Способ получения покрытий

(51) 5 1 Й 1,Ф ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ние "Уралный научроектный енности и огатительедине рствени и мышл рно-об СССР вяков, юнов и Н,А,КоваВ,С.Голором бабб тово ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Производственное объмаш", Всесоюзный госудано-исследовательскийинститут асбестовой проУральский асбестовый гоный комбинат им.50-летия(56) Патент США 1 ч. 387502кл. 204-28, 1975.Заявка Японии М 59-1кл, С 23 С 1/04, 1984,Изобретение относится к способам получения поктрытий на изделияхпреимущественно на чугунных валах - эксцентриках, и может быть использовано также при изготовлении подшипников скольжения во всех отраслях машиностроения, например, производящих дробильное оборудование и др. В качестве антифрикционного поверхностного слоя обычно наносится слой баббита,Поскольку вал-эксцентрик работает в условиях больших динамических нагрузок, вызываемых процессом дробления и инерционными силами, то необходимо обеспечить исключительно высокую прочность сцепления слоя бабита с металлической основой,вестен способ нанесения антифрикого баббитового покрытия, при кото- тулку вала-эксцентрика заливают ом. Для надежного сцепления баббислоя с основой во втулке выполнена(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ. (57) Использование: нанесение покрытий на чугунные валы - эксцентрики конусной дробилки. Сущность изобретения; включает нанесение на чугунный вал - эксцентрик натиранием слоя меди, нагрев в окислительной атмосфере до 760-820 С и охлаждение до 300-400 С со скоростью 1-3 С/мин. После этого наносят слой полуды и баббита. 1 ил.,2 табл. система кольцевых и продольных пазов в форме ласточкина хвоста,Однако, такой способ требует больших затрат баббита и в то же время не обеспечи- - д вает прочного сцепления между баббитом и основой, особенно при изготовлении втулки 0 с, из чугуна, когда слой баббита удерживается у только за счет чисто механического действия пазов.1( дИзвестен также способ нанесения антифрикционного покрытия на вал-эксцентрик, при котором на втулку вначале наносят прокладку из меди и слой полуды, а на нее - слой баббита. Однако, такая прокладка не, а обеспечивает прочного сцепления слоя меди с основой, и не удается достаточно надежно закрепить и слой баббита.Цель изобретения - повысить стойкость покрытия к износу,Поставленная цель достигается тем, что подслой меди наносят на втулку натираниНаиболее целесообразен нагрев в пределах 760-820 С.В этих условиях на поверхности практически не остается чистой меди, то есть поверхность оказывается покрытой медно-железнымдиффузионным подслоем, 3При последующем охлаждении со скоростью 3-5 С/ч происходит. распад цементита и перлита. Продуктами распадацементита (ГезС) и перлита (эвтектоиднаясмесь феррита и цементита) являются феррит и углерод отжига.При этом на месте глобулей графитапроисходит образование медно-железногоподслоя, обеспечивающего высокую прочность сцепления между чугуном и медью, 4Если скорость охлаждения ниже 3 С/ч иливыше 5 С/ч, то свободный феррит не успевает выделиться, и высокая прочность сцепления не достигается.Охлаждение изделия до температуры 5ниже 300-400 С нецелесообразно, т.е. затрудняется процесс лужения (температураплавления припоя 250-400 С),После охлаждения изделия до 300 о400 С на медный подслой, а точнее на 55медно-железный подслой наносят подслой олова или припоя (полуды), затем наподслой олова наносят расплавленное спомощью газовых горелок баббитовое покрытие,ем, а перед нанесением слоя полудыи баббита нагревают втулку в окислительной атмосфере до 760-820 С, охлаждают втулку со скоростью 3-5 С/ч до 300-400 С.Однако установлено, что получаемый при этом подслой меди, без дополнительной термической обработки держится непрочно и не может обеспечить достижение поставленной цели,Установлено, что при натирании поверхности чугунной втулки медью с применением достаточно высокого давления в очень тонком поверхностном подслое возникает высокая температура, приводящая к схватыванию между слоями чугуна и меди, причем образуется очень тонкий подслой диффузйи меди в чугун.Сплошность медного подслоя нарушается, однако, включениями графита, Согласно изобретению втулку подвергают нагреву до 760-820 С в окислительной атмосфере. При этом активизируется взаимная диффузия меди и железа, вследствие чего толщина диффузионного слоя значительно возрастает. Нагрев до температуры ниже 760 С не обеспечивает образование феррита, а слишком высокий нагрев, например до 900 С, приводит к окислению меди. На чертеже изображен вал-эксцентрикконусной дробилки, изготовленный попредлагаемому способу.Вал-эксцентрик состоит из втулки 1, от 5 литой из высокопрочного чугуна, состоящего из металлической основы и глобулейграфита.На обработанную боковую поверхностьвтулки 1 наносят флюс следующего состава:10 спирт изопропиловый 4 , олеиновая кислота 1,2 фф, соляная кислота 3. остальное- глицерин. Устанавливают втулку на токарный станок. Медный пруток, зажатый врезцедержателе, подводят к боковой по 15 верхности втулки 1 и перемещают вдольнее с продольной подачей 0,15-0,2 мм/об,одновременно прижимая пруток с усилием, создающим на площадке контактадавление, обеспечивающее плотное сцеп 20 ление меди,При этом на втулке 1 образуется тонкийподслой меди 2, сравнительно хорошо сцепленный с металлической основой, но лишьприлегающий к глобулям графита,25 Далее втулку снимают со станка и нагревают в электропечи, в обычной воздушной атмосфере до 760-820 С. При этомобразуется феррит, а процесс взаимнойдиффузии меди и железа интенсифицирует 0 ся. Однако, в тех местах, где находилисьглобули графита, образуются пустоты. Далее втулку удаляют из печи и охлаждают навоздухе, прикрыв щитами, со.скоростью 35 С/ч, т,е, охлаждение с 760-820 С до 3005 400 С продолжается от 84 до 140 ч, Приэтом, как указано выше, пустоты заполняются медно-железистым сплавом.Далее наносят подслой полуды 3. В качестве материалов для лужения применя 0 ют: для нанесения подслоя полуды подбаббит Б 16 оловянно-свинцовый припойПОС 40, содержащий 39-41 олова, остальное - свинец; под баббит Б 83 допускается нанесение подслоя полуды из этого же5 баббита, химический состав которого приведен ниже.Полуду наносят методом натиранияпрутком ПОСа или баббита под слоем флюса, В качестве флюса применяют буру.0 После охлаждения до окружающей температуры наносят баббитовое покрытие 4. Вкачестве баббитового покрытия применяютбаббиты Б 16, Б 83. Химический состав баббитов приведен в табл.1.Баббитовое покрытие наносят методомнаплавки с помощью газовых горелок.Опытные валы-эксцентрики, изготовленные в соответствии с изобретением, атакже при температурах, выходящих запределы, установленные изобретением, ис1765257 Таблица ",Таблицацентриков Режим изготовления и рез ты испытании вало раткое описание протающих процессов тойкостьСостояние баб о заме- битового слоя ы, лет (покрытия) вмомент замены Прим Скорость охлаждения, С/ч Температура нагрева, С(онечная температура охлажо дения, С 76 у чугуна при охлаждении вблизи критической точки со скоростью 3-5 С/ч про исходит распад цементита и перлита. Продуктами ра пада цементита из перлит являются: Феррит и углерод отжига. Температура критической точки, при которой происходит расла цементита и перлита сосо тавляет около 760 С 3-3,5 Полныи, до полуды равномерный износ При температуре 820 С про исходит превращение перлита в аустенит. На диаграмме Ре-С (железо-углерод) область аустенита лежит в пределах содержания углерода 2-2,4. Это стали, которые хорошо лу- дятся 20 Полныи до полуды равномерныйизнос 400 Полный до полуды равномерныйизнос и в 3 Результат примере400 е же, что и в 3-3,5 Результатпримере 2 лный до полуравномерный носМестное выкрашиванне слоя баббита 00 00 В интервалже 780 С иих охлажлевыше 5 С/чний, в рез исходи ние иобраз поверхност мообработк том,чтобы ность вала, чугуна, По хорошо рас олово на не но за Баббитовое покрытие не держится же 820 едью без послеообработки ат дующеи те пытаны на конусных дробилках КМД-КСД,Результаты испытаний приведены в табл,2.Очевидно, что изготовление валов-эксцентриков в соответствии с изобретением обеспечивает высокую долговечность антифрикционного покрытия, а отклонения отустановленных параметров приводят к резкому снижению ее.Формула изобретения Способ получения покрытий на изделиях, преимущественно на чугунных валахэксцентриках, включающий последовательное нанесение подслоев меди и полуды и слоя баббита, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения 5 стойкости покрытий к износу, медь наносят натиранием и перед нанесением слоя полуды и баббита изделие нагревают в окислительной атмосфере до 760- 820 С и охлаждают со с ко ростью 10 1-3 С/мин до 300400 С. температур ни 820 оС скорости ия ниже 3 оС/ч иНет превращепьтате которых обезуглероживавание Феррита начугуна, Цель тер" заключается всталить поверх"изготовленного изтальной поверхностекается Иепляется й1765257 Составитель В. БерезинРедактор Техред М,Моргентал Корректор Е. Па и ГКНТ ССС роизводственн тельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 3357 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, РауПодписноетениям и открытиям кая наб 4/5