Состав технологической жидкости для нанесения самоорганизующихся покрытий из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленений

Состав технологической жидкости для нанесения самоорганизующихся покрытий из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленений

Реферат

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для нанесения антиизносных и противозадирных самоорганизующихся покрытий из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленений узлов и агрегатов машин, в частности для повышения ресурса и надежности работы железнодорожного транспорта.

Известен состав технологической жидкости, содержащий хлорид меди, глюкозу, оксид кремния и глицерин, наносимый резиновым роликом на обрабатываемую поверхность для последующего формирования покрытия с помощью специального натирающего инструмента за счет осаждения меди и оксида кремния из состава технологической жидкости. Недостатком известного состава технологической жидкости является низкая износостойкость получаемого покрытия, дополнительно усугубляемая присутствующим в нем оксидом кремния, и высокая трудоемкость процесса нанесения покрытия, что приводит к повышенным финансовым издержкам производства (Авторское свидетельство СССР №1203136, кл. С23С 26/00, 1983 г.).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является состав жидкости, содержащий, мас.%: хлорид меди 4,0÷8,0; фторированный графит 2,0÷3,0; ацетамид 5,0÷8,0; мочевина 0,5÷0,8; стеариновая кислота 0,5÷0,8; вода 10; композиция высокодисперсных порошков меди и никеля 1,0÷1,5 и глицерин - остальное, предназначенный для нанесения металлических и композиционных покрытий путем подачи в зону контакта обрабатываемой поверхности детали и ворса вращающейся металлической щетки, имеющая постоянные осцилляции в направлении, перпендикулярном к оси вращения детали (Патент РФ №2138579 С1 кл. 6 С23С 26/00, опубл. 27.09.1999 г.).

Основными недостатками известных составов технологических жидкостей являются:

- отсутствие способности нанесения самоорганизующихся покрытий из пластичных металлов, взаимосвязи с возникающими условиями трения деталей сочленения;

- не обеспечивают условия создания и сохранения эффекта постоянного самовосстановления покрытий из пластичных металлов по мере износа на протяжении всего срока эксплуатации узлов и агрегатов машин;

- наносимые покрытия имеют характер одноразового применения, которые после износа за короткий промежуток времени эксплуатации истираются, не оказывая дальнейшего влияния на повышение противоизносной и антифрикционной стойкости обработанных деталей;

- параметры состава и структуры наносимых покрытий из пластичных металлов получаемых покрытий не обладают свойством реагировать на изменяющиеся условия трения при реальной эксплуатации обработанных деталей сочленения;

- технология нанесения покрытий из пластичных металлов известными составами технологических жидкостей требует значительных трудовых и финансовых затрат на внедрение, выполнение трудоемких разборочно-сборочных работ узлов и агрегатов, продолжительного простоя техники в ремонте при низких показателях достигаемой технико-экономической эффективности.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является способность нанесения самоорганизующихся и самовосстанавливающихся покрытий из пластичных металлов на контактируемые поверхности трения деталей сочленений, обеспечивающие максимальную противоизносную и антизадирную стойкость в парах трения при снижении финансовых, трудовых и энергетических затрат на их выполнение.

Технический результат достигается тем, что состав технологической жидкости для нанесения при трении покрытий из латуни или бронзы, содержащий хлорид меди и в качестве основы глицерин, отличающийся тем, что он дополнительно содержит формалин и хлориды пластичных металлов, отличных от меди, а в качестве хлорида меди - медь (II) хлорид 2-водную, при следующем соотношении компонентов, мас.%: медь (II) хлорид 2-водная 3,5÷4,0; формалин технический 18÷ 20; хлориды пластичных металлов, отличных от меди, в процентном соотношении относительно хлорида меди, соответствующем составам латуней или бронз, и глицерин - остальное;

для получения оловянистой бронзы в качестве хлорида пластичного металла, отличного от меди, он содержит олово (IV) хлорид 5-водное, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глицерин 72÷77; формалин технический 18÷20; медь (II) хлорид 2-водная 3,5÷3,8; олово (IV) хлорид 5-водное 2,0÷2,2; для получения свинцовистой бронзы в качестве хлоридов пластичных металлов, отличных от меди, он содержит свинец (II) хлорид 2-водный и олово (IV) хлорид 5-водное, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глицерин 75÷78; формалин технический 18÷20; медь (II) хлорид 2-водная 3,5; свинец (II) хлорид 2-водный 1,15÷1,40; олово (IV) хлорид 5-водное 0,05÷0,1.

ОПИСАНИЕ СОСТАВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ

Предлагаемый состав технологической жидкости приготавливают при плюсовой температуре окружающей среды последовательной загрузкой и смешиванием в емкости каждого из компонентов по убывающей величине массовой доли, например, для получения покрытий из:

- оловянистой бронзы: глицерин ← формалин технический ← медь (II) хлорид 2-водная; ← олово (IV) хлорид 5-водное;

- свинцовистой бронзы: глицерин ← формалин технический ← медь (II) хлорид 2-водная; ← свинец (II) хлорид 2-водный; ← олово (IV) хлорид 5-водное. Полученный раствор через каждые 10...15 мин интенсивно перемешивают 15...20 мин в течение 4...5 часов до полного завершения процесса ионизации и равномерного распределения атомов (ионов) пластичных металлов в глицерино-формалиновой смеси, указывающего на готовность состава технологической жидкости.

Подготовленный таким образом состав технологической жидкости наиболее удобным для данной конструкции способом подают в зону контакта деталей сочленений, чем обеспечивают условия возникновения при трении процесса избирательного переноса атомов (ионов) пластичных металлов из состава технологической жидкости на поверхности трения деталей сочленений и формирования самоорганизующихся покрытий из пластичных металлов толщиной от 0,5 до 3,0 мкм на фактической площади контакта поверхностей трения деталей сочленений. Способность предлагаемого состава технологической жидкости проявить в зоне трения избирательный перенос атомов (ионов) пластичных металлов обеспечивает свойство самовосстановления по мере износа в процессе эксплуатации нанесенных покрытий из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленений. Расход предлагаемого состава технологической жидкости составляет объем в пределах 5 мл на один квадратный метр площади наносимых покрытий из пластичных металлов, интервал рабочих температур от -35°С до +120°С.

Применение предлагаемого состава технологической жидкости для нанесения покрытий из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленений обеспечивает: повышение качества и физико-механических свойств покрытий пластичных металлов, наносимых избирательным переносом атомов (ионов) пластичных металлов при трении; повышение износостойкости в 8÷10 раз при 100%-ной противозадирной стойкости поверхностей трения деталей сочленений за счет возможности нанесения самоорганизующихся и самовосстанавливающихся покрытий из пластичных металлов; снижение коэффициента трения в 2÷3 раза, механических потерь трения на 40÷50% и времени на приработку (обкатку) после сборки узлов и агрегатов машин в 5 раз; экологически безопасную, безотходную ресурсоповышающую технологию нанесения покрытий из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленений в динамике работы машин.

Предлагаемый состав технологической жидкости позволяет полностью исключить издержки производственно-технологических и разборочно-сборочных работ при нанесении покрытий из пластичных металлов на поверхности трения деталей сочленений и обеспечить многократное снижение финансовых, трудовых, материальных и энергетических затрат с достигаемым годовым экономическим эффектом от эксплуатации одной единицы техники в пределах 1,20 млн. руб. без учета экономии в сфере экологической безопасности.

1. Состав технологической жидкости для нанесения при трении покрытий из латуни или бронзы, содержащий хлорид меди и в качестве основы глицерин, отличающийся тем, что он дополнительно содержит формалин и хлориды пластичных металлов, отличных от меди, а в качестве хлорида меди - медь (II) хлорид 2-водную, при следующем соотношении компонентов, мас.%: медь (II) хлорид 2-водная 3,5÷4,0, формалин технический 18÷20, хлориды пластичных металлов, отличных от меди, в процентном соотношении относительно хлорида меди, соответствующем составам латуней или бронз, и глицерин - остальное.

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что для получения оловянистой бронзы в качестве хлорида пластичного металла, отличного от меди, он содержит олово (IV) хлорид 5-водное, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глицерин 72÷77, формалин технический 18÷20, медь (II) хлорид 2-водная 3,5÷3,8, олово (IV) хлорид 5-водное 2,0÷2,2.

3. Состав по п.1, отличающийся тем, что для получения свинцовистой бронзы в качестве хлоридов пластичных металлов, отличных от меди, он содержит свинец (II) хлорид 2-водный и олово (IV) хлорид 5-водное, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глицерин 75÷78, формалин технический 18÷20, медь(II) хлорид 2-водная 3,5, свинец (II) хлорид 2-водный 1,15÷1,40, олово (IV) хлорид 5-водное 0,05÷0,10.