Способ химико-термической обработкидля получения антифрикционных покрытий

Способ химико-термической обработкидля получения антифрикционных покрытий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< ц83 7986 (Sl j Дополнительное к авт. санд-ау (53)М. Кл.

С 23 С 11/08 (22) Заявлено 27.04.79 (2I ) 2779418/22 02 с присоединением заявки М (23)приоритет

Веулярстеенный кевпет

СССР ае делен нзебеетеннй н открытей (53 ) УДК 6 21., .785.51.539 (088,8) Опубликовано 15.06.81, Бюллетень ра 222

Дата опубликования описания 1 7.10.81

В. И. Апарин, Т. Н. Быстрова, Е. A. Духовской Г. М. Янукян, Б. П. Лобашев и Ю. В. Макаров (72) Авторм изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к области технологии машиностроения, а именно к химико-термической обработке (ХТО) деталей трения из нержавеющих сталей, никелевых и титановых сплавов, предназначеннъ х для аксплуатации в условиях тяжелых нагрузов и повышенных температур.

Для повышения способности и иэносостойкости деталей трения в машинострое« нии широко применяется сульйидирование в твердых порошкообраэнъпс средах на ос- 1О нове серы, сульфида железа и сульфида свинца, которое проводят при 560-1000 С о в течейие 1 8 ч j1)

Недостатком способа является дороговизна и невозможность, работы детали без

15 смазки

Известен способ химико-термической обработки путем нагрева детали в порошкообразном свинцовом концентрате (KC-2), содержащем сульфид свинца, при 50010

700оС и выдержке 1 ч (2

Однако полученнъ е по этому способу детали иэ нержавеющих сталей и никелевых сплавов показали достаточно хорошие результаты по несущей способности при работе со смазкой ВНИИНП-260 (нагрузка задира ) 50 кгс), и совершенно неудовлетворительные - при работе всухую. (без смаэки, нагрузка задира - 2-3 кгс).

Подобные результаты получены и на титановых сплавах.

Бель изобретения - повышение несущей способности покрытия.

Указанная цель достигается тем; что химико-термическая обработка деталей, изготовленных иэ нержавеющих сталей, никелевых и титановых сплавов, проводится в присутствии порошкообразных сред сульфида свинца и трехокиси молибдена, расположенных в одном реакционном пространстве раздельно друг от друга.

Для нержавеющих сталей и никелевых сплавов процесс проводят при размещении детали в порошке сульфида свинца при расположении порошков снизу вверх:

Яо О " ЬВ--Мо при 600-750 С, на воздухе.

Для титановых сплавов процесс осуществляют при размещении детали вне порошков 1098и МоОэ при предварительной от- 9. качке воздуха до 10 - 10 Т. и при

700-850 С. 5

Способ осуществляется следующим образом.

Яеталь из нержавеющей стали или никелевого сплава с предварительно подготовленной известными епособами рабочей to .поверхностью помещают в тигель или лодочку из керамики или нержавеющей стане дно которой насыпана трехокись молибдене и поверх нее просущенный свинцовый концентрет, например КС, или поро- 1s шок сульфида свинца с размещенной в нем деталью, затем сверху насыпается еще . слой трехокиси .молибдена. Таким образом, получается своеобразный «сэндви ", в середине которого в среде сульфида свинца zo расположена обрабатываемая деталь. Ти-, гель или лодочку помещают в печь сопротивления, нагревают до требуемой температуры на воздухе и выдерживают при этой температуре заданное время. Например, выдержку деталей из нержавеющих сталей и никелевых снлевов проводят при

600©C и течение 1 ч. После охлаждения деталь иэ нержавеюших сталей и никелевых сплавов легко освобождают;.: as засыпки.

Условия химико-термической обработки титановых сплавов иные. Порошки трех» .окиси молибдена и сульфида свинца (свинцового концентрата КС) располагаются в

З5 отдельных тиглях на дне реактора, а ти таковая деталь подвешивается над ними.

Перед включением нагрева из реакторе откачивеется воздух до остаточного давля 10-" 1б т, Н„ре „р,,, „40 пример, при 750 С в течение 5,ч. На зка а, Свинцовый концентрат

КС-2, Воздух

600

10-12

2-3

Х18Н10Т

МоО -КС-2с деталью 600

MoOg, воздух.15-20

> 40

837986 . 4 поверхности деталей в результате химикотермической обработки образуется прочно сцепленный диффузионный слой черного или темно-серого цвета Его состав сложен и определяется составом подложки и режимом ХТО. Рентгеноспектральный микроанализ показывает наличие в таких . покрытиях свинца, молибдена, серы и кислорода. Рентгенофазовый анализ свиде тельствует об образовании сложных в структурном отношении фаэ. Можно утверждать об образовании сложных гетерогенных смесей окислов и сульфидов.

Более высокая несущая способность покрытия при сухом трении на деталях иэ указанных сплавов определяется присутствием в том или иком стехиометрическом составе сульфидов молибдена. Специально проведенные испытания подтверждают более высокую эффективность предлагаемого процесса по сравнению с из вестными способами. Несущую способность оценивают .по нагрузке задира при постепенном увеличении давления в паре трения вращающийся диск иэ нержавеющей стали или никелевых и титановых сплавов с антифрикционным покрытием — не« подвижный полусферический ползун ф 5,0 мм

as стали ШХ-15. Условия испытания следу@ядие: окружающая средл - воздух, температуре окружающей среды - комнатная, скорость скольжения - 0,7 м/с (830 об/мин}3; нагрузку повышают с 1 кгс по 1 кгс через каждую мин до 10 кгс иди до задира. Покрытия, полученные по данному способу, выдерживают весь цикл испытания 43о 40 кгс}, в то время как полученные по известному способу задираютси при 2-3 кгс.

Пример: Проводят обработку при

600, 700, 750 С в,течение 1,5 ч. Данные представлены в таблице.

837986

Продолжение та

Свинцовый концентрат 600

КС-2, воздух

10 12

Х20Н80

МОЪ КС-2 с деталью 600

NoG, воздух

1 5-20

< 40

Свинцовый концентрат 700

КС-2, воздух

10-15

ВТ1-О

МоО>-КС-2, 103 7 деталь вне засыпки 40

15-17

750

Составитель Т. Бвхтнновв

Редактор О. Колесникова Техред И.Гайду Корректор M. Демчик

Заказ 9945, Тираж 1051 Подписчое

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,Данный способ позволяет повысить нагрузку задира в 10-20 раз.

Формула из обрет ения

1. Способ химико-термической обработки для получения антифрикционных покрытий, включающий нагрев до температуры диффузионного насыщения и выдержку в

35 присутствии порошкообрвэной среды, содержащей сульфид свинца, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения несущей способности покрытия на деталях из нержавеющих сталей, никелевых и титановых сплавов при сухом трении, нагрев до температуры насьпцения и выдержку при этой температуре проводят в присутствии порошкообрвэных сред сульфида свинца и трехокиси молибдена, располо45 женных в одном реакционном пространстве раздельно друг от друга.

2. Способпоп. 1,отличаюш и и с я тем, что нагрев и выдержку деталей из нержавеннплх сталей н никелевых сплавов провоцят прн размещени;. детали в порошке сульфидв свинца при последовательном расположении порошков снизу вверх: трехокись молибдена - суль. фид свинца — трехокпсь молибдена при

600-750 С.

3. Способ по и. 1, î " л и ч а юшийся тем, что нагрев и выдеряа<у деталей из титановых сплавов проводят ,при размещении детали вне порошков сульфида свинпа и трехокиси молибдена при предварительно откачке всздуха до

10 -10 Т. и при 700-850 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Минкевич А. Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. М., Машиностроение, 1 965.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке )Ф 2675690, кп. С 23 С, 1 1.08. 78;,