Способ обработки цилиндрических пар трения

(19) 5 Р 16 С 33/12 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТ Ы Ы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПАР ТРЕНИЯ(57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано прийзготовлении деталей уэлов-трибосопряжеИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении деталей узлов-трибосопряжений,в том числе для. машин криогенной техники.Известен способ снижения износа поверхностей заключающийся в нанесениина них анодной пленки с последующимвнедрением в нее твердой смазки, например дисульфида молибдена, методом ультразвукового дорнования.Недостатками этого способа являютсянизкая производительность технологического процесса, его сложность, нестабильность и, как следствие, низкое качествоповерхностей трения и достаточно высокийизнос сопрягаемых поверхностей,Известен также способ снижения трения и износа с использованием метода ионной имплантации, предусматривающийвнедрение в поверхностный слой обрабатываемой детали ускоренных ионов, чтовызывает улучшение триботехнических характеристик узла трения. нии, етом числедля машин криогенной техники. Цель изобретения - снижение износа сопряженных поверхностей и повышение производительности процесса. Способ обработки цилиндрических пар трения включает ионную имплантацию внутренней цилиндрической поверхности ионами металлов до дозы насыщения, Имплантацию производят с помощью конического преобразователя ионов. Преобразователь выполнен иэ имплантируемого материала. Преобразователь размещен соосно внутри обрабатываемого цилиндра вершиной к источнику имплантируемых ионов. 2 ил. Недостаток этого способа заключается в том, что достаточно эффективно он может быть применен при обработке плоских поверхностей или поверхностей с малой кривизной. Это объясняется тем, что эффективность ионной имплантации, оцениваемая количеством и глубиной проникновения имплантируемых ионов в обрабатываемую поверхность, прямо зависит от угла, под которым встречается поток ионов с поверхностью. Наиболее благоприятным является угол в 90 О, С уменьшением угла встречи снижается глубина проникновения ионов и увеличивается количество отраженных от поверхности ионов. Следовательно, для достижения одной и той же дозы при прочих равных условиях при уменьшении угла встречи необходимо увеличивать продолжительность облучения-обработки,При обработке внутренних цилиндрических поверхностей деталей типа втулок, цилиндров, гильз и т.п. потоком ионов, направленных вдоль образующей цилиндра, угол встречи ионов с поверхностью зти 1732040.чительно меньше 90 и поэтому эффективность процессе резко снижается. Кроме того вследствие отклонения траектории части положительно заряженных ионов и краевого эффекта плотность насыщения поверхности цилиндра имплантируемыми ионами .снижается по мере удаления от верхнего торца цилиндра, Это приводит к неравномерности механических и триботехнических свойств обрабатываемой поверхности и увеличению износа сопряженной детали.Целью изобретения является снижение износа цилиндрических пар трения путем повышения равномерности распределения импланта на внутренних цилиндрических поверхностях при минимально необходимом времени набора дозы насыщения.Поставленная цель достигается тем, что при имплантации внутренней цилиндрической поверхности ионами металлов до дозы насыщения, внутрь обрабатываемой детали, соосно, вершиной к источнику ионов помещается конусный преобразователь, выполненный из материала, ионы которого выбраны в качестве импланта.г 1 а фиг, 1 и 2 представлено устройство, поясняющее способ. При ионно-лучевой обработке внутренних цилиндрических поверхностей 1 по извес 1 ному способу, имеет место значительный градиент концентрации имплантируемой примеси, что является причиной неравномерного упрочнения рабочей поверхности и ведет к увеличению износа. Применение конического преобразователя, выполненного из имплантируемого материала, позволяет снизить эту неравномерность за счет имплантации внутренней цилиндрической поверхности 2 отраженными ионами, а также распыленными атомами отражателя. При этом сокращается время набора дозы и глубина проникновейия легирующей примеси за счет увеличения угла встречи имплантируемых ионов с цилиндрической поверхностью. П р и м е р,Обработке по предлагаемомуспособу подвергаются втулки из алюминиевого сплава, которые затем проходят триботехнические испытания в паре с 5 уплотнением в виде воротниковых манжетиз композиционного материала на основе фторопласта 4 по схеме "втулка-поршень" при перепаде давления рабочего газа на манжетном уплотнении 2-10 МПа и средней 10 скорости скольжения 1,1 м/с.Образцы в виде втулок предварительнохимически обрабатываются по известному способу и помещаются в камеру имплантора, где реализуется их ионно-лучевая обра ботка потоком ионов меди, причем вполовину количества помещают конические преобразователи, изготовленные из меди.Эффективность проведенной обработки оценивают в результате испытаний об разцов по величине пересчитываемого вскорость изнашивания массового износа сопряженных полимерных уплотнительных элементов-манжет.Результать 1 сравнительных испытаний 25 приведены в таблице.Из таблицы видно, что ионная имплантация по изобретению снижает величину износа в металлополимерной паре трения типа "втулка-поршень" по сравнению с об работкой по известному способу в 2 - 3 раза,при этом вдвое сокращается время, необходимое для набора дозы насыщения,Формула изобретения Способ обработки цилиндрических пар 35 трения, включающий ионную имплантациювнутренней цилиндрической поверхности ионами металлов до дозы насыщения, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения износа сопряженных поверхностей и повы шения производительности процесса, имплантацию производят с помощью конического преобразователя ионов, выполненного из имплантируемого материала, устанавливаемого соосно внутрь обрабатываемого цилиндра 45 вершиной к источнику имплантируемыхионов.