SU1668471A1

SU1668471A1 - Method of treating friction pairs

Info

Publication number: SU1668471A1
Application number: SU894663693A
Authority: SU
Inventors: Сергей Григорьевич Самсоненко; Иван Андреевич Кравец; Иван Константинович Тетянич
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Технологический Институт Восстановления Изношенных Деталей Машин
Priority date: 1989-03-16
Filing date: 1989-03-16
Publication date: 1991-08-07

Abstract

Изобретение относитс к нанесению износостойких покрытий на пары трени и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства. Целью изобретени вл етс повышение износостойкости. К поверхности пары трени , подключенной на катод, подвод т изолированные от пары трени металлические анодные вставки. В зону трени подают смазку с металлосодержащими присадками и абразивными частицами дисперсностью до 10 мкм, причем металл вставки вл етс одноименным с металлом присадки. В процессе осаждени создают нагрузку, скорость и температуру, равные эксплуатационным. При этом поверхность трени не требует предварительной чистовой механической обработки. Наличие в смазке дисперсных частиц определенного размера обуславливает заполнение шероховатостей поверхности и повышает в 2 - 4 раза ее износостойкость.The invention relates to the application of wear-resistant coatings to friction pairs and can be used in various sectors of the national economy. The aim of the invention is to increase wear resistance. To the surface of a pair of friction, connected to the cathode, is supplied with metal anode inserts insulated from the pair of friction. A lubricant with metal-containing additives and abrasive particles with a dispersion of up to 10 microns is supplied to the friction zone, with the metal of the insert being the same as the additive with the metal. The deposition process creates a load, speed and temperature equal to the operational ones. At the same time, the friction surface does not require preliminary finishing machining. The presence of dispersed particles of a certain size in the lubricant causes the filling of surface roughness and increases its wear resistance 2-4 times.

Description

Изобретение относитс к нанесению износостойких покрытий на пары трени и может быть использовано в механизмах различного назначени при проведении обработки без демонтажа механизмов.The invention relates to the application of wear-resistant coatings to friction pairs and can be used in mechanisms for various purposes during processing without dismantling the mechanisms.

Целью изобретени вл етс повышение износостойкости.The aim of the invention is to increase wear resistance.

В зону трени подают смазку с металло- содержащими присадками, ввод т изолированные от пары трени .металлические вставки, выполненные из металла присадки, и подвод т напр жение так, что вставки служат анодом, а поверхность - катодом. При этом в смазку ввод т абразивные частицы дисперсностью 10 мкм и в процессе осаждени создают нагрузку, скорость-и температуру , равным эксплуатационным.A lubricant with metal-containing additives is fed to the friction zone, metal-insulated metal inserts insulated from a pair of friction are introduced, and the voltage is applied so that the inserts serve as the anode and the surface as the cathode. At the same time, abrasive particles with a dispersity of 10 microns are introduced into the lubricant and during the deposition process they create a load, a speed and a temperature equal to the operational ones.

Пэры трени обрабатывают без каких- либо предварительных механических операций , что обуславливает возможность армировани поверхности детали дисперсными абразивными частицами, материалом растворимых анодных вставок, присадок, наход щихс в масле. Микронеровности поверхности при наличии силовых линий тока служат центрами первоочередного осаждени присадок, наход щихс в масле и материале растворимого анода, и вместе с ними абразивных дисперсных частиц.The friction peers are treated without any preliminary mechanical operations, which makes it possible to reinforce the surface of the part with dispersed abrasive particles, the material of soluble anodic inserts, additives contained in the oil. The microscopic irregularities of the surface in the presence of power lines serve as the centers of the primary deposition of additives in the oil and the material of the soluble anode, and together with them the abrasive dispersed particles.

Микронеровности имеют различное электрическое сопротивление - на выступах микронеровностей выше вследствие активации металла при трении, а во впадинах ниже, возникает неравномерна плотность тока на поверхности - по впадинах максимальна , а на выступах минимальна . В результате этого процесс осаждени металла во впадинах идет интенсивнее, чем на выОThe microscopic irregularities have different electrical resistance — on the protrusions, microscopic irregularities are higher due to the activation of the metal during friction, and in the cavities below, an uneven current density on the surface occurs — the maximum along the cavities and minimal on the protrusions. As a result, the process of metal deposition in the cavities is more intensive than on high

аbut

ступах, благодар чему происходит выравнивание микронеровностёй, которые уже включают металлосодержащие присадки, абразивные дисперсные частицы, материал растворимых анодных вставок, это позвол - 5 т исключить подвижность микронеровнотей , воздействие на ювениальные площадки обрабатываемых поверхностей с выходом на высокую чистоту поверхности.Because of this, micronerating properties are being smoothed, which already include metal-containing additives, abrasive dispersed particles, material of soluble anode inserts, this allows - 5 tons to eliminate the mobility of microrovels, the impact on the juvenile areas of the treated surfaces with access to high surface cleanliness.

Введение абразивных дисперсных час- 10 иц до 10 мкм позвол ет исключить сдвиг микронеровностей по линии касательных напр жений. При этом глубина залегани максимальных касательных напр жений деормации ювениальных поверхностей ми- 15 нимальна вследствие наличи абразивных исперсных частиц, металлосодержащих присадок и материала растворимого анода, Это наблюдаетс также при наличии силовых линий тока в микронеровност х повер- 20 ности, т.е. исключаетс возможность возникновени на некоторой глубине пор дка несколько микрометров ювениальной поверхности зарождени микротрещин. Касательные напр жени , вызывающие пла- 25 стическое течение металла, замыкаютс при своем распространении на поверхности абразивных частиц, включенных в объем осаж- аемого во впадинах шероховатости поверхности трени металла, и прекращают 30 свое развитие, что обеспечивает повышение износостойкости поверхности трени . Кроме того, уменьшаетс поверхностна энерги поверхностей трени деталей энергетическое состо ние).35The introduction of dispersed abrasive particles — 10 oz to 10 μm, makes it possible to eliminate the shift of asperities along the line of tangential stresses. At the same time, the depth of maximum tangential deformations of the juvenile surfaces is minimal due to the presence of abrasive particles, metal-containing additives and soluble anode material. This is also observed when there are power lines in the micron surface irregularities, i.e. the possibility of the occurrence of a few micrometers of a juvenile microcracking surface at a certain depth of the order is eliminated. Tangential stresses causing the plastic flow of the metal, closes when it spreads onto the surface of the abrasive particles included in the volume of the friction surface roughness deposited in the hollows of the metal friction surface, and stop their development, which provides an increase in the wear resistance of the friction surface. In addition, the surface energy of the friction surfaces of the parts of the energy state is reduced) .35

Введение абразивных дисперсных частиц более 10 мкм приводит к задирам вслед- ствие большего размера частиц по сравнению с впадинами микронеровностей поверхности. 40The introduction of abrasive dispersed particles of more than 10 μm leads to scuffs due to the larger particle size compared with the cavities of the surface asperities. 40

Предлагаемый способ повышает износостойкость , коррозионно-стойкость, стой- кость к задирам, увеличивает площадь фактического контакта, уменьшает контактные напр жени и шероховатость поверх- 45 ности с выходом на высокий класс чистоты, повышает контактную долговечность, уменьшает коэффициент трени (причем зависимости коэффициента трени от толщины покрыти немонотонна ).50The proposed method improves wear resistance, corrosion resistance, resistance to scuffing, increases the area of actual contact, reduces contact stresses and surface roughness with access to a high class of cleanliness, increases contact durability, reduces coefficient of friction (and the coefficient of friction depend on the thickness of the coating is nonmonotonic) .50

Создание нагрузки, скорости и температуры , равных эксплуатационным, позвол ет вести процесс нанесени покрыти в режиме, близком к услови м эксплуатации, благодар чему практически исключаетс 55 отслаивание металла как в процессе электроосаждени металла на поверхности, так и в дальнейшем при эксплуатации, что позвол ет формировать трущиес поверхности непосредственно в узлах трени .The creation of a load, speed and temperature equal to the operational ones makes it possible to carry out the coating process in a mode close to the operating conditions, due to which 55 the delamination of the metal is practically eliminated both during the electrodeposition of the metal on the surface and later during the operation, which allows form rubbing surfaces directly at the friction nodes.

Способ позвол ет обрабатывать поверхности трени деталей непосредственно в механизмах, в которых они установлены, например , в сопр жении подшипник скольжени - вал, в шестерн х насоса, что существенно сокращает эксплуатационные затраты на его осуществление.The method allows machining the surfaces of the friction parts directly in the mechanisms in which they are installed, for example, in conjunction with a sliding-shaft bearing, into gear wheels of the pump, which significantly reduces operating costs for its implementation.

П р и м е р 1. Поверхности пар трени обрабатывают по предлагаемому способу. В качестве деталей примен ют подшипники скольжени (БрМц5) и стальной вал (СТ-45).PRI me R 1. The surface of the friction pairs are treated by the proposed method. The parts are plain bearings (BrMts5) and a steel shaft (ST-45).

Исходна шероховатость вала Rz 10 мкм (ГОСТ 2.309-73) без операции предварительной чистовой механической обработки .Initial shaft roughness Rz 10 microns (GOST 2.309-73) without preliminary finishing machining operation.

К стальному валу прижимаетс подшипник при помощи рычага. Нагрузку осуществл ют гир ми до 4 кгс. Пару трени подключают на катод. Анодом служит цинкова вставка, изолированна от подшипника и вала. В качестве смазочного масла используют масло МГД-14, в которое ввод т присадку, содержащую цинк в св занном состо нии и абразивные частицы () размером менее 10 мкм. В 100 мас.ч. масла раствор ют 3 мас.ч. присадки.The bearing is pressed to the steel shaft with a lever. Load up with weights up to 4 kgf. A pair of friction is connected to the cathode. The anode is a zinc insert, isolated from the bearing and shaft. MHD-14 oil is used as a lubricating oil, in which an additive containing zinc in a bound state and abrasive particles () less than 10 microns in size is added. 100 wt.h. oils dissolve 3 wt.h. additives.

Режим обработки: скорость трени 6.66 м/с, плотность тока 380-400 А/дм , напр жение 1-3 В, врем 90-120 с, температура 50°С. Врем окончани обработки поверхностей трени определ ют по коэффициенту трени .Processing mode: friction speed 6.66 m / s, current density 380-400 A / dm, voltage 1-3 V, time 90-120 s, temperature 50 ° C. The end time of friction surface treatment is determined by the coefficient of friction.

Дл регистрации коэффициента трени используют тензоусилитель 8АНЧ-7М и потенциометр ЭПР-0.9МЗ. Коэффициент трени равен 0,065-0,070.To record the friction coefficient, an ANAN-7M strain amplifier and an EPR-0.9MZ potentiometer are used. The coefficient of friction is 0,065-0,070.

П р и м е р 2. Две шестерни шероховатостью Rz 10 мкм (ГОСТ 2.309-73) из стали 18ХГТ и бронзовый подшипник (БРОЦС 5-5- 5) подключают на катод, а анодом служат изолированные от пары трени медные трубки, которые устанавливают в зону высокого и низкого давлений. В качестве смазочной среды используют углеводородное смазочное масло М10Г. В масло ввод т медь в св занном состо нии 4 мас.% и абразивные дисперсные частицы размером до 10 мкм.PRI mme R 2. Two gears with a roughness of Rz 10 μm (GOST 2.309-73) of 18HGT steel and a bronze bearing (BROTS 5-5-5) are connected to the cathode, and the copper tubes insulated from a pair of friction are used as an anode in the high and low pressure zone. The lubricating medium used is M10G hydrocarbon lubricating oil. Copper is introduced into the oil in a bound state of 4 wt.% And abrasive dispersed particles with a size of up to 10 microns.

Режим обработки: плотность тока 300- 400 А/дм2, напр жение 1-3 В, частота вращени 1500 об/мин, температура 60°С, врем 100-120°С.Processing mode: current density 300-400 A / dm2, voltage 1-3 V, rotation frequency 1500 rpm, temperature 60 ° C, time 100-120 ° C.

Коэффициент трени составл ет 0,075- 0,08.The coefficient of friction is 0.075-0.08.

Использование предлагаемого способа дл повышени износостойкости пар трени обеспечивает по сравнению с известными способами уменьшение интенсивности изнашивани трущихс поверхностей деталей в 2-4 раза, благодар чему увеличиваетThe use of the proposed method for increasing the wear resistance of friction pairs provides a reduction in the wear rate of the rubbing surfaces of parts by a factor of 2-4 compared with the known methods, thereby increasing

с срок службы последних, при этом пред-талла присадки и изолированных от парыwith the service life of the latter, with the pre-talla additives and isolated from the pair

варительной чистовой обработки трущих-трени при подаче на них положительного,selective finishing of friction during the submission of positive friction,

с поверхностей не требуетс , что можета на пару трени отрицательного потенциапривести к упрощению всего технологиче-ла, отличающийс тем, что, с цельюit is not required from the surfaces, which can, for a couple of friction, have a negative potential to lead to the simplification of the entire technological process, characterized in that

ского процесса их обработки.5 повышени износостойкости, в смазку с меФормула изобретени таллосодержащими присадками дополниСпособ обработки пар трени , включа-тельно ввод т абразивные частицыprocess of their treatment. 5. increase of wear resistance, with grease from the formula of the invention with tally-containing additives in addition. Method of processing friction pairs, inclusively introduce abrasive particles

ющий формирование покрыти за счет под-дисперсностью менее 10 мкм, формироваачи в зону трени смазки сние покрыти осуществл ют при нагрузке,forming a coating due to a sub-dispersion of less than 10 µm, forming the coating in the lubrication friction zone, the coating is carried out under load,

металлосодержащими присадками при на-10 скорости и температуре, равными эксплуаличии вставок-анодов, выполненных из ме-тационным.metal-containing additives at-10 speeds and temperatures equal to the exploitation of inserts-anodes, made of metal.

Claims

Claim

A method of processing friction pairs, including forming a coating by supplying a lubricant with metal-containing additives to the friction zone in the presence of anode inserts made of additive metal and isolated from the friction pair when a positive potential is applied to them, and a negative potential for the friction pair, characterized in that , in order to 5 increase wear resistance, abrasive particles with a dispersion of less than 10 microns are additionally introduced into the lubricant with metal-containing additives, the coating is formed at a load of 10 speeds and temperature equal to operational.