×
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 41-50 из 146.
08.07.2018
№218.016.6e86

Гомополярный магнитный подшипник для высокоскоростных электрических машин

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высокоскоростных электрических машинах. Технический результат: состоит в повышении надежности, повышении к.п.д. за счет снижения потерь на вихревые токи и гистерезис, а также в снижении массогабаритных показателей за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660447
Дата охранного документа: 06.07.2018
12.07.2018
№218.016.6fd4

Параметрический трансформатор

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании параметрических трансформаторов повышенной частоты для источников вторичного электропитания. Технический результат состоит в повышении перегрузочной способности без затухания колебаний за счет отсутствия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660835
Дата охранного документа: 10.07.2018
14.07.2018
№218.016.7164

Способ получения многослойной детали из титанового сплава

Использование: изобретение относится к способу получения многослойной детали из титанового сплава. Осуществляют ионно-имплантационное модифицирование листовой детали из титанового сплава путем ионной имплантации азота, углерода или бора с энергией 30-50 кэВ, плотностью тока 35-50 мкА/см и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661294
Дата охранного документа: 13.07.2018
21.07.2018
№218.016.738b

Преобразователь переменного напряжения в постоянное (варианты)

Изобретение относится к области электротехники, в том числе к силовой преобразовательной технике, и может быть использовано для преобразования входного переменного трехфазного напряжения в переменное многофазное с последующим преобразованием в постоянное напряжение, например, для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661890
Дата охранного документа: 20.07.2018
28.07.2018
№218.016.7602

Способ получения износостойкого градиентного покрытия системы ti-al на стальной детали в вакууме

Изобретение относится к области получения износостойких покрытий и может быть использовано для расширения ассортимента деталей машин и инструмента. Способ получения износостойкого градиентного покрытия системы Ti-Al на стальной детали в вакууме включает осаждение интерметаллидного покрытия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002662516
Дата охранного документа: 26.07.2018
28.07.2018
№218.016.763b

Смесь для изготовления литейных керамических стержней полых лопаток из жаропрочных сплавов литьем по выплавляемым моделям

Изобретение относится к литейному производству. Смесь содержит электрокорунд 81-89,7, легкоплавкий органический пластификатор на основе парафина с полиэтиленом 10-16 (сверх 100%), плавленую двуокись кремния 9,0-14,0, реакционно-активную анатазную модификацию диоксида титана 0,3-2 и карбид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002662514
Дата охранного документа: 26.07.2018
28.07.2018
№218.016.7683

Способ создания макронеоднородной структуры на поверхности материалов

Изобретение относится к химико-термической обработке и может быть использовано в машиностроении и других областях промышленности. Способ обработки поверхности стального изделия включает проведение интенсивной поверхностной пластической деформации и ионное азотирование. Проведение интенсивной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002662518
Дата охранного документа: 26.07.2018
02.08.2018
№218.016.77c8

Сверлящий перфоратор с поворотным механизмом рабочей части

Изобретение относится к нефте- и газодобывающей области. Перфоратор состоит из системы фиксации перфоратора к стенке скважины, бура, криволинейной направляющей для бура с гидроцилиндром подачи бура, объединенных в одну электрогидравлическую систему, в состав которой входит нерегулируемый насос,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002662839
Дата охранного документа: 31.07.2018
17.08.2018
№218.016.7c34

Способ низкотемпературного ионного азотирования стальных деталей

Изобретение относится к обработке металлов поверхностной пластической деформацией и вакуумному ионно-плазменному азотированию и может быть использовано в машиностроении и других областях промышленности для обработки широкого ассортимента деталей машин и инструмента, изготовленных из сталей....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664106
Дата охранного документа: 15.08.2018
19.08.2018
№218.016.7d2d

Ткань с электромагнитными нагревательными слоистыми нитями

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к электронагревательным тканям промышленного и бытового назначения, имеющим в своей структуре электронагревательные нити. Технический результат: улучшение эксплуатационных свойств ткани, а именно увеличение нагревательной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664385
Дата охранного документа: 16.08.2018
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