Способ получения поверхности трения

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к нанесению защитных покрытий в вакууме для получения поверхностей трения. Цель изобретения - улучшение рабочих характеристик поверхности трения путем снижения шероховатости. Подготавливают поверхность основы. Наносят на нее твердое износостойкое покрытие. Формируют требуемую шероховатость и плоскостность созданной поверхности. Затем закрепляют на поверхности маскирующий шаблон с прорезями и наносят вспомогательный слой материала с повышенной травимостью. После удаления шаблона наносят твердое износостойкое покрытие. И после формирования требуемой шероховатости и плоскостности созданной поверхности до обнажения вспомогательного слоя образуют углубления путем удаления вспомогательного слоя травителем. 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э F 16 С 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (Ь (Ь .

00 4

0с

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4620568/27 (22) 15.12.88 (46) 07.08.91, Бюл. М 29 (71) Институт машиноведения им, А.А.Благонравова (72) H À. Воронин, А. П. Семенов, А.А. Громов и А. P. Марей (53) 621.822.5(088.8) (56) Григоров А. И., Семенов А. П, Обработка газовых подшипников с применением ионного распыления. — М.: Наука, 1976, с.

100-101. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ

ТРЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к нанесению защитных покрытий в вакууме для получения поверхИзобретение относится к области машиностроения, в частности к нанесению защитных покрытий в вакууме для получения поверхностей трения.

Цель изобретения — улучшение рабочих характеристик поверхности трения путем снижения шероховатости.

На фиг. 1 изображен элемент подпятника с рабочей поверхностью, имеющей требуемую. шероховатость и плоскостность; на фиг, 2 — маскирующий шаблон с одной из разновидностей формы прорезей, план; на фиг. 3- элемент подшипника с наложенным на его рабочую поверхность маскирующим шаблоном, разрез; на фиг. 4 — элемент подшипника с маскирующим шаблоном и нанесенным вспомогательным слоем, разрез; на фиг. 5 — элемент подшипника после удаления маскирующего шаблона, сечение; на фиг..б- элемент подшипника после нанесе° Я./ 1668764 А1 ностей трения. Цель изобретения — улучшение рабочих характеристик поверхности трения путем снижения шероховатости.

Подготавливают поверхность основы.

Наносят на нее твердое износостойкое покрытие. Формируют требуемую шероховатость и плоскостность созданной поверхности. Затем закрепляют на поверхности маскирующий шаблон с прорезями и наносят вспомогательный слой материала с повышенной травимостью. После удаления шаблона наносят твердое износостойкое покрытие. И после формирования требуемой шероховатости и плоскостности созданной поверхности до обнажения вспомогательного слоя образуют углубления путем удаления вспомогательного слоя травителем. 8 ил. ния на его поверхность твердого износостойкого покрытия, сечение;.нэ фиг. 7— .элемент подшипника после механической обработки его рабочей поверхности,. сечеwe: на. фиг. 8 — элемент подшипника с покрытиеМ после стравливания вспомогательного слоя, сечение, Способ осуществляется следующим образом.

На рабочей поверхности основы 1механическим или любым другим способом создается требуемая конструктором достаточно низкая шероховатость Ra> и высокая плоскостность. Затем на поверхность укладывается маскирующий шаблон 2 и закрепляется. Нэ основу с маской производится напыление вакуумным ионно-плазменным или иными методами вспомогательного слоя 3, который осаждается как на поверхность маски, так и нэ рабочую поверхность

1668764 основы через сквозные отверстия (прорези) в шаблоне. Затем шаблон удаляется и на рабочую поверхность основы наносится твердое износостойкое покрытие 4. Механической обработкой снимают слои материала с поверхности, обеспечивая определенную конструктором шероховатость Raz и плоскостность и обнажая вспомогательный слой. Вытравливая его химическим или иными способами, получают на поверхности трения основы газо- или гидродинамические канавки, дно которых имеет шероховатость Яаз Ra1. Вытравливание вспомогательного слоя и удаление ненужных участков износостойкого слоя может производиться до окончательной механической обработки.

Пример. Производилось получение газодинамичских канавок на подпятнике приборного подшипника. Подпятник изготавливался из нержавеющей стали

12Х18Н10Т и представлял из себя диск диаметром 25 мм. Маскирующий шаблон был изготовлен иэ титанового листа толщиной

0,3 мм. Прорези в шаблоне были изготовлены электроэрозионным способом. В качестве вспомогательного слоя использовали чистый алюминий марки А99. Нанесение алюминия осуществляли магнетронным распылением алюминиевой мишени в аргоне. Толщина алюминиевого слоя составляла 6 мкм. В качестве износостойкого покрытия использовали нитрид алюминия, получаемый распылением алюминиевой мишени в среде азота на установке МИР2. Толщина покрытия составляла 6 мкм.

После доводки поверхности на плите с алмазной пастой формировалась поверхность трения с. шероховатостью Ra=0,32 мкм и плоскостностью не хуже 0,5 мкм, Толщина износостойкого слоя после доводки соответствовала 5 мкм. Протравив поверхность подпятника в 20 -ном растворе щелочи (NaOH) в течение 120 мин, произвели удаление алюминиевого слоя до металлической основы. Шероховатость дна канавки была не хуже шероховатости первоначально подготовленной поверхности подпятника и составляла Ra= 0,32 мкм.

На профиллограмме поверхности подпятника с канавками, снятой при вертикальном увеличении 4000 на профилографе

"Калибр — 201", трасса„. профилографирования пересекает канавку в поперечном направлении. Несущая способность такого подпятника в 1,3-1,5 раза выше, чем у прототипа.

Использование предлагаемого способа

5 получения поверхности трения позволяет повысить несущую способность подшипников, подпятников и уплотнений с газовой и жидкой смазкой. 3а счет увеличения напора среды в газо- гидродинамических канавках

10 в виду низкой шероховатости поверхности дна канавки (благодаря чему снижается сопротивление движению по канавке рабочей газообразной или жидкой среды).

Кроме того повышается износостой15 кость, т. е. долговечность работы подшипника н результате более надежного разделения слоем газообразной или жидкой рабочей среды трущихся поверхностей, а также достигается экономия ма20 териальных и энергетических ресурсов за счет уменьшения объема и периодичности ремонта, восстановления и замены узлов трения, а также экономия материалов на изготовление новых узлов трения.

25 Формула изобретения

Способ получения поверхности трения, включающий следующие операции: подготовку поверхности основы, нанесение на поверхность твердого износостойкого

30 покрытия, формирование требуемой шероховатости и плоскостности созданной поверхности, закрепление на поверхности маскирующего шаблона с прорезями, образование в поверхности по месту расположе35 ния прорезей углублений и удаление маскирующего шаблона, о т л и ч а ю щ и йс я тем. что, с целью улучшения рабочих характеристик поверхности трения путем снижения шероховатости, перед удалением

40 шаблона через его прорези на поверхность основы наносят вспомогательный слой материала с повышенной травимостью по сравнению с твердым износостойким покрытием и материалами основы, твердое

45 износостойкое покрытие наносят после удаления маскирующего шаблона,, формирование требуемых шероховатости и плоскостности созданной поверхности осуществляют до обнажения поверхности ма50 териала с повышенной травимостью, а . углубления получают путем удаления последнего с помощью травителя, нейтрального к материалу основы и твердого износостойкого покрытия, 55

1668764

Составитель В.Ситушкин

Редактор А.Шандор Техред M.Mîðãåíòàë Корректор 1.Палий

Заказ 2644 Тираж 419 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101