SU1732232A1 - Способ обработки поверхности трени - Google Patents

Abstract

Использование: восстановление изношенных деталей В зону трени , котора  заполнена электролитом, помещают электрически изолированные электропроводные вставки и к одной из деталей пары трени  и вставки подвод т напр жение, при этом примен ют электролит в виде раствора жидкого стекла в водном растворе не менее , чем одной соли металла. Напр жение может быть подведено одновременно к обеим детал м пары трени . 1 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к изготовлению новых и восстановлению изношенных деталей машин, а также к испытанию материалов при трении.

Известен способ повышени  износостойкости пар трени , заключающийс  в том, что в зону трени  помещают электрически изолированные от пары вставки, выполненные из металла, соответствующего присадкам в масло, а к рабочим поверхност м пар трени  и вставкам, подвод т напр жение так, что поверхности служат катодом, а вставки - анодом.

Однако предусмотренные известным способом дополнительные устройства в узле трени  в виде электроизолированных вставок усложн ют, а следовательно , удорожают производство, техническое обслуживание, ремонт и эксплуатацию машин. Применение таких .устройств весьма ограничено или вообще неприемлемо в узлах трени  сравнительно малых размеров, например в измерительных приборах, часовых кри- вошипно-шатунных, цилиндро-поршневых и других колебательных и реверсивных механизмов и сопр жений, а также в парах трени , где весьма недостаточна  или вообще отсутствует смазка, например, при рабочей температуре деталей выше температуры вспышки смазочного масла или при контактировании поверхностей трени  деталей с обрабатываемым материалом, например, почвой , рудой, углем, зерном, цементом, пищевыми продуктами, нитками, ткан ми , резиной, деревом, полимерными материалами, удобрени ми и т.п.

Цель изобретени  - расширение эксплуатационных возможностей, обеспечение одновременной обработки пары трени  путем использовани  дл  нанесени  износостойких покрытий и исключени  финишной обработки деталей и обеспечение одновременной обработки двух деталей.

(Л

1

со

to to

со ю

Эта цель достигаетс  тем, что примен ют электролит в виде смеси жидкого стекла и водного раствора, по меньшей мере одной соли металла, и напр жение подвод т к обеим детал м пары трени .

Сущность способа заключаетс  в следующем о

В сравнении с традиционными электрохимическими металлопокрыти ми трибоэлектрохимические , т.е. электрохимические металлопокрыти  при трении позвол ют повысить твердость осаждаемых материалов в сравнении с их исходным состо нием 2,6-3,0 раза и увеличить плотность тока более чем на пор док.

Жидкое стекло  вл етс  ионообразуработу равнозначно обработанных обеих трущихс  поверхностей; а следовательно , обладающих аналогичными свойствами , и тем самым исключают необходимость применени  в подшипниковых узлах трени  скольжение антифрикционных традиционных подшипниковых материалов и их несущих конструкций

в виде вкладышей, втулок и т„п„ Способ исключает электроизолированные от деталей узла трени  анодные вставки , повышает производительность труда и качество выполненной работы,

5 так как трибоэлектрохимические ме- таллокерамические армированные оболочковые покрыти  поверхностей трени  деталей осуществл ют на типовых металлообрабатывающих станках и тех

ющей рабочей средой, котора  обладает 20 нологическом оборудовании.

смазочными свойствами и содержит в своем составе осаждающиес  на поверхност х трени  обрабатываемых деталей совместно с уэтериалами растворимых рабочих инструментов-анодов металло- керамикуобразующий, содержащийс  в жидком стекле, компонент кремний, а нивелируемые выступы шероховатостей  вл ютс  арматурой металлокерамичес- ких покрытий поверхностей трени  обрабатываемых деталей, Упрощение технологии изготовлени  новых и восстановлени  изношенных деталей достигают в результате сокращени  количества или полного исключени  финишных механических доводочных операций обработки поверхностей трени , упрочн ющих технологии полнообъемными легированными поверхностными закалками, диффузионными насыщени ми поверхностных слоев, если их производ т с целью повышени  износостойкости конструкционных материалов, значительного сокращени  или полного исключени  приработки пар трени  и обкатки машин , так как трибоэлектрохимические армированные металлокерамические покрыти  поверхностей трени  осуществл ют на скоростных, нагрузочных и других режимах работы деталей в машинах не ниже максимальных эксплуатационных значений. Упрощени  конструкций подшипниковых узлов трени  скольжени , а следовательно, и ма- , шин в целом  вл етс  результатом вы- сокой износостойкости трибоэлектро- химическйх армированных металлокера- мических покрытий поверхностей тре- , ни  деталей, обеспечивают при этом

5

В результате заполнени  впадин до уровн  выступов шероховатостей поверхностей трени  металлокерамичес- ким материалом получают высокоизно5 состойкое оболочковое покрытие обрабатываемых деталей .

Трибоэлектрохимическа  технологи  (осуществление электрохимических процессов при трении) на простейшем

0 металлообрабатывающем технологическом оборудовании с добавками в жидкое стекло водных растворов и необходимых металлов позвол ют получить высокоизносостойкие металлокерамические армированные оболочковые покрытий поверхностей трени  обрабатываемых деталей, которые в своем составе содержат металлические компоненты наход щихс  в жидком стекле и раствод римых рабочих инструментов-анодов, например, медь, цинк, олово и т.п. дл  антифрикционных, или титан, молибден , железо, хром, никель и т„п. дл  фрикционных металлокерамических покрытий.

Способ осуществл ют следующим образом .

Обрабатываемую деталь устанавливают и закрепл ют на металлообрабатывающем станке так же, как и при традиционных способах обработки. Растворимые металлические рабочие инструменты-аноды устанавливают вместо типовых рабочих инструментов с об зательной электроизол цией от места креплени . Растворимые рабочие металлические инструменты-аноды изготавливают в соответствии с используемым станкооборудованием в виде

5

0

5

51

резца, фрезы, круга, плиты,жимков и т.По В качестве рабочей среды примен ют жидкое стекло. С целью расширени  диапазона легировани  и получени  высокоизносостойких с заданными свойствами (например, тепло, коррози оностойких и т.п„) трибоэлектрохими- ческих металлокерамических армированных оболочковых покрытий поверхностей трени  деталей в жидкое стекло добавл ют водные растворы солей необходимых металлов.

Неконтактируемые между собой обрабатываемую деталь и (или) растворимый металлический инструмент-анод привод т в движение. Плавно подвод т к обрабатываемой поверхности трени  детали металлический рабочий растворимый инструмент-анод и одновременно в контакт взаимодействи  деталь-инструмент подают жидкое стекло или какую-либо другую рабочую среду, подготовленную дл  этих целей на основе жидкого стекла. После подачи рабочей среды как раствора электролита обрабатываемую деталь и рабочий инструмент включают в цепь посто нного элетрического тока так, чтобы деталь была катодом (минус) , а инструмент анодом (плюс).

Режим осуществлени  трибоэлектро- химических металлокерамических армированных оболочковых покрытий поверхностей трени  деталей определ ют, исход  из следующих условий. Скорост трени  и удельное давление в разделенном тонкой пленкой жидкого стекла контакте растворимого инструмента- анода и обрабатываемой детали должны быть не ниже максимальных эксплуатационных значений величин этих параметров . Это позвол ет подготовить поверхности трени  обрабатываемых деталей к несению эксплуатационных

нагрузок, т.е. к работе в эксплуатационном режиме без длительной приработки пар трени  и обкатки машин. При этом напр жение в электрической цепи составл ет до 2 В, а плотность тока до 10 А/мм2, что достаточно хорошо согласуетс  практическими данными . Врем  обработки 1 дм2 площади трени  детали составл ет с. Така  скорость обработки поверхностей трени  трибоэлектрохимическими металлокерамическими армированными оболочковыми покрыти ми во мйого раз меньше скорости обработки изве0

5

0

5

0

5

0

5

стными традиционными способами механической обработки деталей и на несколько пор дков меньше времени диффузионных упрочн ющих технологий, приработок, и обкаток. А, учитыва , что разработанный способ исключает все перечисленные технологические приемы и операции вместе вз тые, вполне естественен выигрыш во времени , еще более высомый.

Результаты практического осуществлени  способа.

Износостойкость трибоэлектрохими- ческих металлокерамических армированных оболочковых покрытий более чем на пор док выше износостойкости поверхностей трени  деталей.обработанных традиционными способами, например , у деталей гидронасосов типа НШ в 12-15 раз. Детали пары трени  стержень клапан - направл юща  втулка системы газораспределени  двигател  внутреннего сгорани  легкового автомобил  за врем  пробега 65-75 тыс. километров изнашиваютс  соответственно на k-S и 35-65 мкм. После обработки поверхностей трени  аналогичных деталей трибоэлектрохимическими металлокерамическими армированными покрыти ми за такой же промежуток времени износ этих деталей составл ет соответственно 1-2 и Ц-6 мкм. Температура тарелки клапана достигает 700°С, а стержн  . При этом оптимальное количество кремни  в осажденных таким образом на поверхности трени  трибоэлектрохимических металлокерамических армированных оболочковых покрыти х находитс  в пределах 0,085-50,.0%. Наиболее износостойкие поверхности трени  получаютс  при содержании в покрытии 1,5-50,5% кремни . Если кремни  больше 50,0%, в покрытии начинают по вл тьс  субмик-

0

ротрещины, имеют место локальные выкрашивани . Отдельные включени  в осажденном слое содержат более 50% кремни .

Добавки в жидкое стекло в виде присадок, как в раствор электролита, водных растворов солей необходимых металлов обеспечивают более управл емый процесс модификации трибоэлектрохимических металлокерамических армированных оболочковых покрытий в зависимости от целей и поставленных задач .

Обработка обеих трущихс  поверхностей пары трени  трибоэлектрохими- ческими металлокерамическими армированными оболочковыми покрыти ми обеспечивает повышение износостойкости пары трени  в сравнении с об- работкой одной детали, как правило обладающей большей фрикционностью, на

Значительное упрощение и сокращение технологических операций при изготовлении новых и восстановлении изношенных деталей, резкое сокращение времени на обработку деталей и повышени  износостойкости пар трени  позвол ют обеспечить получение очевидных положительных экономически результатов. Фюрмулё изобретени 

Claims (2)

1„ Способ обработки поверхности трени , заключающийс  в том, что в

5

зону трени , заполненную электролитом , помещают электрически изолированные от пары трени  электропроводные вставки, а по меньшей мере к одной из деталей пары и вставки подвод т напр жение, отличающий- с   тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей путем использовани  дл  нанесени  износостойких покрытий и исключени  финишной обработки, примен ют электролит в виде смеси жидкого стекла и водного раствора по меньшей мере одной соли металла.

2. Способ по п. 1, отличающий с   тем, что, с целью обес- , печени  одновременной обработки двух деталей, напр жени  подвод т к обеим детал м пары трени .