состав для фрикционно-механического нанесения покрытий

Формула изобретения

Состав технологической среды для фрикционно-механического нанесения покрытий натирающим инструментом из меди или медных сплавов, содержащий соли меди и олова, глюкозу, глицерин и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хлорид хрома и изопропиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

хлорид меди	0,5-1,5
хлорид олова	0,3-1,5
хлорид хрома	0,3-1,5
изопропиловый спирт	3-5
мочевина	3-5
глюкоза	3-5
глицерин	30-40
вода	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нанесения покрытий фрикционно-механическими способами.

Известна поверхностно-активная среда для нанесения натиранием покрытий из меди и медных сплавов, включающая хлорид олова или хлорид цинка, глюкозу, глицерин и воду. Недостатком данной среды являются недостаточные прочностные и антифрикционные свойства получаемых покрытий [1].

Известна технологическая среда, содержащая соляную кислоту, соли никеля, олова и меди, глюкозу, глицерин и воду, служащую для повышения износостойкости поверхности катания колесной пары железнодорожного транспорта за счет нанесения на них антифрикционных медьсодержащих покрытий. Недостатком известного состава является наличие в среде соляной кислоты, что требует соблюдение повышенных мер безопасности при ее использовании. Соляная кислота оказывает коррозионное влияние на нанесенное покрытие, что требует проведение дополнительных операций по очистке и консервации обработанных деталей, а также приводит к снижению антифрикционных и противоизносных свойств полученных покрытий [2].

Задачей изобретения является повышение антифрикционных, противоизносных свойств получаемых покрытий и повышение производительности процесса нанесения за счет исключения дополнительных технологических операций.

Указанная задача достигается за счет того, что состав для фрикционно-механического нанесения покрытий из меди и медных сплавов, включающий соли меди и олова, глюкозу, глицерин и воду, отличается тем, что дополнительно содержит изопропиловый спирт и мочевину, а вместо солей никеля - хлориды хрома, в следующем соотношении компонентов, мас.%:

хлорид меди	0,5...1,5
хлорид олова	0,3...1,5
хлорид хрома	0,3...1,5
изопропиловый спирт	3...5
мочевина	3...5
глюкоза	3...5
глицерин	30...40
вода	Остальное

Процесс нанесения покрытий осуществляется за счет явления переноса и (или) восстановления металла при трении в присутствии технологической среды, содержащей соли металла покрытий. В качестве материала натирающего инструмента используется медь или медные сплавы, составляющие основу покрытия, а восстановление и осаждение содержащихся в составе солей пластичных металлов позволяет получить более равномерное покрытие с высокими антифрикционными и антиизносными свойствами.

Данный состав может также применяться для нанесения покрытий немедьсодержащим, а также неметаллическим рабочим инструментом только за счет восстановления солей, содержащихся в данном составе.

Нанесение покрытий осуществляется при скорости скольжения натирающего инструмента 0,3...0,5 м/с. Уменьшение скорости обработки снижает производительность процесса, а увеличение ведет к снижению качества покрытия и в последующем противозадирных свойств. Удельное давление натирающего инструмента, обеспечивающее формирование равномерного покрытия ярко-желтого цвета, находится в пределах 3...10 МПа. Обработка на данных режимах позволяет за 2...3 прохода инструмента получать покрытия с параметром поверхности, равным исходной шероховатости.

Образцы состава для фрикционно-механического нанесения покрытий оценивали лабораторными методами на машине трения АЕ-5 по схеме "диск-пальцы". Испытательные образцы изготовляли из стали 45 ГОСТ 1050-90. Шероховатость поверхности оценивали профилографом-профилометром ВЭИ-201 завода "Калибр". Антифрикционные свойства оценивали по значению коэффициента трения в конце 3-часовых испытания, который регистрировался на ленте потенциометра КСП. Износ образцов оценивали в конце испытаний весовым методом на аналитических весах ВЛА-200. Равномерность покрытия оценивали визуально, используя лупу четырехкратного увеличения. Испытания покрытий проводили на нагрузке 10 МПа, скорости скольжения 6,4 м/с и капельной смазке моторным маслом М-10-Г2 в объеме 0,085 мл/с.

Покрытия наносили, используя состав прототипа и состав, предлагаемый авторами, соотношение компонентов которых выражается в мас.%:

прототип

соляная кислота	2,0
хлорид никеля	4,0
хлорид меди	4,0
хлорид олова	4,0
глюкоза	7,0
глицерин	45,0
вода	Остальное

Вариант

хлорид меди	1,0
хлорид олова	1,0
хлорид хрома	1,0
изоприловый спирт	4,0
мочевина	5,0
глюкоза	4,0
глицерин	35,0
вода	Остальное

Все покрытия наносили натирающим инструментом, изготовленным из латуни Л63 прутком диаметром 5 мм; скорость нанесения 0,25 м/с, удельное давление 5 МПа, число проходов равно 2.

Результаты лабораторных триботехнических исследований представлены в таблице.

Также установлено, что покрытия, полученные с использованием предлагаемых составов, по сравнению с покрытием, полученным при использовании известных ранее составов и сред: 1) обладают более высокими и антифрикционными свойствами; 2) более равномерные, 3) имеют шероховатость, аналогичную шероховатости исходной поверхности, 4) не требуют дополнительной очистки (мойки) и консервации (защиты).

Результаты лабораторных триботехнических испытаний
	Коэффициент трения	Износ, мг
Прототип	0,042	22,3
Разработанный вариант	0,025	9,0

Анализ результатов испытаний показывает, что покрытия, полученные с использованием предлагаемого состава, обладают лучшими антиффикционными и противоизносными свойствами по сравнению с покрытиями, полученными с использованием ранее известных сред.

Источники информации

1. Состав для фрикционно-механического нанесения покрытий. Патент РФ 2004622. Бюл. №45-46. 1993.

2. Способ повышения износостойкости поверхности катания колесной пары. Патент РФ 2112663. Бюл. №16. 1998.