Способ получения поверхности трения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК я) Е 16 С 33/ ЕНИ ДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКО ия им овате ости онин А,А.Благ ский ин Б.И.Са понии /12, С 14/06,ОВЕРХНОСТИ есения заможет быть и для полнапример, н и прибона и оениния,маши износочет уветаллов плотнеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Выложенная заявка ЯМ 60-135564, кл, Е 16 С 331985,(57) Изобретение касаетсщитных покрытий в вакууиспользовано в машиносучения поверхностей трподшипников скольжения Изобретение относится к нанесению защитных покрытий в вакууме и может быть использовано в машиностроении для получения поверхностей трения, например подшипников скольжения машин и приборов,Цель изобретения - повышение стойкости поверхности трения за с личения ресурса работы крис твердосмазочного материала и его у ния в углублениях,На фиг, 1 изображен элемент подшипника с поверхностью трения и маской; на фиг. 2 - фрагмент маски: на фиг, 3 - элемент подшипника с поверхностью трения, имеющий углубления и слой твердосмазочного материала; на фиг. 4 - элемент подшипника с поверхностью трения, подвергнутой пластическому деформированию..,Ж 1684549 ров. Цель изобретения - повышение износостойкости поверхности трения за счет увеличения ресурса работы кристаллов твердосмазочного материала и его уплотнения в углублениях, Способ заключается в создании на металлической поверхности регулярно расположенных углублений и внесении в них твердосмазочного материала ионно-плазменным методом, После нанесения твердосмаэочный материал подвергают пластическому деформированию до перехода в пластическое состояние и до ориентации кристаллитов твердосмазочного материала базисными плоскостями скольжения параллельно поверхности трения, обработанный таким образом твердосма-; зочный материал уплотняется и улучшаются смазочные свойства покрытия, 4 ил 1 табл,особ осуществляется следующим об На поверхность трения подшипника скольжения 1, изготовленного из твердой металлической основы методом ионного травления в вакууме, через металлическую маску 2 с определенными размером и расположением отверстий (маска изготавливается из фольги методом фотолитографии) наносят рисунок, состоящий из регулярно расположенных по поверхности углублений (ячеек), Глубина травления ячеек опоеделяется временем и режимом ионной бомбардировки. После завершения травления маска не удаляется, и установка переключается нэ режим напыления антифрикционного покрытия 3 (например, Уо 32), Напыление магнетронным или катодным распылением производится нэ рабочую (обрэбатывае 1684549мую) поверхность с таким расчетом, чтобызаполнить ячейки полностью. Режим напыления и время процесса напыления рассчитываются, исходя иэ условия заполнениявытравленного углубления 5Ьт.где пт - глубина травления;Ьп - толщина напыленного слоя,Затем маска удаляется и наносится поверхностный слой антифрикционного материала 3 (фиг. 3), Можно также послесоздания углублений антифрикционное покрытие наносить беэ использования маски.После завершения процесса напылениятвердосмазочного покрытия материал покрытия находится в относительно рыхломсостоянии, кроме того, кристаллиты твердосмазочного материала ориентированынеблагоприятно (плоскость базиса перпендикулярна поверхности трения), Для уплотнения материала и ориентации кристалловбаэисными плоскостями скольжения параллельно поверхности трения последняя механически обрабатывается до перехода епластическое состояние верхнего слоя вершин перемычек между углублениями металлической матрицы (см, фиг, 4). Примеромтакой обработки может быть любой процессобработки давлением (деформированиештампом, прокатка, обкатка роликом, выглаживание алмазным или стальным индентором, протягивание без снятия стружки ит.п.) с усилием, рассчитанным таким образом, чтобы превысить предел текучести материала матрицы на перемычках между 35углублениями. Обработанное таким образом покрытие имеет долговечность выше,чем необработанное покрытие МоЯ 2 Эффект достигается за счет того, что материалпокрытия уплотняется, плоскости скольжения ориентируются так, что улучшают смазочное действие покрытия и, как видно нафиг, 4, пластическая деформация перемычек матрицы позволяет лучше удерживатьтвердосмазочный материал в углублениях(своеобразное анкерное зацепление), 45П р и м е р. На образцах из меди, используемых для испытания на трение по схемедиск-сфера (многопозиционная машинатрения 622 П) создавали поверхность трениятремя различными методами:1) травлением углублений в матрице,нанесением дисульфида молибдена магнетронным распылением (по прототипу);2) травлением углублений в матрице,нанесением порошка дисульфида молибдена насыпкой и затем пластическим деформированием поверхностного слоя матрицыплоским штампом при удельном давлении Р== 0,5 кгс/мм;2,3) травлением углублений в матрице, нанесением дисульфида молибдена магнетронным распылением и затем пластическим деформированием поверхностного слоя матрицы плоским штампом при удельном давлении прессования (отнесенном к номинальной поверхности матрицы) Р 1 = 5 кгс/мм, Р 2 = 10 кгс/мм з РЗ = 50 кгс/мм (предлагаемое техническое рещение).Углубления во всех случаях получали ионным травлением через маску, форма и расположение отверстий в которой представлены на фиг. 2. Размеры промежуточных расстояний и отверстия в маске; д = 0,1 мм, с = 0,2 мм, Ь =0,17 мм, Режим травления: среда аргон, давление 10 Торр, напряжение разряда 0 = 1000 В, глубина травления лт = 5 мкм. После травления поверхность доводилась до Яс = 0,04 мкм.Испытания на трение проводились е режиме; нормальная нагрузка К = 0,3 кгс, скорость скольжения Ч = 0,02 м/с, Условия испытания: диск из меди (О = 10 мм, 1=4 мм); сфера из стали У 10 А (К = 1,5 мм), Через определенные промежутки времени (или пути трения) измеряли диаметр пятна износа сферического индентора и рассчитывали объемный износ сферы.Результаты испытаний поверхностей, полученных по изобретению и другими методами, представлены в таблице,Объемный износ сферического индентора, работающего в паре с поверхностью диска, обработанной предлагаемым способом, меньше, чем износ индентора, работающего в паре с другими исследованными поверхностями, Износостойкость поверхности возрастает с ростом нагрузки, с которой поверхность обрабатывается при пластическом деформировании. Формула изобретения Способ получения поверхности трения, заключающийся в создании на металлической поверхности регулярно расположенных углублений и внесении в них твердосмазочного материала вакуумным ионна-плазменньм методом, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения износостойкости поверхности трения за счет увеличения ресурса работы кристаллов твердосмазочного материала и его уплотнения в углублениях, после нанесения твердосмазочного материада последний подвергают пластическому деформированию до перехода в пластическое состояние и до ориентации кристаллитов твердосмазочного материала баэисными плоскостями скольжения параллельно поверхности трения.1684549 ции кристаллитов твердосмазочного материала базисными плоскостями ЮОбъемньй износ сферического индентора, мм к 10 Нанесение ИоБ магнетронным распылением с последуюцнм прессованием с усилиями Рз =50 кгс/мм Р =10 кгс/мм Р, =5 кгс/мм 3,5 40 250 5,5 70 500 7,7 14 80 100 110 750. 7,9 50 125 1000 8 ь 7ЭО 105 1250 1500 60 1750 100 2000 иг Составитель В.СивуцнкинТехред М.Моргентал Корректор М. КучеряваяРедактор М.Цитки аказ 3496 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 агарина, 101 водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгоро Путьтрения,м Нанесение ИоБа магнетронпым распыление ИоБ насыпной с последующим прес- сованием 1,5 1 5 4 1 О 6,2 скольжения параллельно поверхности трения.