×
17.01.2020
220.017.f68d

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛИ ТИПА ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области технологии машиностроения, а именно к зубчатым передачам, и предназначено для обеспечения высокой износостойкости зубчатого зацепления, позволяет повысить долговечность зубчатых передач. Предлагается способ химико-термической обработки в плазме тлеющего разряда детали в виде зубчатого колеса, включающий загрузку зубчатых колес в вакуумную камеру, откачивание воздуха, проведение ионной очистки в газовой среде, напуск реакционного газа и ионное азотирование, отличающийся тем, что откачивание воздуха проводят до давления 10 Па, затем продувают вакуумную камеру аргоном в течение 2-5 мин при давлении 1330 Па, осуществляют последующее ее откачивание до давления 5-15 Па и проводят ионную очистку при напряжении 900-1000 В в течение 5-7 мин в газовой плазме инертного газа повышенной плотности в скрещенных электрическом и магнитном полях, после чего понижают напряжение до рабочего значения, откачивают аргон из вакуумной камеры, напускают рабочий газ и проводят ионное азотирование в плазме повышенной плотности в скрещенных электрическом и магнитном полях, затем охлаждают зубчатое колесо в вакууме с постоянной прокачкой аргона при давлении 10-15 Па в течение первых 15 минут. Обеспечивается повышение износостойкости детали типа зубчатое колесо. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области технологии машиностроения, а именно к зубчатым передачам и предназначена для обеспечения высокой износостойкости зубчатого зацепления, позволяет повысить долговечность зубчатых передач.

Известен способ повышения износостойкости чугунных зубчатых колес (Патент РФ 2516955, F16H 55/17, 09.10.2012), который заключается в нанесении на поверхность колес равномерного покрытия из износостойкого материала и выполнении на рабочей поверхности зубьев поперечных канавок с наполнителем. Поперечные канавки имеют форму полуокружности в поперечном сечении и выполнены на рабочих поверхностях зубьев колес без выхода на торцевую поверхность под углом к перпендикуляру. Глубина поперечных канавок равна толщине диффузионной зоны, полученной в результате термодиффузионного насыщения чугуна карбидообразующими элементами.

Недостатками данного способа являются:

- сложный технологический процесс;

- канавки могут служить концентраторами напряжений, что может привести к выкрашиванию части профиля зуба.

Известен способ упрочнения зубьев зубчатого колеса (Патент РФ 2652945, F16H 55/06, 19.12.2016), в котором повышения износостойкости боковых поверхностей зубьев производят упрочнение этих поверхностей путем повышения их твердости. Притом учитывается изменение интенсивности изнашивания боковых поверхностей зубьев вдоль их длины и увязывает упрочнение этих поверхностей с интенсивностью изнашивания.

Недостатком данного способа является сложность технологии упрочнения и контроль процесса в связи с определенным профилем упрочнения, что снижает эффективность способа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому является способ химико-термической обработки в плазме тлеющего разряда [Арзамасов Б.Н., Братухин А.Г., Елисеев Ю.С. Ионная химико-термическая обработка сплавов. - М.: Изд-во МГТУ им. НЭ Баумана, 1999, с. 195-213], который заключается в загрузке деталей в вакуумную камере, создание вакуума, проведение ионной очистки в газовой среде, напуске реакционного газа и проведение процесса ионного азотирования.

Недостатками прототипа являются:

- высокая длительность процесса обработки;

- небольшая величина получаемых слоев.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение срока эксплуатации детали типа зубчатое колесо.

Техническим результатом является повышение износостойкости детали типа зубчатое колесо.

Задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе химико-термической обработки в плазме тлеющего разряда детали в виде зубчатого колеса, включающем загрузку зубчатых колес в вакуумную камеру, откачивание воздуха, проведение ионной очистки в газовой среде, напуск реакционного газа и ионное азотирование, в отличие от прототипа, откачивание воздуха проводят до давления 10 Па, затем продувают вакуумную камеру аргоном в течение 2-5 мин при давлении 1330 Па, осуществляют последующее ее откачивание до давления 5-15 Па и проводят ионную очистку при напряжении 900-1000 B в течение 5-7 мин в газовой плазме инертного газа повышенной плотности в скрещенных электрическом и магнитном полях, после чего понижают напряжение до рабочего значения, откачивают аргон из вакуумной камеры, напускают рабочий газ и проводят ионное азотирование в плазме повышенной плотности в скрещенных электрическом и магнитном полях, затем охлаждают зубчатое колесо в вакууме с постоянной прокачкой аргона при давлении 10-15 Па в течение первых 15 минут.

Зубчатые колеса являются одними из распространенных деталей современных машин и механизмов. Выход зубчатого колеса из строя в конечном счете повлечет за собой снижение надежности и времени эксплуатации всего механизма. По многочисленным исследованиям известно что причиной выхода из строя зубчатых колес является их изнашивание. Около 70% от общего количества отказов составляют поломка зубчатых колес и шестерен в результате изнашивания [Веселовский А.А. Износостойкость зубчатых колес из высокопрочного чугуна с термодиффузионными покрытиями ванадием, хромом и марганцем // Металлообработка. - 2011. - №. 2 (62), с. 12-13]. Одним из самых распространенных методов повышения износостойкости зубчатых колес является химико-термическая обработка, в частности, в последнее время ионное азотирование. Но притом у ионного азотирования есть недостатки связанные с относительно высокой длительностью процессом и небольшой величиной получаемых слоев. Использование в качестве интенсификации процесса наложение скрещенных электрических и магнитных полей приводит к созданию плазмы повышенной плотности, что в свою очередь приводит к повышению производительности процесса и повышения износостойкости зубчатых колес, за счет более твердого и протяженного азотированного слоя.

Существо изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 изображена схема реализации способа.

Пример конкретной реализации способа.

Способ осуществляется с помощью установки, содержащей: источник питания 1, электрод-анод 2, обрабатываемая деталь (катод) 3, вакуумная камера 4, электромагнитная система 5, источник питания электромагнитной системы 6, изоляторы 7. В вакуумной камере 4 (фиг. 1) деталь подключают к отрицательному электроду (катоду) 2, герметизируют вакуумную камеру 4 и откачивают воздух до давления 10 Па. После эвакуации воздуха камеру продувают аргоном в течение 2-5 мин при давлении ~1330 Па, затем откачивают вакуумную камеру 4 до давления 5-15 Па, включают источник питания электромагнитной системы 6 и подают на электроды анод 2 и катод (деталь) 3 разность потенциалов с помощью источника питания 1 и зажигают тлеющий разряд. При напряжении 900-1000 В осуществляется ионная очистка в плазме повышенной плотности. После 5-7 минутной обработки по режиму катодного распыления напряжение понижают до рабочего, включают форвакуумный насос и откачивают аргон из вакуумной камеры, далее напускают рабочий газ, с помощью источника питания электромагнитной системы изменяют конфигурацию магнитного поля таким образом чтобы деталь была полностью погружена в плазму повышенной плотности и проводят процесс химико-термической обработки, затем охлаждают деталь в вакууме, притом первые 15 мин с постоянной прокачкой аргона при давлении 10-15 Па.

Предлагаемый способ позволяет повышать износостойкость детали за счет проведения процесса химико-термической обработке в плазме повышенной плотности тлеющего разряда, создаваемая наложением скрещенных электромагнитных полей.

Способ химико-термической обработки в плазме тлеющего разряда детали в виде зубчатого колеса, включающий загрузку зубчатых колес в вакуумную камеру, откачивание воздуха, проведение ионной очистки в газовой среде, напуск реакционного газа и ионное азотирование, отличающийся тем, что откачивание воздуха проводят до давления 10 Па, затем продувают вакуумную камеру аргоном в течение 2-5 мин при давлении 1330 Па, осуществляют последующее ее откачивание до давления 5-15 Па и проводят ионную очистку при напряжении 900-1000 В в течение 5-7 мин в газовой плазме инертного газа повышенной плотности в скрещенных электрическом и магнитном полях, после чего понижают напряжение до рабочего значения, откачивают аргон из вакуумной камеры, напускают рабочий газ и проводят ионное азотирование в плазме повышенной плотности в скрещенных электрическом и магнитном полях, затем охлаждают зубчатое колесо в вакууме с постоянной прокачкой аргона при давлении 10-15 Па в течение первых 15 минут.
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛИ ТИПА ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛИ ТИПА ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-20 из 146.
20.01.2018
№218.016.1d66

Способ формирования нанокристаллического поверхностного слоя на деталях из алюминиевых сплавов (варианты)

Изобретение относится к способу формирования нанокристаллического поверхностного слоя на деталях из алюминиевых сплавов (варианты) и может быть использовано для обработки лопаток газотурбинных двигателей. Формируют аморфный поверхностный слой путем бомбардировки его ионами одного из следующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640687
Дата охранного документа: 11.01.2018
04.04.2018
№218.016.2f3d

Способ управления системой защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания

Использование: в области электротехники. Технический результат: повышение надежности системы управления, системы защиты и пожаробезопасности магнитоэлектрического генератора. Согласно способу после обнаружения короткого замыкания на фазной обмотке генератора, данную обмотку последовательно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644586
Дата охранного документа: 13.02.2018
04.04.2018
№218.016.2f5d

Гибридный магнитопровод статора электромеханических преобразователей энергии

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в электромеханических преобразователях энергии автономных объектов. Техническим результатом является повышение надежности, механической прочности, энергоэффективности и минимизация тепловыделений электромеханических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644577
Дата охранного документа: 13.02.2018
04.04.2018
№218.016.330e

Устройство и способ автоматизированной очистки солнечной панели

Изобретение относится к системам автоматической очистки солнечных панелей. Устройство очистки солнечной панели, содержащее источник питания, соединенный с солнечной панелью, датчики контроля загрязнения и провода, расположенные на поверхности солнечной панели, отличающееся тем, что провода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645444
Дата охранного документа: 21.02.2018
09.05.2018
№218.016.37e9

Магнитная система ротора с постоянными магнитами и способ ее изготовления

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройству роторов электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов. Технический результат – повышение энергетических характеристик. Магнитная система ротора с постоянными магнитами содержит кольцевой цилиндр, состоящий из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646543
Дата охранного документа: 06.03.2018
10.05.2018
№218.016.3abd

Матрица для высадки деталей сложного профиля

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей сложного профиля. Матрица для высадки содержит бандажное кольцо с внутренней конусной поверхностью и вставку с наружной конусной поверхностью и полостью, имеющей перепад диаметров....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647434
Дата охранного документа: 15.03.2018
10.05.2018
№218.016.3ad3

Беспазовый синхронный генератор с интегрированным магнитным подвесом

Изобретение: относится к электротехнике и может быть использовано в магнитоэлектрических генераторах автономных систем электроснабжения. Технический результат состоит в повышении надежности и энергоэффективности системы измерения и управления, а также снижении массогабаритных показателей за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647490
Дата охранного документа: 16.03.2018
10.05.2018
№218.016.3afc

Передача винт-гайка

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к устройствам преобразования вращательного движения в поступательное. Передача винт-гайка содержит винт, сопряженный с гайкой. Гайка выполнена в виде нескольких сегментов, имеющих внутреннюю резьбу, профиль, шаг которой и угол...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647394
Дата охранного документа: 15.03.2018
10.05.2018
№218.016.4307

Электрогидромеханический каверномер

Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использовано для измерения диаметра буровых скважин, а также их глубины. Технический результат: сокращение числа потребных спускоподъемных операций и повышение надежности каверномера. Каверномер выполнен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649680
Дата охранного документа: 04.04.2018
10.05.2018
№218.016.4b27

Способ упрочнения деталей из жаропрочных сплавов

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для упрочнения деталей из жаропрочных сплавов. Упрочнение деталей проводят дробеструйной обработкой шариками и микрошариками твердостью HRC 60-64, при давлении 0,6 МПа. Обработку проводят в несколько этапов: на первом этапе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651847
Дата охранного документа: 24.04.2018
Показаны записи 11-11 из 11.
16.05.2023
№223.018.5d94

Способ комбинированной обработки изделия из быстрорежущей стали

Изобретение относится к cпособу комбинированной обработки изделия из быстрорежущей стали. Способ включает нагрев изделия до температуры 950С, последующую закалку, обработку холодом при температуре -70-80С и последующее ионное азотирование, отличающийся тем, что ионное азотирование осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002757362
Дата охранного документа: 14.10.2021
+ добавить свой РИД