способ изготовления цельнопрессованных втулок подшипников скольжения

Формула изобретения

Способ изготовления цельнопрессованных втулок подшипников скольжения, включающий засыпку в цилиндрическую пресс-форму пластика в виде порошка и наполнителя в виде порошков ферромагнитных материалов, формирование их слоев путем создания электромагнитного поля, прессование с последующим спеканием, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют крупноизмельченную металлическую стружку, которую после засыпки в процессе прессования и спекания обрабатывают постоянным электромагнитным полем, полюса которого размещают с внутренней и внешней поверхности пресс-формы таким образом, чтобы размельченные в смеси частицы металлической стружки ориентировались в направлении действия магнитного потока, выстраиваясь радиально относительно центра цилиндрической пресс-формы и образуя металлические мостики, соединяющие внутреннюю поверхность втулки с внешней.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии изготовления цельнопрессованных втулок подшипников скольжения и может быть использовано в любой отрасли машиностроения, а также в авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности для производства втулок, вкладышей, роликов и других элементов узлов трения.

Известный способ изготовления втулок подшипников скольжения из комбинированного металлофторопластового антифрикционного материала с антифрикционным покрытием на наружной поверхности, которое образуется за счет деформирования заготовки путем раздачи изнутри (Авторское свидетельство № 622548, кл. B21D 53/10, B21K 21/00, B29D 31/02, 05.09.78, Бюл. № 33).

Указанный способ требует заранее подготовленной заготовки, ее деформирование и не обеспечивает равномерного распределения наполнителя по всему материалу, а лишь на его поверхности, что не позволяет повысить теплопроводность материала.

Наиболее близким является способ получения порошковых цельнопрессованных биметаллических и многослойных изделий из порошков, например втулок, с вертикально расположенными слоями. Данный способ заключается в применении в пресс-форме электромагнита для создания магнитного поля в полости прессования по наружному или внутреннему контуру. После засыпки порошков первого слоя включают электромагнит, который формирует вертикальный слой заданной толщины, далее засыпают порошок антифрикционного слоя до заполнения остальной части матрицы. После чего производят прессование смеси до получения необходимой плотности, в конце производят выпрессовку изделия (патент РФ № 2111086, кл. B22F 3/02, 20.05.98, Бюл. № 14).

Однако изготовленные известным способом изделия обладают недостаточной износостойкостью, плохой теплопроводностью в случае использования неметаллических материалов, высоким коэффициентом трения.

Изобретение решает задачу изготовления высоконагруженных антифрикционных изделий из термопластов повышенной прочности, с низким коэффициентом трения и сравнительно большой теплопроводностью, обеспечивающей нормальную работу этих изделий в высоконагруженных узлах трения машин и механизмов.

Для этого, в способе изготовления цельнопрессованных втулок подшипников скольжения, включающем засыпку в цилиндрическую пресс-форму пластика в виде порошка и наполнителя в виде порошков ферромагнитных материалов, формирование их слоев путем создания электромагнитного поля, прессование с последующим спеканием, согласно изобретению в качестве наполнителя используют крупноизмельченную металлическую стружку, которую после засыпки, в процессе прессования и спекания обрабатывают постоянным электромагнитным полем, полюса которого размещены с внутренней и с внешней поверхности пресс-формы таким образом, чтобы размельченные в смеси частицы металлической стружки ориентировались в направлении действия магнитного потока, выстраиваясь радиально относительно центра цилиндрической пресс-формы, образуя металлические мостики, соединяющие внутреннюю поверхность втулки с внешней.

Способ осуществляется следующим образом. В пресс-форму производится загрузка смеси из порошка термопласта и наполнителя в виде металлической крупноизмельченной стружки низкоуглеродистой стали (например, сталь Ст. 0). Размер металлической стружки до 1,5 мм. После производится формирование радиально расположенных металлических мостиков, соединяющих внутреннюю поверхность втулки с внешней, путем создания постоянного электромагнитного поля: с внутренней стороны - северный полюс, а с внешней стороны пресс-формы - южный полюс магнита. Размельченные в смеси частицы металлической стружки ориентируются в направлении действия магнитного потока и выстраиваются радиально относительно центра цилиндрической пресс-формы. После этого производится прессование композиционной смеси с последующим спеканием. После спекания композиционного материала отключается электромагнитное поле, происходит полное отверждение и выпрессовка изделия (втулки).

На фиг.1 изображена схема получения цельнопрессованных втулок подшипников скольжения до прессования и без воздействия электромагнитного поля. На фиг.2 показана схема пресс-формы в момент прессования под действием магнитного поля.

Схема устройства для реализации предлагаемого способа (фиг.1 и 2) содержит внешние постоянные электромагниты 1, цилиндрическую пресс-форму 2, верхний пуансон 3, смесь термопласта 4 и металлического наполнителя в виде мелкой стружки 5, нижний пуансон 6, иглу 7 в сборе с внутренним постоянным электромагнитом 8. Один из полюсов постоянного электромагнита установлен в игле пресс-формы, а другой полюс электромагнита расположен по ее внешней поверхности, для создания постоянного магнитного поля в полости матрицы.

Способ позволяет получить антифрикционную втулку высокого качества с равномерным и ориентированным распределением металлического наполнителя в виде мостиков, соединяющих внутреннюю поверхность втулки с внешней, что способствует повышению прочности изделия и позволяет обеспечить по этим мостикам надежный теплоотвод из зоны трения подшипника скольжения. Данный способ значительно снижает затраты на материалы и их изготовление, возможна вторичная переработка брака и использованного материала после предварительного его измельчения.