RU2283897C1 - Method of hardening surfaces of parts at simultaneous application of composite coats - Google Patents
Method of hardening surfaces of parts at simultaneous application of composite coats Download PDFInfo
- Publication number
- RU2283897C1 RU2283897C1 RU2005100071/02A RU2005100071A RU2283897C1 RU 2283897 C1 RU2283897 C1 RU 2283897C1 RU 2005100071/02 A RU2005100071/02 A RU 2005100071/02A RU 2005100071 A RU2005100071 A RU 2005100071A RU 2283897 C1 RU2283897 C1 RU 2283897C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- copper
- coats
- coating
- application
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а конкретнее к способам нанесения покрытия металлом металлических поверхностей, и может быть использовано в машиностроении для упрочнения поверхностей пар трения с нанесением антифрикционных покрытий.The invention relates to metallurgy, and more specifically to methods of coating metal with metal surfaces, and can be used in mechanical engineering for hardening the surfaces of friction pairs with anti-friction coatings.
Известен способ упрочняющей обработки, где в качестве инструмента используется быстровращающаяся металлическая щетка, а в состав покрытия (жидкости) входит фторированный графит [Патент №2138579, В 24 В 39/00, бюл. №27 от 27.09.99].There is a method of hardening treatment, where a fast-rotating metal brush is used as a tool, and fluorinated graphite is included in the coating (liquid) [Patent No. 2138579, 24 V 39/00, bull. No. 27 dated 09/27/99].
Недостатком данного способа является применение металлической щетки, последнюю целесообразно использовать только для обработки внутренних поверхностей, а наличие в составе фторированного графита усложняет технологию приготовления жидкости и требует обработки порошка фторированного графита и дополнительной операции диспергирования готового состава.The disadvantage of this method is the use of a metal brush, the latter is advisable to use only for processing internal surfaces, and the presence of fluorinated graphite in the composition complicates the technology for preparing the liquid and requires the processing of fluorinated graphite powder and the additional operation of dispersing the finished composition.
Известен способ изготовления подшипника скольжения с антифрикционным покрытием. Здесь в состав покрытия, наносимого на подложку, входит фторопласт с дисульфидом молибдена, наносимый при протягивании калибра и термообработке [Европатент 1264997 с приоритетом 06.06.02 по заявке WO 02/099297 А2].A known method of manufacturing a plain bearing with an antifriction coating. Here, the composition of the coating applied to the substrate includes fluoroplastic with molybdenum disulfide, applied by stretching the caliber and heat treatment [Europatent 1264997 with priority 06.06.02 according to the application WO 02/099297 A2].
Недостатком данного способа является усложнение технологии нанесения покрытия за счет использования гальванопокрытия при формировании подложки, а применение калибра не позволяет использовать универсальное оборудование и технологическую оснастку, кроме того, на поверхностях обработки образуются риски от калибра, а гальваническое покрытие разупрочняет поверхностный слой основного металла.The disadvantage of this method is the complexity of the coating technology due to the use of electroplating when forming the substrate, and the use of the caliber does not allow the use of universal equipment and technological equipment, in addition, risks from the caliber are formed on the processing surfaces, and the electroplating softens the surface layer of the base metal.
Наиболее близким к предлагаемому способу техническим решением является способ упрочнения поверхностей с одновременным нанесением композиционных покрытий, состоящий из двух переходов. Предварительно наносится медьсодержащее покрытие, а затем политетрафторэтилен (фторопласт), при этом инструменту (металлической щетке) сообщается дополнительное перемещение в продольном и перпендикулярном направлениях [Патент №2235150, МПК С 23 С 26/00, бюл №24 от 27.08.04].Closest to the proposed method, the technical solution is a method of hardening surfaces with simultaneous application of composite coatings, consisting of two transitions. A copper-containing coating is preliminarily applied, and then polytetrafluoroethylene (fluoroplastic), while the tool (wire brush) is given additional movement in the longitudinal and perpendicular directions [Patent No. 2235150, IPC С 23 С 26/00, bull. No. 24 dated 08/27/04].
Недостатком данного способа является сложность осуществления способа обработки и при том только внутренних поверхностей.The disadvantage of this method is the difficulty of implementing the processing method, and only internal surfaces.
Кроме того, надежное сцепление фторопласта с основой возможно только при специальной термообработке, а подложка должна иметь пористость для создания диффузионного слоя при сцеплении фторопласта с подложкой.In addition, reliable adhesion of the fluoroplastic to the base is possible only with special heat treatment, and the substrate must have porosity to create a diffusion layer when the fluoroplastic adheres to the substrate.
Данное техническое решение выбрано автором в качестве прототипа.This technical solution is selected by the author as a prototype.
Техническим результатом является упрощение технологии нанесения многослойного композиционного покрытия, повышение качества покрытия за счет улучшения сцепления покрытия с основой, уменьшение толщины наносимого слоя.The technical result is to simplify the technology of applying a multilayer composite coating, improving the quality of the coating by improving the adhesion of the coating to the base, reducing the thickness of the applied layer.
Технический результат достигается тем, что в способе упрочнения поверхностей деталей с одновременным нанесением композиционных покрытий, включающем нанесение медьсодержащего слоя химическим осаждением при давлении деформирующим инструментом, нанесение слоя, содержащего политетрафторэтилен, и его уплотнение деформирующим инструментом, в качестве медьсодержащего слоя наносят медно-оловянный слой при давлении 55...60 МПа, затем наносят слой пористой бронзы и производят ее спекание при температуре 85-90°С и выдержке 40...45 мин, слой, содержащий политетрафторэтилен, наносят в виде пасты политетрафторэтилена с дисульфидом молибдена и уплотняют при усилии 350...400 Н, затем проводят термообработку при температуре 370...380°С с выдержкой 40...45 мин и осуществляют окончательную обкатку с усилием 400...450 Н. Кроме того, композиционное многослойное покрытие наносят на внутренние и наружные поверхности деталей.The technical result is achieved by the fact that in the method of hardening the surfaces of parts with the simultaneous application of composite coatings, including applying a copper-containing layer by chemical deposition under pressure by a deforming tool, applying a layer containing polytetrafluoroethylene, and sealing it with a deforming tool, a copper-tin layer is applied as a copper-containing layer pressure of 55 ... 60 MPa, then a layer of porous bronze is applied and sintered at a temperature of 85-90 ° C and holding for 40 ... 45 min, a layer containing polytetrafluoroethylene, applied in the form of a paste of polytetrafluoroethylene with molybdenum disulfide and compacted at a force of 350 ... 400 N, then heat treatment is carried out at a temperature of 370 ... 380 ° C with a holding time of 40 ... 45 min and a final run-in is carried out with a force of 400. ..450 N. In addition, a composite multilayer coating is applied to the inner and outer surfaces of the parts.
Реализация способа.The implementation of the method.
Технологический процесс по предлагаемому способу состоит из следующих технологических этапов (переходов).The technological process of the proposed method consists of the following technological steps (transitions).
На первом этапе (переходе) после подготовительной упрочняющей обработки проводится нанесение методом химического восстановления тонкого медно-оловянного слоя до 2 мкм, время нанесения - 30...35 с, давление в зоне обработки - 55...60 МПа. На поверхности образуется предварительно диффузионный слой, а затем медно-оловянный слой, хорошо визуально наблюдаемый.At the first stage (transition) after preparatory hardening treatment, a thin copper-tin layer is applied by chemical reduction to 2 μm, the application time is 30 ... 35 s, the pressure in the treatment zone is 55 ... 60 MPa. A preliminary diffusion layer is formed on the surface, and then a copper-tin layer, which is well visually observed.
На втором этапе (переходе) путем спекания наносится слой пористой бронзы (например, БрАЖМц - 8,5-4-5-1,5 по ГОСТ 18175-72 фракции 100...160 мкм) в восстановительной атмосфере, как например диссоциированного аммиака при температуре 85-90°С при выдержке 40...45 мин. Процесс проводится с использованием приспособления, представленного на фиг.1 (для обработки наружных поверхностей). Металлический корпус подшипника 1 с нанесенным медно-оловянным покрытием 2 устанавливается на оправке 3 в корпусе 4. Пространство 5 заполняется порошком бронзы, закрывается шайбой 5 и фиксируется элементами крепления 6. Приспособление помещают в печь для термообработки (спекание). Толщина бронзового покрытия 25...30 мкм.At the second stage (transition), a layer of porous bronze is applied by sintering (for example, BrAZhMts - 8.5-4-5-1.5 according to GOST 18175-72 fractions 100 ... 160 μm) in a reducing atmosphere, such as dissociated ammonia at at a temperature of 85-90 ° C with an exposure of 40 ... 45 min. The process is carried out using the device shown in figure 1 (for processing external surfaces). The metal housing of the bearing 1 with a copper-
На третьем этапе (переходе) проводится процесс нанесения фторопластового покрытия (заполнения пор бронзы). Деталь с бронзовым покрытием 1 устанавливается на оправке 2, между шайбами 3 и 3' и фиксируется элементами крепления 4. Оправку устанавливают и закрепляют в патроне, например, токарного станка. К обрабатываемой поверхности подводят деформирующий инструмент (ролик) 5, который устанавливается в резце-держателе станка (не показан). На обрабатываемую поверхность наносят пасту политетрафторэтилена с дисульфидом молибдена. Поперечным перемещением суппорта станка создается статическое усилие 350...400 Н. Происходит процесс послойного уплотнения покрытия, после нанесения и уплотнения пасты (заполнение пор бронзового покрытия) проводится термообработка при температуре 370...380°С с выдержкой 45...50 мин. Термообработка обеспечивает образование диффузионного слоя, последний и обеспечивает надежное сцепление (внедрения) фторопласта с пористой бронзой. На последнем этапе (переходе) после формирования фторсодержащего покрытия проводится дополнительная обкатка тем же роликом с усилием 500...600 Н для дополнительного уплотнения покрытия и калибровки поверхности с покрытием. Схема обработки представлена на фиг.2. Толщина окончательного слоя покрытия 5...8 мкм. Технологические параметры процесса обработки оптимизированы.At the third stage (transition), the process of applying a fluoroplastic coating (filling the pores of bronze) is carried out. The part with a bronze coating 1 is mounted on the
Предлагаемый способ позволяет упрочнить поверхностный слой основного металла и нанести комбинированное многослойное покрытие на внутренние и наружные поверхности деталей.The proposed method allows you to harden the surface layer of the base metal and apply a combined multilayer coating on the inner and outer surfaces of the parts.
Положительный технический результат подтвержден результатами лабораторных и стендовых испытаний (см. таблицу 1, 2).A positive technical result is confirmed by the results of laboratory and bench tests (see table 1, 2).
Состав медно-оловянного покрытияTable 1
The composition of the copper-tin coating
Состав пасты для нанесения политетрафтороэтилена (суспензия фторопласт-4ДВ)table 2
The composition of the paste for applying polytetrafluoroethylene (suspension fluoroplast-4DV)
Добавление в состав дисульфида молибдена значительно улучшает антифрикционные характеристики покрытия, наполнитель, вода, этиловый спирт позволяют приготовить предлагаемый состав в виде суспензии для облегчения процесса нанесения многослойного композиционного покрытия.Adding molybdenum disulfide to the composition significantly improves the antifriction characteristics of the coating, filler, water, ethyl alcohol and make it possible to prepare the proposed composition in the form of a suspension to facilitate the process of applying a multilayer composite coating.
Результаты трибологических лабораторных испытаний на машине трения МИ-1Table 3
The results of tribological laboratory tests on a friction machine MI-1
Результаты лабораторных и стендовых испытаний показали, что применение предлагаемого способа нанесения покрытия позволяет снизить трудоемкость процесса по сравнению с прототипом на 10...15%, повысить износостойкость и надежность работы тяжелонагруженных контактирующих поверхностей трения в условиях граничной смазки и временного отсутствия смазки, расширить номенклатуру типов размеров деталей с многослойными композиционными покрытиями, обеспечить обработку наружной и внутренних поверхностей. Основной эффект получен за счет экранирующего действия покрытия и значительного снижения коэффициента трения при эксплуатации изделий.The results of laboratory and bench tests showed that the application of the proposed coating method can reduce the complexity of the process compared to the prototype by 10 ... 15%, increase the wear resistance and reliability of heavily loaded contacting friction surfaces in the conditions of boundary lubrication and temporary lack of lubrication, expand the range of types sizes of parts with multilayer composite coatings, to ensure the processing of external and internal surfaces. The main effect is obtained due to the shielding effect of the coating and a significant reduction in the coefficient of friction during the operation of products.
Установлено снижение коэффициента трения (улучшение антифрикционных характеристик рабочих поверхностей подшипника). Лабораторные исследования проводились на машине трения МИ-1. Испытания проводились по схеме колодка-образец, результаты исследований представлены в таблице 3 при статической нагрузке 2000 Н (Руд=660 МПа). Стендовые испытания проводились для испытаний подшипников скольжения при режимах:A decrease in the coefficient of friction (improvement of the antifriction characteristics of the working surfaces of the bearing) is established. Laboratory studies were carried out on an MI-1 friction machine. The tests were carried out according to the block-sample scheme, the research results are presented in table 3 at a static load of 2000 N (Ore = 660 MPa). Bench tests were conducted to test plain bearings under the following conditions:
- число оборотов - 10*104/мин;- number of revolutions - 10 * 10 4 / min;
- нагрузка - 10*104 Н;- load - 10 * 10 4 N;
- время работы - 100 ч.- working time - 100 hours
Результаты стендовых испытаний подшипника скольжения сведены в таблицу 4.The results of bench tests of the plain bearing are summarized in table 4.
Результаты стендовых испытаний подшипников на установкеTable 4
The results of bench tests of bearings at the installation
Предлагаемый способ позволяет упрочнить поверхностный слой основного металла и нанести комбинированное многослойное покрытие на внутренние и наружные поверхности деталей.The proposed method allows you to harden the surface layer of the base metal and apply a combined multilayer coating on the inner and outer surfaces of the parts.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005100071/02A RU2283897C1 (en) | 2005-01-11 | 2005-01-11 | Method of hardening surfaces of parts at simultaneous application of composite coats |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005100071/02A RU2283897C1 (en) | 2005-01-11 | 2005-01-11 | Method of hardening surfaces of parts at simultaneous application of composite coats |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005100071A RU2005100071A (en) | 2006-06-20 |
| RU2283897C1 true RU2283897C1 (en) | 2006-09-20 |
Family
ID=36713703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005100071/02A RU2283897C1 (en) | 2005-01-11 | 2005-01-11 | Method of hardening surfaces of parts at simultaneous application of composite coats |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2283897C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2759361C2 (en) * | 2017-02-03 | 2021-11-12 | Рено С.А.С. | Sliding element and sliding element for internal combustion engine |
-
2005
- 2005-01-11 RU RU2005100071/02A patent/RU2283897C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2759361C2 (en) * | 2017-02-03 | 2021-11-12 | Рено С.А.С. | Sliding element and sliding element for internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005100071A (en) | 2006-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10359076B2 (en) | Method of forming a high strength low friction engineered material for bearings and other applications | |
| JP4675563B2 (en) | Bearing and manufacturing method thereof | |
| EP0852298B1 (en) | Journal bearing material and method for manufacturing the same | |
| CN103216530A (en) | Bearing bush | |
| AT514296A1 (en) | Thermal spray application of plain bearing lining layer | |
| WO2018021122A1 (en) | Sintered multilayer plate, multilayer sliding member using same and method for producing sintered multilayer plate | |
| CN109548407B (en) | Sliding member and sliding bearing | |
| RU2283897C1 (en) | Method of hardening surfaces of parts at simultaneous application of composite coats | |
| CH706054A2 (en) | A method for producing a multilayer sliding bearing, and a plain bearing comprising a supporting layer and a sliding layer. | |
| DE102011089975B3 (en) | Slide bearing composite material comprises a metallic support layer made of steel, a porous metallic sliding and carrier layer applied on the support layer, a lubricating layer material based on polytetrafluoroethylene, and fillers | |
| US3365777A (en) | Method for producing a multi-layer bearing | |
| DE102009019601B3 (en) | Layer composite material for sliding elements and for plain bearings, particularly crankshaft bearing, camshaft bearings or connecting rod bearings, comprises primary layer made from copper alloy or aluminum alloy | |
| EP1520064B1 (en) | Plain bearing having an overlay alloy layer | |
| RU2487200C1 (en) | Method to form wear-resistant coatings on parts from aluminium alloys | |
| JP2017066526A (en) | Method for manufacturing member having metal composite layer and member having aluminum nickel composite layer | |
| EP3974670B1 (en) | Bearing material with solid lubricant | |
| Huang et al. | Surface texturing for adaptive Ag/MoS 2 solid lubricant plating | |
| GB2271780A (en) | Process for producing sliding bearing | |
| EP0546914B1 (en) | Bath and electroplating process for flash plating a galvanised alloyed substrate with an iron-zinc alloy layer with high iron percentage | |
| EP3617350A1 (en) | Method for coating a metal part destined to be subjected to high contact pressures and metal part obtained therefrom | |
| DE19753639A1 (en) | Process for the production of a plain bearing material | |
| WO2008154978A2 (en) | Method for producing a sliding element coated with silver in a structured manner, and sliding element obtained by said method | |
| RU2694183C1 (en) | Method for formation of high-precision electroerosion wire thickness size | |
| RU2765925C1 (en) | Method for processing bronze inserts of sliding bearings (options) | |
| RU2573462C2 (en) | Diffusion welding process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080112 |