×
10.07.2015
216.013.6026

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО АНТИФРИКЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу получения антифрикционного композиционного покрытия на стальных изделиях, которое может быть использовано в машиностроении для нанесения на детали узлов трения, работающих в воздушной среде в условиях высоких нагрузок и температур. Осуществляют послойное нанесение никель-фосфорного слоя, наносимого химическим осаждением, слоя алюмохромфосфатного связующего и слоя твердого смазочного покрытия, наносимого на слой алюмохромфосфатного связующего. Слой алюмохромфосфатного связующего наносят путем погружения стального изделия с никель-фосфорным слоем в раствор с алюмохромфосфатным связующим и выдержки в течение 1 минуты, после чего проводят термообработку при 400-410°C в течение 40-45 минут и охлаждение стального изделия до комнатной температуры. Слой твердого смазочного покрытия наносят из суспензии следующего состава, г/л: хлорид кадмия - 10-30, азотнокислый цинк - 20-50, оксид магния - 12-36, азотнокислое серебро - 10-20, ортофосфорная кислота - 200-280, азотная кислота - 5-20, дисульфид молибдена - 200-250 и дистиллированная вода до 1 литра. Затем проводят термическую обработку при 300°C в течение 120 минут. Твердое смазочное покрытие наносят кистью или окунанием. Обеспечивается увеличение износостойкости, а также улучшение трибологических свойств покрытия на узлах трения, работающих в условиях повышенных температур и нагрузок. 2 табл.
Основные результаты: Способ получения композиционного антифрикционного покрытия на стальном изделии, включающий послойное нанесение никель-фосфорного слоя путем химического осаждения и слоя алюмохромфосфатного связующего, отличающийся тем, что слой алюмохромфосфатного связующего наносят путем погружения стального изделия с никель-фосфорным слоем в раствор с алюмохромфосфатным связующим и выдержки в течение 1 минуты, после чего проводят термообработку при 400-410°C в течение 40-45 минут, охлаждение стального изделия до комнатной температуры, нанесение слоя твердого смазочного покрытия из суспензии следующего состава, г/л: и проведение термической обработки при 300°C в течение 120 минут, при этом твердое смазочное покрытие наносят кистью или окунанием.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способу получения антифрикционного композиционного покрытия, которое может быть использовано в машиностроении для нанесения на детали узлов трения, работающих в воздушной среде в условиях высоких нагрузок и температур.

Известен способ получения металлоалмазных химических покрытий (см. патент РФ №2375494 C2, C23C 18/16, C23C 18/36 от 01.08.2007).

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для получения химических покрытий на деталях из различных материалов (металлы, керамика, полимеры), которые работают в условиях повышенного износа, высоких давлений, температур, в присутствии агрессивных сред.

Недостатком является низкая износостойкость и высокий коэффициент трения в узлах трения без смазочного материала.

Наиболее близким по назначению и технической сущности, принятым за прототип, является способ получения антифрикционного композиционного покрытия на изделии из стали (см. патент РФ №2455391 C1, C23C 28/00, C23C 18/36, 11.01.2011).

Данное покрытие получено методом химического осаждения с нанесение на поверхность алюмохромфосфатного связующего и обладает низким коэффициентом трения и хорошими коррозионными свойствами.

Недостатком данного покрытия является низкая износостойкость при высоких нагрузках и высокой температуре в узлах трения без смазки.

Задачей изобретения является получение покрытия с улучшенными трибологическими свойствами, а именно увеличение износостойкости при высоких нагрузках и высокой температуре в узлах трения без смазки.

Данная задача решалась путем послойного нанесения на поверхность трения вначале никель-фосфорного покрытия путем химического осаждения, затем слоя алюмохромфосфатного связующего и слоя твердого смазочного покрытия. При этом никель-фосфорное покрытие, наносимое на очищенную стальную поверхность химическим осаждением, обеспечивает высокую адгезию и коррозионную стойкость. В качестве раствора может быть использован следующий состав, г/л: никель хлористый 20-22, натрий уксусно-кислый 10-15, гипофосфит натрия 21-25, тиомочевина 0,002.

Для алюмохромфосфатного слоя берут готовую смазку (ТУ 2149001-58242765-2008). Алюмохромфосфатное связующее наносят путем погружения изделий в раствор с алюмохромосфатным связующим и выдержки в течение 1 минуты, а затем проводят термообработку при 400-410°C в течение 40-45 минут. Этот слой обеспечивает хорошую связку никель-фосфорного слоя с последующим твердым смазочным слоем.

Поверхностный слой, наносимый на алюмохромфосфатную связку представляет собой твердое смазочное покрытие, изготовленное из суспензии следующего состава, г/л:

Хлорид кадмия 10-30
Азотнокислый цинк 20-50
Оксид магния 12-36
Азотнокислое серебро 10-20
Ортофосфорная кислота 200-280
Азотная кислота 5-20
Дисульфид молибдена 200-250
Дистиллированная вода до 1 литра

После нанесения слоя твердого смазочного покрытия изделие подвергают термической обработке при температуре 300°C в течение 120 минут. Этот слой твердого смазочного покрытия придает покрытию высокие антифрикционные свойства.

Сущность изобретения состоит в том, что полученное трехслойное покрытие обладает высокой адгезией к поверхности трения, хорошим сцеплением между слоями и низким коэффициентом трения, что позволяет значительно повысить износостойкость покрытия при работе в условиях повышенных температур и высоких нагрузок.

Способ получения покрытия

Для получения покрытия на металлической поверхности осаждают никель-фосфорное покрытие из рабочего раствора следующего состава г/л: хлористого никеля - 21, уксусно-кислого натрий - 10, гипофосфита натрия - 25, порошок тиомочевины - 0,002. Вода используется дистиллированная. Обрабатываемые изделия, предварительно обезжиренные венской известью, травят в растворе соляной кислоты в соотношении 100 г/л при температуре 25-30°C в течение 30-60 сек, промывают водой и помещают в сосуд с рабочим раствором. Через 2-3 мин в раствор, помешивая, добавляют 5-6 г дисульфида молибдена. Время осаждения составляет 0,2-1 час. Изделия промывают холодной проточной водой, проводят термическую обработку изделий при температуре 200-210°C в течение 10-15 мин и охлаждают на воздухе.

Затем изделия погружают в раствор с алюмохромфосфатным связующим и выдерживают в течение 1 мин. Далее проводят термообработку при 400-410°C в течение 40-45 мин. Изделию дают остыть до комнатной температуры и наносят слой твердого смазочного покрытия.

Слой твердого смазочного покрытия наносят из суспензии, которую готовят следующим образом: смешивают расчетное количество ортофосфорной и азотной кислоты и 100 мл дистиллированной воды, добавляют расчетное количество хлорида кадмия, азотнокислого цинка и оксида магния, механически перемешивают до полного растворения компонентов.

В отдельной посуде смешивают расчетное количество азотнокислого серебра с оставшимся количеством дистиллированной воды до полного растворения. Далее добавляют дисульфид молибдена и размешивают до получения однообразной жидкой массы.

Оба раствора соединяют и перемешивают.

Полученную суспензию наносят на металлические изделия с помощью кисти или окунанием. После нанесения твердого смазочного слоя проводят термическую обработку в термическом шкафу по следующему режиму: при температуре 300°C в течение 120 минут.

В таблице показаны результаты испытаний полученных покрытий и их сравнение с прототипом.

Испытания трибологических свойств полученного покрытия производились на возвратно-поступательной машине трения, разработанной во ФГУП ОКТБ «ОРИОН», по схеме шар-плоскость, скорость перемещения V=0,04 м/с, нормальной нагрузке 1000 МПа (удельное давление, создаваемое в зоне трения по Герцу), при температуре +23°C, +150°C, +350°C. Композиционное антифрикционное покрытие наносилось на образцы из стали, в качестве контртела использовались стальные образцы из стали ШХ15. По окончании испытаний измерялся весовой износ.

В таблице 1 представлены составы 4 композиций суспензии для твердого смазочного покрытия.

В таблице 2 представлены результаты физико-механических испытаний антифрикционных покрытий.

Таблица 1
Состав Соотношение компонентов, г/л
1 2 3 4
Хлорид кадмия 10 15 20 30
Азотнокислый цинк 20 30 40 50
Оксид магния 12 24 30 36
Азотнокислое серебро 10 15 20 20
Ортофосфорная кислота 200 230 260 280
Азотная кислота 5 10 15 20
Дисульфид молибдена 200 220 240 250
Дистиллированная вода до 1 литра до 1 литра до 1 литра до 1 литра

Таблица 2
Физико-механические свойства 1 2 3 4 Прототип
Коэффициент трения
+20°C 0,08 0,06 0,07 0,08 0,12
+150°C 0,07 0,07 0,07 0,07 0,14
+350°C 0,18 0,17 0,16 0,2 -
Скорость изнашивания, мг/ч
+20°C 1,9 1,7 2,0 2,0 3,2
+150°C 2,8 2,6 3,3 3,5 6,5
+350°C 3,8 3,5 4,0 4,5 -

Результаты, приведенные в таблице, подтверждают, что композиционное антифрикционное покрытие обладает улучшенными трибологическими свойствами, повышенной износостойкостью и коэффициентом трения. Разработанное покрытие испытано на опытном предприятии ФГУП ОКТБ «ОРИОН», и полученные покрытия имеют высокие физико-механические показатели.

На основании вышеизложенного, а также с учетом проведенного патентно-информационного поиска считаем, что разработанное нами «Антифрикционное композиционное покрытие» отвечает требованиям для признания его изобретением: новизна, изобретательский уровень, промышленная применимость и может быть защищено патентом Российской Федерации.

Способ получения композиционного антифрикционного покрытия на стальном изделии, включающий послойное нанесение никель-фосфорного слоя путем химического осаждения и слоя алюмохромфосфатного связующего, отличающийся тем, что слой алюмохромфосфатного связующего наносят путем погружения стального изделия с никель-фосфорным слоем в раствор с алюмохромфосфатным связующим и выдержки в течение 1 минуты, после чего проводят термообработку при 400-410°C в течение 40-45 минут, охлаждение стального изделия до комнатной температуры, нанесение слоя твердого смазочного покрытия из суспензии следующего состава, г/л: и проведение термической обработки при 300°C в течение 120 минут, при этом твердое смазочное покрытие наносят кистью или окунанием.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 14.
27.01.2013
№216.012.2012

Состав твердосмазочного антифрикционного покрытия

Использование: в машиностроении для нанесения на детали узлов трения. Сущность: состав включает дисульфид молибдена, коллоидный графит и наночастицы алмаза с размерностью 4-6 нм в виде порошка качестве наполнителя и связующее, представляющее собой смесь оксида магния с водным раствором азотной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473711
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.07.2013
№216.012.59d0

Полиамидная композиция и способ ее получения

Изобретение относится к антифрикционным материалам на основе модифицированных полиамидов. Антифрикционная композиция содержит полиамид - 12 97-98,5 мас.% и комплекс неодима 3-1,5 мас.%. Композицию получают перемешиванием порошка полиамида-12 с предварительно растворенным в бензоле комплексом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488613
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d65

Электролит для осаждения композиционного покрытия никель-кобальт-оксид кремния-фторопласт

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Электролит содержит, г/л: хлорид никеля 200-350, хлорид кобальта 2-10, борную кислоту 25-40, хлорамин Б 1,5-3,0, оксид кремния 1-30, фторопластовую эмульсию Ф-4Д 7-35. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489530
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2013
№216.012.5d66

Гальванический композиционный материал на основе никеля

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в различных областях промышленности. Материал содержит, мас.%: кобальт 1,6-6,9, фторопласт 1,0-3,7, оксид кремния 0,8-2,2, никель остальное. Технический результат: получение материала в виде мелкокристаллических,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489531
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.08.2013
№216.012.6485

Раствор для получения композиционного покрытия

Изобретение относится к области нанесения композиционных никель-фосфорных покрытий на стальные изделия методом химического осаждения и может быть использовано в машиностроительной промышленности. Раствор для получения композиционного покрытия содержит 20-25 г/л никеля хлористого, 8-15 г/л...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491370
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.09.2013
№216.012.6bc6

Композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия

Изобретение относится к созданию композиционного антифрикционного твердого смазочного покрытия. Композиция антифрикционного твердою смазочного покрытия содержит дисульфид молибдена, азотную кислоту, фосфорную кислоту, азотнокислое серебро, оксид меди, дополнительно содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493241
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.10.2013
№216.012.72db

Антифрикционный композиционный материал

Изобретение относится к композиционным материалам на основе полимеров, в частности, в качестве конструкционных материалов для создания узлов трения, где применение смазок и воды ограничено или недопустимо. Композиция содержит полиэтилен низкого давления и в качестве добавки медный поликомплекс...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495060
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.01.2014
№216.012.97cd

Антифрикционный композиционный материал

Изобретение относится к антифрикционному композиционному материалу на основе полимеров для создания узлов трения, работающих всухую. Композиционный материал состоит, мас.%: полиэтилен 277 - 50-55 и медный поликомплекс полиакриламида - 50-45. Медный поликомплекс полиакриламида получают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504560
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.03.2014
№216.012.a9c5

Раствор для химического осаждения композиционного покрытия

Изобретение относится к области нанесения композиционных покрытий методом химического осаждения с целью повышения износостойкости стальных изделий и может найти применение в машиностроении, химической промышленности. Раствор для химического осаждения композиционного покрытия содержит компоненты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509176
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.05.2014
№216.012.c4fd

Раствор для химического осаждения никелевых покрытий

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий на стальные детали методом химического осаждения и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других областях промышленности. Раствор содержит, г/л: никеля дихлорид 10-15, янтарная кислота 12-15, натрия фторид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516188
Дата охранного документа: 20.05.2014
Показаны записи 1-8 из 8.
27.08.2013
№216.012.6485

Раствор для получения композиционного покрытия

Изобретение относится к области нанесения композиционных никель-фосфорных покрытий на стальные изделия методом химического осаждения и может быть использовано в машиностроительной промышленности. Раствор для получения композиционного покрытия содержит 20-25 г/л никеля хлористого, 8-15 г/л...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491370
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.10.2013
№216.012.72db

Антифрикционный композиционный материал

Изобретение относится к композиционным материалам на основе полимеров, в частности, в качестве конструкционных материалов для создания узлов трения, где применение смазок и воды ограничено или недопустимо. Композиция содержит полиэтилен низкого давления и в качестве добавки медный поликомплекс...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495060
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.05.2014
№216.012.c4fd

Раствор для химического осаждения никелевых покрытий

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий на стальные детали методом химического осаждения и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других областях промышленности. Раствор содержит, г/л: никеля дихлорид 10-15, янтарная кислота 12-15, натрия фторид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516188
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.07.2014
№216.012.e530

Раствор для химического осаждения композиционных никелевых покрытий

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий на стальные детали методом химического осаждения и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности. Раствор содержит, г/л: никеля дихлорид 10-15, янтарная кислота 12-15, натрия фторид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524462
Дата охранного документа: 27.07.2014
20.10.2014
№216.012.ff53

Раствор для химического осаждения композиционных никель-фосфорных покрытий

Изобретение относится к области нанесения композиционных никель-фосфорных покрытий на стальные детали методом химического осаждения. Раствор содержит, г/л: никеля дихлорид 10-15, янтарная кислота 12-15, натрия фторид 2-3, натрия гидроксид 4-6, натрия гипофосфит 17-20, интеркалированный медью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531219
Дата охранного документа: 20.10.2014
27.05.2016
№216.015.41fb

Способ получения нанопорошков меди

Изобретение относится получению нанопорошка меди. Способ получения нанопорошка меди включает растворение медного анода с последующим восстановлением меди из электролита на титановом рифленом виброкатоде, по окончании электролиза полученный медный нанопорошок фильтруют под избыточным давлением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585582
Дата охранного документа: 27.05.2016
25.08.2017
№217.015.cdee

Установка для испытания материалов и покрытий на трение

Изобретение относится к технике испытаний на трение и износ материалов и покрытий в условиях атмосферы и в высоком вакууме. Установка содержит форвакуумный насос, измерительный рычаг со вставкой с контртелом, установленным во фланце оправки карданной крестовины, герметично соединенным с гибким...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619844
Дата охранного документа: 18.05.2017
27.04.2019
№219.017.3c5c

Машина трения (варианты)

Изобретение относится к технике испытаний триботехнических свойств конструкционных твердых, пластичных и жидких смазочных материалов в условиях торцового трения, а также может быть использовано при триботехнических испытаниях композиционных материалов, покрытий на металлической и полимерной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686121
Дата охранного документа: 24.04.2019
+ добавить свой РИД