Подшипник скольжения

(5 И ПАТЕНТУ 00054 (22.07,88)юл,М 14 АГ (АТ)и Вальтер Гэртн53724, кл, В 32 В ер(АТ) ;7/02,ОЛЬЖЕНИЯтения: слой заически нанесен ивки ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(57) Сущность изобрнепосредственно фи Изобретение относится к машиностроению, частности к подшипникам скольжения с повышенной нагрузочной способностью.Цель изобретения - увеличение нагрузочной способности,НФ чертеже показан подшипник скольжения в схематическом разрезе нанесенного на несущий слой слоя заливки.Изображенный подшипник скольжения в основном состоит иэ подшипникового металлического слоя в качестве несущего слоя 1, нанесенного при определенных обстоятельствах на неизображенный стальной опорный вкладыш, и физически нанесенно- . го в вакууме на этот подшипниковый металлический слой слоя заливки 2, состоящегоиз основного материала с имеющими столбчатую форму кристаллитами 3, ориентированными в основном перпендикулярно по отношению к рабочей поверхности 4, соответственно к граничной поверхности 5 между слоем заливки 2 и подшипниковым кууме на подшипниковый металлический слой и состоит из основного материала с тонко распределенными включениями, в основном не растворимыми при рабочей тем.пературе в основном материале. Чтобы обеспечить в течение требуемого срока службы в значительной степени свободу от износа и минимальную склонность к раскатыванию, включения должны обладать меньшей твердостью, чем основной материал, закристаллизованный в столбчатой форме с перпендикулярной по отношению к рабочей поверхности преимущественной ориентацией. 10 з, и, ф-л ы, 1 ил,металлическим слоем 1. В этом закристаллизованном в столбчатой форме основном материале тонко распределенным образом помещены исключительно более мягкие включения 6 со средним диаметром частиц максимум 3 мкм, так что также в узко ограниченных местных зонах трибологические свойства слоя заливки определяются не одним основным материалом или одними включениями 6, а как основным материа. лом, так и включениями. Столбчатая форма кристаллитов 3 достигается за счет перпендикулярного наплавления нанесения атомов по отношению к граничной поверхности 5, а именно при поддержании определенных условий по температуре и давлению, как это является известным самим по себе при катодном распылении, Катодное распыление осуществляется, например, при температуре материала мишени приблизительно 80 С и давлении аргона приблизительно 2 10 мбар, причем соос но5 10 15 20 ЗО 35 40 45 50 расположенный по отношению к стержневому катоду подшипниковый металлический слой удеркивается при постоянной температуре, которая, например, соответствует половинной абсолютной температуре точки плавления основного материала слоя заливки,Перед этим покрытием подшипникового металлического слоя 1 слоем заливки поверхность подшипникового металлического слоя следует, однако, без остатка очистить и, например, с помощью ионной бомбардировки удалить в газовом разряде окисный слой поверхности, соответственно активировать поверхность подшипникового металла для того, чтобы обеспечить требуемую прочность сцепления между слоем заливки и подшипниковым металлическим слоем,Если, например, на подшипниковыйметаллический слой А 17 п 4, 5 Я СцРЬУо 1 должен наноситься слой заливки 2 из А 1 РЬ 30 с помощью описанного способа катодного распыления, то на катод могут наноситься соответствующие кольца из свинца и алюминия в надлежащей последовательности, причем эа счет осевого относительного движения между катодом и подшипниковым металлическим слоем во время распыления алюминий кристаллизуется в столбчатой . форме на подшипниковом металлическом слое 1 с перпендикулярной по отношению к рабочей поверхности 4 преимущественной ориентацией и одновременно в этом основном материале при тончайшем распределении осаждается более мягкий свинец, а именно с долей от объема приблизительно 9,570. При этом диаметр имеющих столбчатую форму кристаллитов 3 примерно соответствует среднему диаметру частиц включений 6 и определяется условиями давления и температуры во время процесса распыления. Толщина слоя заливки должна составлять от 5 до 30 мкм, преимущественно от 8 до 16 мкм. Если диаметр включений больше половины толщины слоя, то прочность очень быстро падает, Так как склонность к раскатыванию становится тем меньше, чем более тонко распределены включения в основном материале, следует стремиться к сравнительно малому диаметру как включений 6, так и кристаллитов 3, Особенно благоприятные условия достигаются при средних диаметрах между 0,1 и 1,5 мкм,Если при другом примере осуществления слой заливки Абп 20 должен наноситься на подшипниковый металлический слой А 17 п 4, 5 Мц 7 г, то для катодного распыления могут отличаться кольца-мишени из А 15 п 20. Для более мягких включений олова составляет при таком слое приблизительно 8,5 объемных %. Этот слой заливки следует предпочесть слою заливки из А 1 РЬЗО при корроэирующих смазочных маслах,Для особых нагрузок подшипниковый металлический слой 1 на базе алюминия может быть заменен отлитой свинцовистой бронзой СР 22 без того, чтобы потребовался необходимый в качестве диффузионной блокировки промежуточный слой, если обеспечивается, то что в зоне граничной поверхности слоя заливки 2 более мягкие включения в основном отсутствуют, Выполнение этого требования простым образом может достигаться за счет соответствующего расположения материалов мишени на катоде при одновременное осевом относительном движении катода и подшипникового металлического слоя, Толщина свободной от включений граничной зоны изза нерастворимости включений в основном материале слоя заливки при заданных рабочих температурах играет при этом подчиненную роль,Если должен быть изготовлен подшипник скольжения, особенно нечувствительный к раскатыванию и допускающий особенно большие нагрузки, то может наноситься слой заливки АоРЬ 35 на отлитую свинцовую бронзу СцРЬ 225 п, причем серебро и свинец вновь могут наноситься на катод в виде отдельных колец, Доля от объема более мягких включений свинца составляет в этом случае приблизительно 33 объемный ,Для высокого сопротивления износу от абразивных частиц в смазочном масле является пригодным, в частности, слой заливки из СцРЬЗО на подшипниковом металлическом слое АЯп 4,5 или Сц РЬ 223 п. Для катод- ного распыления могут отличаться кольца-мишени из СцРЬЗО и наноситься на катод. При этом доля свинца в слое заливки составляет приблизительно 25 объемных ф,Вместо свинца может также использоваться висмут в качестве мягкого включения в основном материале из серебра или меди.Изобретение, само собой разумеется, не ограничивается описанными примерами осуществления, Так, слой заливки может на- . носиться на подшипниковый металлический слой также с помощью другого способа, а не катодного распыления, например, за счет ионного плакирования, так как ведь прежде всего имеют значение описанное выполнение в столбчатой форме кристаллитов основного материала слоя заливки и тонко распределенные в нем более мягкие включения, а не способ изготовления, Кроме того, для особых условий нагрузки можно отказаться от подшипникового металличе1809881 Составитель В.СитушкинРедактор А.Купрякова Техред М,Моргентал Корректор М.Кул аказ 1298 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 зводственноиздательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 ского слоя и наносить слой заливки непосредственно на стальной опорный вкладышв качестве несущего слоя 1. Формула изобретения 1, Подшипник скольжения для повышенной нагрузки, включающий металлический несущий слой с непосредственно физически нанесенным на нем в вакууме слоем заливки, содержащий основной материал с мелкодисперсно распределенными включениями, нерастворимыми в основном материале при рабочей температуре, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения нагрузочной способности подшипника, включения выполнены меньшей твердости, чем твердость основной составляющей основного материала слоя заливки, со средним диаметром частиц, меньшим 3 мкм, материал слоя заливки закристаллизован в столбчатой форме с перпендикулярной по отношению к рабочей поверхности преимущественной ориентацией, основные составляющие несущего слоя и слоя заливки представляют собой металлы, не образующие при рабочей температуре интерметаллические соединения.2. Подшипник по п,1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что основная составляющая основного материала слоя заливки соответствует основной составляющей несущего слоя,3. Подшипник по п.1, отл и ч а ю щи йс я тем, что температура плавления основных составляющих несущего слоя и слоязаливки соответствует по меньшей меретрехкратной рабочей температуре,4, Подшипник по п.1, о т л и ч а ю щ и й 5 с я тем, что включения размещены преимущественно в зоне рабочей поверхности слоязаливки.5, Подшипник по пп,1-4, о т л и ч а ющ и й с я тем, что несущий слой выполнен в10 виде стального вкладыша,6, Подшипник по пп,1-5, о т л и ч а ющ и й с я тем, что основные составляющиеслоя заливки и соответственно несущегослоя выполнены из алюминия, меди, желе 15 за, никеля или серебра.7, Подшипник по пп.1 - 6, о т л и ч а ющ и й с я тем, что включения выполнены изолова, свинца или висмута.8, Подшипник по пп.1 - 7, о т л и ч а ю 20 щ и й с я тем, что объемная доля включенийв слое заливки составляет . 5 - 45,9, Подшипник по п.8, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что при слое с алюминием в качестве основной составляющей включения со 25 ставляют не более 20 об, Д,10. Подшипник по п.8, о т л и ч а ю щ и. й с я тем, что при слое заливки с медью илисеребром в качестве основной составляющей включения составляют 15 - 40 об,;.30 11. Подшипник по пп.1 - 10, о т л и ч а ющ и й с я тем, что твердость слоя заливки поменьшей мере в основном соответствуеттвердости несущего слоя,