×
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 21-30 из 146.
10.05.2018
№218.016.4dac

Способ изготовления шаровых пальцев

Изобретение относится к холодной обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей типа шаровых пальцев с полой головкой. После отрезки заготовки на первом переходе производят предварительный набор головки с редуцированием стержня и образованием конуса. На втором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652331
Дата охранного документа: 25.04.2018
10.05.2018
№218.016.4e02

Адаптивное крыло

Адаптивное крыло содержит кессон, стрингеры, носовую и хвостовую части, электромеханические силовые приводы для деформации этих частей, каждая из которых включает каркас, состыкованный с центральным кессоном. Аэродинамическая поверхность крыла образована армированными эластомерными панелями,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652536
Дата охранного документа: 26.04.2018
10.05.2018
№218.016.4e09

Боковой сверлящий электрогидравлический керноотборник

Изобретение относится к области горного дела и предназначено для отбора образцов породы (кернов) при геофизическом исследовании скважины. Техническим результатом является улучшение энергетических характеристик бокового сверлящего электрогидравлического керноотборника и увеличение эффективности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652216
Дата охранного документа: 25.04.2018
29.05.2018
№218.016.542e

Интеллектуальный стартер-генератор с возможностью самодиагностики

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для определения скорости вращения и положения ротора электрогенератора, входящего в состав стартер-генератора с возможностью самодиагностики. Технический результат заключается в повышении точности формирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654209
Дата охранного документа: 17.05.2018
29.05.2018
№218.016.5474

Способ локального ионного азотирования стальных изделий в тлеющем разряде с магнитным полем

Изобретение относится к области химико-термической обработки, а именно вакуумному ионно-плазменному азотированию, и может быть использовано в машиностроении. Способ локального азотирования стального изделия в тлеющем разряде в магнитном поле включает проведение вакуумного нагрева участка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654161
Дата охранного документа: 16.05.2018
29.05.2018
№218.016.54ea

Устройство для форсирования переходных процессов в электромеханизмах (варианты)

Использование: изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для разработки устройств, предназначенных для форсирования переходных процессов при включении индуктивной нагрузки любого электромеханизма (реле, электромагниты, цепи управления многообмоточных электрических машин -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654206
Дата охранного документа: 17.05.2018
29.05.2018
№218.016.55f2

Способ пуска синхронных двигателей с инкорпорированными магнитами (варианты)

Изобретение относится к области электротехники и энергомашиностроения и может быть использовано при прямом асинхронном пуске синхронных двигателей с инкорпорированными магнитами. Техническим результатом является достижение максимально возможного пускового момента, повышение надежности и прямой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654631
Дата охранного документа: 21.05.2018
09.06.2018
№218.016.5d39

Устройство для регулирования потока контрольного газа

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для контроля локальной герметичности сварных изделий с использованием пробных газов. Устройство для регулирования потока контрольного газа содержит корпус с регулируемым дросселем, запирающий орган которого выполнен в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656038
Дата охранного документа: 30.05.2018
09.06.2018
№218.016.5d70

Способ гашения колебаний и электростатический демпфер для его осуществления

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к устройству для торможения и гашения крутильных колебаний. Технический результат: регулирование величины вращающего момента электростатического демпфера. На металлические электроды подают напряжение, создают тормозящее электрическое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656232
Дата охранного документа: 04.06.2018
09.06.2018
№218.016.5eb7

Автомат перекоса

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям систем управления несущими винтами. Автомат перекоса содержит установленный в расточке якоря шариковый однорядный подшипник с разрезным внутренним кольцом, опирающимся на заплечик корпуса и на навинченную на корпус гайку....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656737
Дата охранного документа: 06.06.2018
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