достижения коэффициентов трения fL=0,22.As shown in Table 1 experimental data on the initial coefficients of friction f, friction paths L tr until friction coefficients f L =0.22 and wear rates I G , the inventive method of surface treatment of the part of the friction unit in accordance with examples 3, 4, 5 provides the smallest and approximately the same average values of wear intensity I G , initial friction coefficients f and the largest approximately identical average values of friction paths L tr until friction coefficients f L =0.22.
Промышленная применимостьIndustrial Applicability
Заявляемый способ обработки поверхности детали узла трения отвечает условию «промышленная применимость». Сущность технического решения раскрыта в формуле, описании и таблице достаточно ясно для понимания и промышленной реализации соответствующими специалистами, а используемые средства просты и доступны для промышленной реализации в области машиностроения.The claimed method of surface treatment of the part of the friction unit meets the condition of "industrial applicability". The essence of the technical solution is disclosed in the formula, description and table clearly enough for understanding and industrial implementation by the relevant specialists, and the tools used are simple and accessible for industrial implementation in the field of mechanical engineering.
Claims (8)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2788514C1 true RU2788514C1 (en) | 2023-01-20 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1456283A1 (en) * | 1986-05-26 | 1989-02-07 | Рижское высшее военное авиационное инженерное училище им.Я.Алксниса | Method of producing parts with antifriction coating and composition thereof |
| RU2119552C1 (en) * | 1997-10-17 | 1998-09-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт технологии упрочнения, восстановления и изготовления деталей "Ремдеталь" | Process of treatment of surface of part of friction unit and device for its realization |
| RU2319790C1 (en) * | 2006-08-14 | 2008-03-20 | Открытое Акционерное Общество "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт" (ОАО "ВТИ") | Method of machining of the friction block detail working surface for giving to it |
| RU2549810C1 (en) * | 2014-02-24 | 2015-04-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" | Method to produce wear-resistant and antifriction coating on working surface of part |
| WO2017202233A1 (en) * | 2016-05-26 | 2017-11-30 | 上海博友金属制品有限公司 | Metal surface mechanically-assisted electrothermal alloying preparation method |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1456283A1 (en) * | 1986-05-26 | 1989-02-07 | Рижское высшее военное авиационное инженерное училище им.Я.Алксниса | Method of producing parts with antifriction coating and composition thereof |
| RU2119552C1 (en) * | 1997-10-17 | 1998-09-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт технологии упрочнения, восстановления и изготовления деталей "Ремдеталь" | Process of treatment of surface of part of friction unit and device for its realization |
| RU2319790C1 (en) * | 2006-08-14 | 2008-03-20 | Открытое Акционерное Общество "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт" (ОАО "ВТИ") | Method of machining of the friction block detail working surface for giving to it |
| RU2549810C1 (en) * | 2014-02-24 | 2015-04-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" | Method to produce wear-resistant and antifriction coating on working surface of part |
| WO2017202233A1 (en) * | 2016-05-26 | 2017-11-30 | 上海博友金属制品有限公司 | Metal surface mechanically-assisted electrothermal alloying preparation method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГИТЛЕВИЧ А.Е. и др. Электроискровое легирование металлических поверхностей. Под редакцией Петрова Ю.Н., Кишинев: Штиинца, 1985, с. 42-43. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Amorim et al. | Surface modification of tool steel by electrical discharge machining with molybdenum powder mixed in dielectric fluid | |
| Teimouri et al. | Study of tool wear and overcut in EDM process with rotary tool and magnetic field | |
| RU2788514C1 (en) | Method for processing the working surfaces of the parts of the friction unit | |
| Jatti et al. | Effect of deep cryogenic treatment on machinability of NiTi shape memory alloys in electro discharge machining | |
| Liew et al. | Material deposition on aluminium by electrical discharge coating (EDC) with a tungsten powder suspension | |
| Markopoulos et al. | An Experimental investigation of machining aluminum alloy Al5052 with EDM | |
| Zan et al. | Study of graphite tool wear in EDM with water-based dielectrics and EDM oil | |
| Kandeva et al. | Influence of additives and selective transfer on wear reduction in the lubricated contact | |
| Sahu et al. | Performance of dielectric media (conventional EDM oil and distilled water) during machining of Inconel 825 super alloy | |
| Xie et al. | Damages on the lubricated surfaces in bearings under the influence of weak electrical currents | |
| Eskander | Minimization of losses in permanent magnet synchronous motors using neural network | |
| Zhu et al. | Effects of different electrode materials on high-speed electrical discharge machining of W9Mo3Cr4V | |
| Gangopadhyay et al. | Tool wear reduction through an externally applied electric current | |
| Upadhyay et al. | Experimental investigations into rotary magnetic field and tool assisted electric discharge machining using magneto rheological fluid as dielectric | |
| ENDo et al. | The wear of steel in lubricating oil under varying load | |
| JP2723435B2 (en) | EDM and EDM | |
| Korobko | Some aspects of electrorheology | |
| RU2549810C1 (en) | Method to produce wear-resistant and antifriction coating on working surface of part | |
| ENDo et al. | Wear Behaviours of Metals under Lubricated Condition and the Effect of Small Electric Potential | |
| CN111560280B (en) | Method for regulating and controlling permeability of lubricating liquid of friction interface | |
| Kolli et al. | Effect of additives added in dielectric fluid on electrical discharge machining of titanium alloy | |
| Sudheer et al. | Effect of MoS2 Powder-Mixed Electric Discharge Alloying on the Tribological Performance of Ti6Al4V | |
| SU1456283A1 (en) | Method of producing parts with antifriction coating and composition thereof | |
| US20100133238A1 (en) | Machining Fluid | |
| CN111843078B (en) | Electrode wire for wire cut electrical discharge machining and preparation method thereof |