Спосіб зміцнення поверхонь тертя деталей

Спосіб зміцнення поверхонь тертя деталей, який полягає в тому, що наносять порошковий матеріал на поверхню деталі, нагрівають її прямим пропусканням електричного струму, здійснюють підпресовку шару порошкового матеріалу, який відрізняє ться тим, що використовують матеріал з температурою плавлення, яка є вищою за температур у плавлення деталі, а підпресовку шару порошкового матеріалу здійснюють одночасно з пропусканням імпульсів електричного струму від зовнішнього джерела, створюючи багатократний тиск на поверхню до забезпечення рівномірного та повного проникнення порошку у деталь. Спосіб відноситься до галузі металургії, зокрема до способів нанесення покриттів з порошкових матеріалів на поверхні деталей, які підвищують ресурс їх роботи в умовах абразивного зносу, тертя та може бути використаний у різних галузях машинобудування. Відомий спосіб зміцнення поверхонь тертя [патент №2102529, Российская Федерация, Бюл. "Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки" №2-98г., МПК С23С24/08], що включає нанесення на поверхню деталі шару порошкових матеріалів із заданою топографією та фрагментарне наплавлення струмами високої частоти. Недоліком відомого способу є те, що він не забезпечує підвищення зносостійкості поверхонь тертя деталей, що призводить до зменшення строку їх служби. Причиною цього є проведення лише фрагментарного наплавлення шару порошкового матеріалу на поверхні тертя, що сприяє формуванню неоднорідного зміцненого шару вздовж поверхні. Найбільш близьким за технічною суттю є спо сіб отримання покриттів з порошкових матеріалів [Порошкова металургія, №7, 1974, с.84-87], що включає нанесення на поверхню деталі струмопровідного порошкового матеріалу температура плавлення якого є нижчою за температуру плавлення деталі, нагрівання деталі прямим пропусканням крізь неї електричного струму та підпресовку шару порошкового матеріалу тиском від зовнішнього джерела, безпосередньо на нього. Недоліком відомого способу є те, що він не призводить до збільшення строку служби поверхонь тертя деталей, за рахунок зниження їх зносостійкості внаслідок використання порошкового матеріалу з температурою плавлення, яка є виключно нижчою за температуру плавлення деталі. Технічною задачею запропонованого винаходу є створення способу зміцнення поверхонь тертя деталей для підвищення їх зносостійкості, за рахунок чого збільшується строк їх служби. Технічна задача вирішується за рахунок того, що наносять порошковий матеріал на поверхню деталі, нагрівають її прямим пропусканням елект (19) UA (11) 82815 (13) (21) a200709293 (22) 15.08.2007 (24) 12.05.2008 (46) 12.05.2008, Бюл.№ 9, 2008 р. (72) МАЗАНКО ВОЛОДИ МИР ФЕДОРОВИЧ, U A, ХРАНОВСЬКА КАТЕРИН А МИКОЛАЇВН А, U A, ПОГОРЕЛОВ ОЛЕКСАНДР ЄВГЕНОВИЧ, UA, СТАЦЕНКО ВИКТОР МИХАЙЛОВИЧ, U A, ІВАЩЕНКО ЄВГЕН ВАДИМОВИЧ, UA, БЕВЗ ВІТАЛІЙ ПЕТРОВИЧ, UA (73) ІНСТИТУТ МЕТАЛОФІЗИКИ ІМ. Г.В. КУРДЮМОВА Н АЦІОН АЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ Н АУК УКРАЇНИ, UA (56) RU 96100121 A, 20.03.1998 RU 2102529 C1, 20.01.1998 Н.П. Литвишко и др. Влияние тока на физикомеханические свойства дисперсной меди // Порошковая металлургия. - 1974. - №7. - С.84-87. C2 1 3 82815 ричного струму, здійснюють підпресовку шару порошкового матеріалу тиском від зовнішнього джерела, причому, використовують порошковий матеріал з температурою плавлення, яка є вищою за температуру плавлення деталі, а підпресовку шару порошкового матеріалу здійснюють одночасно з пропусканням імпульсів електричного струму багатократним тиском від зовнішнього джерела на її поверхню для забезпечення рівномірного та повного проникнення порошку у деталь. Зміцнення поверхонь тертя деталей забезпечують одночасним впливом на них імпульсного струму та перпендикулярно направленого по відношенню до них імпульсного ударного впливу. Це призводить до проникнення частинок порошку у деталь внаслідок короткочасного зниження міцності зсуву на фронті ударної хвилі, подібно до того, як це відбувається у випадку надглибокого проникнення частинок в збуджене пружно-пластичне середовище [С.Е. Алексенцева, А.Л. Кривченко. Анализ условий сверхглубокого проникания порошковых частиц в металлическую матрицу // Журнал технической физики. - 1998. - Т.68, №7. - с. 124-125]. Збудження пружно-пластичного стану, що сприяє проникненню порошкового матеріалу у деталь, досягають за рахунок імпульсного ударного впливу. Посиленню збудження, що призводить до ще більшого проникнення порошку у деталь сприяє збільшення амплітуди коливань атомів у вузлах кристалічної ґратки матеріалу нагріванням деталі внаслідок пропускання електричного струму крізь неї. Багатократність впливу забезпечує повне проникнення порошкового матеріалу у де таль з потрібним концентраційним розподілом його за глибиною поверхневого шару та підвищення його зносостійкості внаслідок відсутності мікрочастинок на поверхні доріжок тертя, що призводить до суттєвого зменшення внеску абразивної складової до 4 зносу. Спосіб, що пропонується, здійснюють наступним чином. На поверхню деталі наносять порошковий матеріал з температурою плавлення, яка є вищою за температуру плавлення деталі, нагрівають деталь прямим пропусканням електричного струму, здійснюють підпресовку шару порошкового матеріалу одночасно з пропусканням імпульсів електричного струму бага тократним тиском від зовнішнього джерела на її поверхню для забезпечення рівномірного та повного проникнення порошку у деталь. Для порівняння зносостійкості поверхонь тертя деталей отриманих за допомогою способу, що заявляється та прототипу, були проведені аналогічні операції і за прототипом. Приклад. На поверхню деталі, наприклад, зі сталі 45 наносили порошковий матеріал з температурою плавлення, яка є вищою за температуру плавлення деталі, наприклад, карбід вольфраму, нагрівали деталь прямим пропусканням електричного струму, наприклад, з густиною 1А/мм 2, здійснювали підпресовку шару порошкового матеріалу одночасно з пропусканням імпульсів електричного струму бага тократним тиском від зовнішнього джерела на її поверхню, наприклад, з частотою слідування імпульсів 50Гц, для забезпечення рівномірного та повного проникнення порошку у деталь. Випробування на зносостійкість; проводили на установці типу "Фрикцион-1M" при наступних режимах: число обертів 70±1хв-1, пара тертя "площина - сфера", радіус сфери r=3,14мм, навантаження 55г, тип тертя - сухе. Зносостійкість матеріалу оцінювали за результатами вимірів величини сили тертя від часу та глибиною доріжки. Результати випробувань для способу, що заявляється та прототипу, наведено в таблиці. Таблиця Характеристики зносостійкості поверхонь тертя деталей для способу, що заявляється та прототипу, отриманих при обробці деталі зі сталі 45 Матеріал деталі Ст.45 Ст.45 Час випробувань t = 800 с. Матеріал порошку Сила тертя, Fтp, г Глибина доріжки, h, мкм Ширина доріжки, d, мкм ± 0,3г ± 0,1мкм ± 1,0мкм без порошку 28,7 5,6 219,3 WC 22,6 1,5 73,1 За прототипом A1 24,7 3,4 136,8 Як видно з таблиці, запропонований спосіб зміцнення поверхонь тертя деталей дозволяє підвищити зносостійкість у два рази, порівняно з прототипом, за рахунок чого збільшується строк слу Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський жби деталей. Запропонований спосіб може бути реалізований як у лабораторних, так і у виробничих умовах. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601