Узел трения скольжения
Использование: опоры скольжения. Сущность изобретения: узел трения скольжения содержит два стальных элемента, выполненных из спеченного порошкового материала с микропорами, Объемная пористость каждого из элементов составляет 10...15%. Поверхность одного из элементов содержит сульфиды металлических ингредиентов, а ответный элемент выполнен термоупрочненным Твердость термоупрочненного элемента равна 280...480 НВ. Обеспечивается регенерация противозадирных и смазывающих свойств трущихся поверхностей элементов 1 з п флы, 1 табл,
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 С 33/12
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4854702/27 (22) 26.07.90 (46) 30.09.92. Бюл. М 36 (71) Научно-производственное объединение технологии автомобильной промышленности "НИИТавтопром" (72) Е. И. Фрумкин, К, М. Хазанкина.
Г. В,Линецкий и А. В, Скобло (56) Авторское свидетельство СССР
N 1518579, кл, F 16 С 33/12, 1987.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сопряженных деталях машин, Наиболее близким техническим решением является узел трения скольжения, содержащий два стальных элемента, один из которых выполнен с поверхностным слоем из карбонитридного подслоя и пористого с глубиной микропор 2-5 мкм окисленного слоя с толщиной 0,5 — 1 мм с сульфидами железа в порах и на поверхности, а ответный стальной элемент выполнен термоупрочненным с твердостью, равной 660 — 650 кгl мм .
Известный узел трения обладает недостаточной износостойкостью и долговечностью, т,к. мягкие составляющие в виде сульфидов железа, снижающие коэффициент трения и повышающие износостойкость, находятся лишь в тонком поверхностном слое 0,5 — 1 мм, который быстро срабатывается в период эксплуатации, „„. Ы„„1765566 А1 (54) УЗЕЛ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ (57) Использование: опоры скольжения, Сущность изобретения; узел трения скольжения содержит два стальных элемента, выполненных из спеченного порошкового материала с микропорами, Объемная пористость каждого из элементов составляет 10...15%. Поверхность одного из элементов содержит сульфиды металлических ингредиентов, а ответный элемент выполнен термоупрочненным, Твердость термоупрочненного элемента равна
280...480 НВ. Обеспечивается регенерация противозадирных и смазывающих свойств трущихся поверхностей элементов. 1 з. и, флы, 1 табл, лишая трущиеся поверхности противозадирных и смазывающих свойств, Цель изобретения — повышение износостойкости и долговечности узла путем обеспечения регенерации противозадирных и смазывающих свойств трущихся поверхностей.
Это достигается тем, что в узле трения скольжения, состоящем из двух стальных элементов, рабочая поверхность одного из которых выполнена с микропорами и содержит сульфиды металлических ингредиентов, а ответный элемент выполнен термоупрочненным, оба элемента целиком выполнены из спеченного порошкового материала с микропорами, причем объемная пористость каждого из элементов составляет 10-15%.
Термоупрочненный элемент может быть выполнен с твердостью, равной 280 — 480 НВ.
Между трущимися поверхностями узла создается тонкая промежуточная пленка. обеспечивающая противозадирные и смазывающие свойства этих поверхностей и не1765566 прерывно регенерирующаяся в процессе эксплуатации благодаря сульфидам, расположенным по всему сечению элемента, и аккумулированной в порах обоих элементов смазке, т.к. уносящиеся при эксплуатации с трущейся поверхности сульфиды восполняются новыми, диффундирующими к поверхности из тела элемента за счет выравнивания концентрационного градиента.
Выбранная пористость элементов объясняется следующими соображениями.
При пористости элементов более 15% падают прочностные характеристики материалов и снижается надежность работы узла, Общая пористость менее 10% приводит к снижению открытой пористости и уменьшению количества аккумулированной смазки, что приводит к росту коэффициента трения и снижению износостойкости.
При твердости термоупрочненного элемента ниже 280 НВ износостойкость слоя уменьшается. Увеличение твердости практически не влияет на работоспособность и долговечность узла, но твердость выше 480
HB может привести к охрупчиванию материала элементов в связи с наличием в структуре твердых и хрупких карбонитридов.
Пример. Узел трения скольжения состоит из двух элементов — неподвижного и подвижного.
Неподвижный элемент выполнен из железного порошка с добавкой 0,5% графита, 2% меди и 3% дисульфида молибдена.Элемент прессовался с пористостью 10-15% и спекался при температуре 1120 †11 С в защитной атмосфере. При спекании дисульфид молибдена разлагается, образуя сульфиды железа и меди, при этом молибден диффундирует в матрицу и упрочняет материал, Ответный элемент — подвижный — выполнен из железного порошка с добавками
0,5% графита и 2% меди, Прессовался с пористостью 10 — 15% и спекался при температуре 1120 — 1140 С в защитной атмосфере, После спекания подвергался газовой нитроцементации при температуре 850 С в атмосфере эндогаза с добавкой аммиака с последующей закалкой в масле и отпуском при температуре 200 С. При закалке масло аккумулируется в порах элемента, Микроструктура поверхностного слоя — мартенсит с остаточным аустенитом, твердость 280480 НВ.
5 Для сравнения опробованы узлы трения из материалов отличного химического состава, по сравнению с вышеописанным, изготовленные по тому же режиму.
В частности, опробован узел, у которого
10 неподвижный элемент изготовлен из железного порошка, содержащего 3% меди, 0,5% графита и 0,4% серы, а подвижный — из порошка железа с 0,5% графита, а также узел, у которого неподвижный элемент вы15 полнен из железного порошка с добавлением 3% меди, 0,5% графита, 1% молибдена и 0,4% серы, а подвижный — из железного порошка с добавлением 2% меди.
Данные об испытаниях приведены в
20 таблице.
Физико-химические испытания проводились по общепринятым методикам, а именно: износостойкость оценивалась по суммарному изменению веса, при этом ис25 пытания проведены в условиях полусухого трения (смазка подается периодически), Результаты испытаний показали, что у предлагаемого узла трения скольжения износостойкость возросла в 2 раза при одно30 временном повышении долговечности.
Формула изобретения
1. Узел трения скольжения, состоящий из двух стальных элементов, рабочая по35 верхность одного из которых выполнена с микропорами и содержит сульфиды металлических ингредиентов, а ответный элемент выполнен термоупрочненным, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения
40 износостойкости и долговечности узла путем обеспечения регенерации противозадирных и смазывающих свойств трущихся поверхностей, оба элемента целиком выполнены из спеченного порошкового мате45 риала с микропорами, причем объемная пористость каждого из элементов составляет 10...15%.
2. Узел трения скольжения по п, 1, о тл и ч а ю шийся тем, что термоупрочненный
50 ответный элемент выполнен с твердостью, равной 280. „480 H В, 1765566
О
CD
CD
С0
Ю
1
&
& () о (c
Z
Э
Q.
I1Г\ Ш л0юr coсо 0 ооооооо ооооооо
1х
Э
=Г
LA (Г1
Ю
0
CD л
I
CL
r(r
X
О> (.Э
0)
Е
>.
Б
L о о
С:> 0 о (:> о м
A cQ W N (»! (»! м,(! (! м - м о o o o o o o л « в л о о о о о о о (ГЪ
LC>
С>
CD о! .0
1- »
0 0 о ч
CL
m c0
l- Х. (> 0 м
1 о
С0 (Ч ооооооо
% c0 c0 N о .0 с0 м(!a =e (!
I 1 1 1 I 1 1 ооооооо
С0 (4 Л O Co O (! (»! C»I М r - — C»I
O 0
Ю
Ю о
CV л о
1о о
IО
S а о
1z
Э
X Э с
Я
М1 Г\ !.Г\ 4Г\ LC> LA т (»,! О (»! т
I I 1 I l 1
OOOO 1ÎÎ т — г- (»r LA (»I >—
Э о (0 б. \
Ю!.ГЪ (»1
Ю
C»I о»о
6
X о»0
C»I
+ оо
Ш ф (ч, о
С: с
C(r
CL
Э
lХ
S о а
Э X с о
I о
IX о х
lS о
cI! о
s а ч
6 pi 0
«V
I =Е L
Л
1- Е
0 W
О 0
Ч I
CL
Э ф О
rCD 0 0
I о
LA 0 о
1 (У .0
ooою(лад л n co c0 0 Сч
1 1 I I I 1 1
L> а !Л Ц О О О
0 r л r с сi r
С:>
О0
Л л
IО о
I0
S а о с
X
Э
>о
I0 о (Г\ (Г\ (Г\ lA (Г1 (»! с- 1 — г О О г
1 1 1 I ° 1 1
ОООО 1 1 О (»! а 1 — — (Г> LA (Г1 (М
1 о
ГЧ (.Г1
О о»,о ((! с ((! а
Э
lX о
L о
z а о х (:
1о
Iо
1 1 1 I 1 I
1 1 1 1 I 1 1
Iz
X
Э (Я
2
X
m ч о с
Э л=
>S
Е
О
Э
У
X
S х
S
О (D г
X х
О
Ф ((!
1О о
О
m
I0 о
0!
О о а о > rr! (= о а
-с о о Е
c»r л
> с л»
О I- 0
& ф S ф
++ а ((rz! а 6 о о Р S (X
Ч о\
Э < „+ л
6 с " сс
6оо щ >) Q
V + 1-0Х
6
Щ
Щ с ч (D
Ct.
1 1 I 1
1 1 1 I 1
I 1 1 I 1
1 1 1 1 I 1 о» 0 (11
Ю
+ Щ о 1(I! S
6 Е
С (0 э а
< р
r(r -1. а! о оч. +
m 6 (Г
6 X ((!
О" 1Эp»o S им+ Е
S
+ о" ф д 6 о»о асм
6 Э
0 оо +
1 ф C»o а
L о»о + (ГЪ о 1S
+ >> а (О Э
Z О
Э
IX о» 0
L0 - со
