Многослойное тело качения

Многослойное тело качения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. МНОГОСЛОЙНОЕ ТЕЛО КАЧЕНИЯ , состоящее из сердечника с нанесенным на него внутренним и рабочим наружным слоями, отличающееся тем, что, с целью повышения несущей способности и контактной выносливости, оно снабжено расположенными между внутренним и рабочим наружным слоями, по меньшей мере одним промежуточньм слоем, выполненным из материала, выбранным ИЗ группы, содержащий борид, нитрид, карбид тугоплавкого металла, внутренний слой выполнен из твердого раствора тугоплавкого металла с его нитридом дли карбидом, рабочий наружный слой выполнен, из карбида или борида тугоплавкого металла, а толщины слоев от наружного рабочего к внутреннему присоединительному свя- i заны соотношением 1:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111 1511 F 16 С 33/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ (21) 3446303/25-27 (22) 07.04.82 (46) 15.04.84. Бюл. И 14 (72) В.В.Бабук, В.А.Федорцев, С.А.Иващенко, С.И,Моисеенко, В.В.Костюченко и В,N.Ñåìàíèí (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.822.71(088.8) (56) 1. Патент США Р 3515447, кл, F 16 С 33/00, 1970 (прототип). (54) (57) 1 ° МНОГОСЛОЙНОЕ ТЕЛО КАЧЕНИЯ, состоящее из сердечника с нане. сенным на него внутренним и рабочим наружным слоями, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения несущей способности и контактной выносливости, оно снабжено расположенными между внутренним и рабочим наружным слоями, по меньшей мере одним промежуточным слоем, выполненным из материала, выбранным из группы, содержащий борид, нитрид, карбид тугоплавкого металла, внутренний слой выполнен иэ твердого раствора тугоплавкого металла с его нитридом лли карбидом, рабочий наружный слой выполнен.из карбида или борида тугоплавкого металла, а толщины слоев от наружного рабочего к внутреннему присоединительному связаны соотношением l:(0,2-0,4):

:(0,2-0,6) .

108б248

2. Тело качения по п.l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что рабочий наружный слой выполнен иэ материала с твердостью, ти материала слоя. большей твердоспромежуточного

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в изделиях подшипниковой промышленности, Известно многослойное тело качения, состоящее иэ сердечника с на- 5 несенным на него внутренним и рабочим наружным слоями (lj.

Недостатком известного многослойного тела качения является невысокая несущая способность и контактная выносливость при увеличении нагрузок на рабочую поверхность.

Цель изобретения — повьш1ение несущей способности и контактной выносливости. 15

Поставленная цель достигается тем что многослойное тело качения состоящее из сердечника с нанесенным на него внутренним и рабочим наружными слоями, снабжено расположенными меж- 20 ду внутренним и рабочим наружным сло=ями, по меньшей мере одним промежуточ= ным слоем, выполненным из материала, выбранным из группы, содержащей бо" рид, нитрид, карбид тугоплавкого ме- 25 талла, внутренний слой выполнен из твердого раствора тугоплавкого металла с его нитридом или карбидом, рабочий наружный слой выполнен из карбида или борида тугоплавкого ме- у1 талла, а толщины слоев от наружного рабочего к внутреннему присоединительному связаны соотношением 1:

:(О, 2-0,4);:(0,2-0,6) .

Кроме того, рабочий наружный слой

35 выполнен из материала с твердостью, большей твердости материала промежуточного слоя.

На чертеже изображено предлагаемое многослойное тело качения.

Тело качения содержит сердечник внутренний присоединительный слой

2, выполненный из твердого раствора тугоплавкого металла с его нитридом или карбидом, промежуточные слои 3, выполненные из материала, выбранного иэ группы, содержащей борид, нитрид<

2 карбид тугоплавкого металла, и рабочий наружный слой 4, выполненный иэ карбида или борида тугоплавкого металла. Многослойное покрытие может быть получено методами вакуумного нанесения покрытий, например методом КИБ (конденсации вещества из плазменной фазы в условиях ионной бомбардировки). Последовательное снижение твердости покрытия от рабочегп наружного слоя к промежуточному позволяет снизить градиент остаточных напряжений в многослойном покрытии и тем самым увеличить суммарную толщину многослойного что благоприятно сказывается на контактной выносливости изделия и позволяет наносить слои по верхнему пределу соотношения толщин тела качения Il:0,4-0,4:О,б). В случае превышения этого соотношения наблюдается отслаивание покрытия.

Нижний предел соотношения толщин слоев тела качения (1:0,2-0,2:0,2) обусловлен получением необходимой несущей способности слоев, так как в случае выхода за нижний предел соотношения толщин слоев возможно продавливание твердого многослойного покрытия, нанесенного на относительна мягкую основу иэ нержавеющей стали. Кроме того, выполнение присоединительного и промежуточных слоев толщиной менее мкм не обеспечит надежное присоединение наружноГ го рабочего слоя, что отрицательно сказывается на работе тела качения, так как толщины слоев покрытия в э-ом случае становятся соизмеримыми с высотой микронеровностей поверхности изделия.

Пример 1. В случае использования тел качения, например, в шарикоподшипниках из стали Х18 для работы в агрессивных средах, они должны быть предохранены ат коррозии и иметь низкое сопротивление качению. Для этого с целью повышения

1086248 несущей способности и контактной вы нослпвости основа тела качения содержит многослойное покрытие из (последовательно) с4 Ti + TiC; TiC u

Твердость, Материал . кгс/мм

Средняя толщина, мкм

Толщина,мкм

Коэффициент термического расширения (КТР),град.

Соотношение слоев по толщине относительно

Слой толщины рабочего слоя

14,0 ° 10

HRC 53-57

Основа X) 8

Присоединительный aLTi+TiC

8,6 10

0,2-0,6

2,5

Ер 1820-2040

Промежу- . точный TiC

H) 3000-3340 7,95 ° 10 1-3

О, -0,4

Наружный рабочий

Hp 3310-3430 4,6 ° IO 5-8 6 5

TiB2

Пример 2. В случае использования тел качения, например, в шарикоподшипниках иэ стали Х18Н9Т для работы в вакууме они должны быть предохранены от схватывания и иметь низкое сопротивление качению в связи с тем, что основа тел качения выполнена из стали Х)8Н9Т, хаТ а блица 2

Соотношение

1 оев по

Твердость, Коэффициент

I кгс/мм термического

Толщи- Средняя на,мкм толщина мкм

Слой

Материал щине отительно расширения

{KTP),град. шины раего слоя ф 5, 6

)7,09)0 6

Присоединительный

Hp) 660) 980 7,5 ) 0

1-4

0,2-0,6

Zr+ZrC

2,5

Основа Х18П9Т НВ)40-160

Т>В2, чтобы обладать требуемыми экс= плуатациониыми свойствами.

Свойства толщины и соотношения слоев приведены в табл.1.

Таблица 1 рактериэующейся низкой твердостью.

Для повышения несущей способности и контактной выносливости основа тел качения содержит многослойное покрытие из (последовательно) Zr+ZrC;

БАС; HfC u WS

Свойства, толщины и соотношения

40 слоев приведены в табл.2.

1086248

Продолжение табл.2

Н 2690-2970 6,8 10

0,2-0,4

HKC

Промежуточный

Н(4 2830-3070 7,0 10 1-3

0,2-0, 4

Нр3880-4120 5 8 10

6,5 ИВ4

Предлагаемое многослойное тело качения позволяет повысить несущую

7{) Вос1ье

Составитель В.Пузанов

Редактор Н.Киштулинец Техред M,Òeïåð Корректор Г.Огар

Заказ 2221/37 Тираж 772 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Промежуточный

Наружный рабо-, чий способность и контактную выносли