RU2765925C1 - Method for processing bronze inserts of sliding bearings (options) - Google Patents
Method for processing bronze inserts of sliding bearings (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2765925C1 RU2765925C1 RU2021110111A RU2021110111A RU2765925C1 RU 2765925 C1 RU2765925 C1 RU 2765925C1 RU 2021110111 A RU2021110111 A RU 2021110111A RU 2021110111 A RU2021110111 A RU 2021110111A RU 2765925 C1 RU2765925 C1 RU 2765925C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silver
- layer
- pulse energy
- lead
- tin
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 239000010974 bronze Substances 0.000 title claims abstract description 27
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 59
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 52
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 36
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 21
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 16
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000002674 ointment Substances 0.000 claims description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005486 sulfidation Methods 0.000 abstract 2
- QCEUXSAXTBNJGO-UHFFFAOYSA-N [Ag].[Sn] Chemical compound [Ag].[Sn] QCEUXSAXTBNJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 45
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 7
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 241000269417 Bufo Species 0.000 description 1
- 101001123530 Nicotiana tabacum Putrescine N-methyltransferase 3 Proteins 0.000 description 1
- 239000005662 Paraffin oil Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000009862 microstructural analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному (электроискровому) легированию, и может применяться для обработки поверхностей вкладышей подшипников.The invention relates to the field of electrophysical and electrochemical processing, in particular to electroerosive (electrospark) alloying, and can be used for surface treatment of bearing shells.
Известен способ электроискрового легирования (ЭИЛ) поверхности, то есть процесс переноса материала на обрабатываемую поверхность искровым электрическим разрядом [Лазаренко Н. И. Электроискровое легирование металлических поверхностей. - М.: Машиностроение, 1976].There is a method of electrospark alloying (EIL) of the surface, that is, the process of transferring material to the surface to be treated by a spark electric discharge [Lazarenko NI Electrospark alloying of metal surfaces. - M.: Mashinostroenie, 1976].
Способ характеризуется следующими специфическими особенностями:The method is characterized by the following specific features:
- материал анода (легирующий материал) может образовывать на поверхности катода (легированной поверхности) слой покрытия, чрезвычайно прочно сцепленный с поверхностью. При этом не только отсутствует граница раздела между нанесенным материалом и металлом основы, но даже происходит диффузия элементов анода в катод;- the anode material (doping material) can form on the cathode surface (doped surface) a coating layer that adheres extremely strongly to the surface. In this case, not only is there no interface between the deposited material and the base metal, but even diffusion of the anode elements into the cathode occurs;
- легирование можно осуществлять только в указанных местах, не защищая при этом остальные поверхности детали.- alloying can be carried out only in the indicated places, without protecting the remaining surfaces of the part.
Известен также способ обработки бронзовых вкладышей (БВ) подшипников скольжения (ПС), включающий нанесение на вкладыши методом электроискрового легирования с помощью электрода-инструмента электроискрового покрытия из серебра при энергиях импульса 0,01-0,05 Дж, затем - электроискрового покрытия из меди при энергиях импульса 0,01-0,5 Дж, после этого - электроискрового покрытия из оловянного баббита при энергиях импульса 0,01-0,06 Дж для получения комбинированного электроискрового покрытия (КЭИП) [RU №2299790 С1, МПК В23Н 1/00. Способ обработки вкладышей подшипников / B.C. Марцинковский, В.Б. Тарельник, В.А. Пчелинцев / Опубл. 27.05.2007, Бюл. №15].There is also known a method of processing bronze liners (BV) of plain bearings (PS), including applying to the liners by the method of electrospark alloying using an electrode-tool of an electrospark coating of silver at a pulse energy of 0.01-0.05 J, then an electrospark coating of copper at pulse energies of 0.01-0.5 J, after that - an electrospark coating of tin babbitt at pulse energies of 0.01-0.06 J to obtain a combined electrospark coating (CEIP) [RU No. 2299790 C1, IPC
Несмотря на возможность изготовления КЭИП, полученных в последовательности серебро → медь → баббит толщиной до 250 мкм, к практическому применению можно рекомендовать только покрытие толщиной до 25-30 мкм. Дальнейшее увеличение толщины слоя покрытия приводит к резкому увеличению шероховатости поверхности с Ra=0,8-1,0 мкм до Ra=11,0-12,0 мкм и снижение сплошности с 95-100% до 40-50%. Таким образом, применение бронзовых вкладышей подшипников, обработанных указанным выше способом, не всегда приводит к желаемому результату из-за малой толщины покрытия. Ввиду необходимости компенсировать погрешности установки подшипников, в тяжелых условиях эксплуатации (большое количество оборотов и высокое удельное давление) во время приработки могут произойти задиры рабочей поверхности вкладыша подшипника из-за недостаточной толщины антифрикционного слоя.Despite the possibility of manufacturing CEIPs obtained in the sequence silver → copper → babbit up to 250 µm thick, only a coating up to 25–30 µm thick can be recommended for practical use. A further increase in the thickness of the coating layer leads to a sharp increase in surface roughness from Ra=0.8-1.0 µm to Ra=11.0-12.0 µm and a decrease in continuity from 95-100% to 40-50%. Thus, the use of bronze bearing shells processed in the above way does not always lead to the desired result due to the small thickness of the coating. Due to the need to compensate for bearing installation errors, under severe operating conditions (high number of revolutions and high specific pressure) during running-in, scuffing of the working surface of the bearing shell may occur due to insufficient thickness of the anti-friction layer.
Ближайшим к заявляемому техническому решению является способ обработки вкладышей подшипников скольжения, включающий нанесение на рабочие поверхности вкладышей методом ЭИЛ комбинированных электроискровых покрытий (КЭИП) электродами-инструментами с формированием на рабочих поверхностях слоев в последовательности: серебро - мягкий металл - серебро. При этом сначала наносят слой серебра при энергии импульса Wu=0,1-0,3 Дж, далее на слой серебра наносят слой покрытия из свинца при энергии импульса Wu=0,3-0,4 Дж, после чего на слой свинца наносят еще один слой серебра при энергии импульса Wu=0,04-0,10 Дж, причем, производительность процесса составляет 0,2-2,0 см/мин, толщина слоя находится в пределах 80-120 мкм, а шероховатость (Rz), соответственно, - 18-24 мкм [UA №105965 С2, В23Н 5/00. Cnoci6 обробки вкладиппв шдшипнишв ковзання / Марцинковський B.C., В.Б. Тарельник, О.В. Дзюба / Опубл. 15.02.2014, Бюл. №13].The closest to the claimed technical solution is a method of processing bearing bushings, including applying combined electric spark coatings (CEIP) to the working surfaces of the bearings using the ESA method with tool electrodes with the formation of layers on the working surfaces in the sequence: silver - soft metal - silver. At the same time, a silver layer is first applied at a pulse energy Wu=0.1-0.3 J, then a lead coating layer is applied to the silver layer at a pulse energy Wu=0.3-0.4 J, after which another one silver layer at pulse energy Wu=0.04-0.10 J, moreover, the process productivity is 0.2-2.0 cm/min, the layer thickness is in the range of 80-120 μm, and the roughness (Rz), respectively , - 18-24 microns [UA No. 105965 C2, V23N 5/00. Cnoci6 forgings forging inserts / Martsinkovsky V.C., V.B. Tarelnik, O.V. Dzyuba / Publ. 02/15/2014, Bull. No. 13].
Следует отметить, что КЭИП, полученные в последовательности серебро → свинец → серебро, имеют шероховатость поверхности (Rz) на отдельных участках - до 24 мкм, значительную волнистость - до Wmax=70 мкм и сплошность - до 85%. Такие антифрикционные покрытия при нанесении на вкладыши бронзовых ПС требуют дальнейшей обработки для улучшения параметров качества поверхности и предотвращения схватывания контактирующих поверхностей. При этом толщины 120 мкм недостаточно для дальнейшей обработки любым известным способом: растачиванием, фрезерованием, обработкой поверхностным пластическим деформированием (ППД), безабразивной ультразвуковой финишной обработкой (БУФО) и др. Таким образом, процесс формирования приработочных покрытий на рабочих поверхностях бронзовых вкладышей подшипников скольжения требует дальнейшего совершенствования.It should be noted that CEIP obtained in the sequence silver → lead → silver have surface roughness (Rz) in some areas - up to 24 µm, significant waviness - up to Wmax=70 µm, and continuity - up to 85%. Such anti-friction coatings, when applied to bronze PS liners, require further processing to improve the surface quality parameters and prevent the contact surfaces from setting. At the same time, a thickness of 120 microns is not enough for further processing by any known method: boring, milling, surface plastic deformation (SPD) processing, non-abrasive ultrasonic finishing (BUFO), etc. Thus, the process of forming running-in coatings on the working surfaces of bronze bearing shells requires further improvement.
В основу заявляемого изобретения поставлена задача улучшения условий приработки вкладышей подшипников скольжения, повышения их надежности и долговечности в работе.The basis of the claimed invention is the task of improving the running-in conditions of bearing shells, increasing their reliability and durability in operation.
Поставленную задачу решают тем, что в способе обработки бронзовых вкладышей подшипников скольжения, включающем сульфидирование и нанесение на рабочие поверхности вкладышей методом электроискрового легирования комбинированных электроискровых покрытий электродами-инструментами с формированием слоев в последовательности: серебро - мягкий металл - серебро, согласно изобретению, слой серебра наносят при энергии импульса Wu=0,52-4,6 Дж, слой свинца наносят на слой серебра при энергии импульса Wu=0,13-4,6 Дж, на слой свинца наносят еще один слой серебра при энергии импульса Wu=0,05-0,36 Дж, при этом обрабатываемые поверхности сульфидируют перед каждым нанесением слоя серебра.The problem is solved by the fact that in the method of processing bronze bushings of plain bearings, including sulfiding and applying on the working surfaces of the liners by the method of electrospark alloying of combined electrospark coatings with electrodes-tools with the formation of layers in the sequence: silver - soft metal - silver, according to the invention, a layer of silver is applied at pulse energy Wu=0.52-4.6 J, a layer of lead is applied to the silver layer at pulse energy Wu=0.13-4.6 J, another layer of silver is applied to the lead layer at pulse energy Wu=0.05 -0.36 J, while the treated surfaces are sulfided before each application of a layer of silver.
Поставленную задачу также решают тем, что в способе обработки бронзовых вкладышей подшипников скольжения, включающем сульфидирование и нанесение на рабочие поверхности вкладышей методом электроискрового легирования комбинированных электроискровых покрытий электродами-инструментами с формированием на рабочих поверхностях слоев в последовательности: серебро - мягкий металл - серебро, согласно изобретению, слой серебра наносят при энергии импульса Wu=0,52-4,6 Дж, слой олова наносят на слой серебра при энергии импульса Wu=0,36-4,6 Дж, на слой олова наносят еще один слой серебра при энергии импульса Wu=0,05-0,36 Дж, при этом обрабатываемые поверхности сульфидируют перед каждым нанесением слоя серебра.The problem is also solved by the fact that in the method of processing bronze bushings of plain bearings, including sulfiding and applying to the working surfaces of the liners by the method of electrospark alloying of combined electrospark coatings with electrodes-tools with the formation of layers on the working surfaces in the sequence: silver - soft metal - silver, according to the invention , a silver layer is applied at pulse energy Wu=0.52-4.6 J, a tin layer is applied to the silver layer at pulse energy Wu=0.36-4.6 J, another layer of silver is applied to the tin layer at pulse energy Wu = 0.05-0.36 J, while the treated surfaces are sulfided before each application of a layer of silver.
В обоих вариантах при сульфидировании применяют серную мазь с концентрацией серы 33,3%.In both cases, sulfuric ointment with a sulfur concentration of 33.3% is used for sulfiding.
Также в обоих вариантах обеспечивают толщину покрытия 0,19-1,31 мм.Also, in both versions, a coating thickness of 0.19-1.31 mm is provided.
Предлагаемая технология получения КЭИП позволяет обеспечить толщину покрытия 0,19-1,31 мм, что упрощает дальнейшую механическую обработку поверхностей. Решена задача улучшения условий приработки вкладышей подшипников скольжения, повышения их надежности и долговечности в работе.The proposed technology for obtaining CEIP allows for a coating thickness of 0.19-1.31 mm, which simplifies further mechanical processing of surfaces. The problem of improving the running-in conditions of plain bearing shells, increasing their reliability and durability in operation has been solved.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На Фиг. 1 показана схема пары трения трибологического тестера Т-01 М: 1 - шарик, 2 - диск;On FIG. 1 shows a diagram of a friction pair of the T-01 M tribological tester: 1 - ball, 2 - disk;
на Фиг. 2 - микроструктура после травления в солянокислом растворе хлорного железа образца №1;in FIG. 2 - microstructure after etching in a hydrochloric acid solution of ferric chloride sample No. 1;
на Фиг. 3-распределение микротвердости поверхностного слоя после травления в солянокислом растворе хлорного железа образца №1;in FIG. 3-distribution of the microhardness of the surface layer after etching in a hydrochloric acid solution of ferric chloride sample No. 1;
на Фиг. 4 - микроструктура после травления в солянокислом растворе хлорного железа образца №2;in FIG. 4 - microstructure after etching in a hydrochloric acid solution of ferric chloride sample No. 2;
на Фиг. 5 - распределение микротвердости поверхностного слоя после травления в солянокислом растворе хлорного железа образца №2;in FIG. 5 - microhardness distribution of the surface layer after etching in a hydrochloric acid solution of ferric chloride sample No. 2;
на Фиг. 6 - микроструктура после травления в солянокислом растворе хлорного железа образца №3;in FIG. 6 - microstructure after etching in a hydrochloric acid solution of ferric chloride sample No. 3;
на Фиг. 7 - распределение микротвердости поверхностного слоя после травления в солянокислом растворе хлорного железа образца №3;in FIG. 7 - microhardness distribution of the surface layer after etching in a hydrochloric acid solution of ferric chloride sample No. 3;
на Фиг. 8 - микроструктура образца №4 без травления;in FIG. 8 - microstructure of sample No. 4 without etching;
на Фиг. 9 - распределение микротвердости поверхностного слоя образца №4 без травления;in FIG. 9 - distribution of microhardness of the surface layer of sample No. 4 without etching;
на Фиг. 10 - микроструктура образца №5 без травления;in FIG. 10 - microstructure of sample No. 5 without etching;
на Фиг. 11 - распределение микротвердости поверхностного слоя образца №5 без травления;in FIG. 11 - distribution of microhardness of the surface layer of sample No. 5 without etching;
на Фиг. 12 - микроструктура образца №6 без травления;in FIG. 12 - microstructure of sample No. 6 without etching;
на Фиг. 13 - распределение микротвердости поверхностного слоя образца №6 без травления;in FIG. 13 - distribution of microhardness of the surface layer of sample No. 6 without etching;
на Фиг. 14 - характер изменения силы трения Ft -на Фиг. 1 стального шарика по поверхности бронзового диска без покрытия образца №0;in FIG. 14 - the nature of the change in the friction force Ft - in FIG. 1 steel ball on the surface of an uncoated bronze disk sample No. 0;
на Фиг. 15 - характер изменения силы трения Ft - на Фиг. 1 стального шарика по поверхности бронзового диска с покрытием S+Ag→Pb→S+Ag образца №1;in FIG. 15 - the nature of the change in the friction force Ft - in FIG. 1 steel ball on the surface of a bronze disk coated with S + Ag → Pb → S + Ag sample No. 1;
на Фиг. 16 - характер изменения силы трения Ft - на Фиг. 1 стального шарика по поверхности бронзового диска с покрытием S+Ag→Pb→S+Ag образца №2;in FIG. 16 - the nature of the change in the friction force Ft - in FIG. 1 steel ball on the surface of a bronze disk coated with S + Ag → Pb → S + Ag sample No. 2;
на Фиг. 17 - характер изменения силы трения Ft - на Фиг. 1 стального шарика по поверхности бронзового диска с покрытием S+Ag →Pb→S+Ag образца №3;in FIG. 17 - the nature of the change in the friction force Ft - in FIG. 1 steel ball on the surface of a bronze disk coated with S + Ag → Pb → S + Ag sample No. 3;
на Фиг. 18 - характер изменения силы трения Ft - на Фиг. 1 стального шарика по поверхности бронзового диска с покрытием S+Ag→Sn→S+Ag образца №4;in FIG. 18 - the nature of the change in the friction force Ft - in FIG. 1 steel ball on the surface of a bronze disc coated with S+Ag→Sn→S+Ag sample No. 4;
на Фиг. 19 - характер изменения силы трения Ft - на Фиг. 1 стального шарика по поверхности бронзового диска с покрытием S+Ag→Sn→S+Ag образца №5;in FIG. 19 - the nature of the change in the friction force Ft - in FIG. 1 steel ball on the surface of a bronze disk coated with S+Ag→Sn→S+Ag sample No. 5;
на Фиг. 20 - характер изменения силы трения Ft - на Фиг. 1 стального шарика по поверхности бронзового диска с покрытием S+Ag→Sn→S+Ag образца №6;in FIG. 20 - the nature of the change in the friction force Ft - in FIG. 1 steel ball on the surface of a bronze disc coated with S+Ag→Sn→S+Ag sample No. 6;
- на Фиг. 21 - характер изменения силы трения Ft - на Фиг. 1 стального шарика по поверхности бронзового диска с покрытием Ag→Pb→Ag образца №7;- in Fig. 21 - the nature of the change in the friction force Ft - in FIG. 1 steel ball on the surface of a bronze disc coated with Ag→Pb→Ag sample No. 7;
на Фиг. 22 показаны сравнительные диаграммы изменения сил трения для всех серий образцов при нагрузке 9,81 Н.in FIG. 22 shows comparative diagrams of the change in friction forces for all series of samples at a load of 9.81 N.
Для проведения металлографических и дюрометричних исследований приработочных покрытий, нанесенных методом ЭИЛ, из бронзы БрО10C10 твердостью 1235 МПа изготавливали образцы размером 15×15×6 мм. При этом в качестве материала электродов использовали серебро (Ср 999), свинец (C1) и олово (O1). С целью определения влияния сульфидирования на параметры качества сформированного поверхностного слоя на бронзе БрО10С10, изготавливали три серии образцов №1-6, упрочненных согласно Таблице 1:To conduct metallographic and durometric studies of running-in coatings applied by the ESA method, samples of 15 × 15 × 6 mm in size were made from BrO10C10 bronze with a hardness of 1235 MPa. In this case, silver (Ср 999), lead (C1), and tin (O1) were used as the electrode material. In order to determine the effect of sulfiding on the quality parameters of the formed surface layer on bronze BrO10C10, three series of samples No. 1-6 were made, hardened according to Table 1:
Первая серия - без использования серы;The first series - without the use of sulfur;
Вторая серия - серу в виде серной мази с концентрацией серы 33,3% наносили на обрабатываемую поверхность перед каждым нанесением серебра: S+Ag→Pb→S+Ag и S+Ag→Sn→S+Ag;The second series - sulfur in the form of a sulfur ointment with a sulfur concentration of 33.3% was applied to the treated surface before each application of silver: S+Ag→Pb→S+Ag and S+Ag→Sn→S+Ag;
Третья серия - серу в виде серной мази наносили на обрабатываемую поверхность перед каждым этапом электроискрового легирования: S+Ag→S+Pb→S+Ag и S+Ag→S+Sn→S+Ag.The third series - sulfur in the form of a sulfuric ointment was applied to the treated surface before each stage of electrospark alloying: S+Ag→S+Pb→S+Ag and S+Ag→S+Sn→S+Ag.
Шероховатость поверхности после ЭИЛ определяли на профилографе-профилометре мод. 201 завода «Калибр» путем снятия и обработки профилограмм. Металлографический анализ покрытий выполняли с помощью оптического микроскопа МИМ-7, дюраметрические исследования проводили на приборе ПМТ-3 по стандартным методикам.The surface roughness after ESA was determined on a profilograph-profilometer mod. 201 plant "Caliber" by taking and processing profilograms. The metallographic analysis of the coatings was performed using an MIM-7 optical microscope; durametric studies were carried out on a PMT-3 instrument according to standard methods.
Трибологические свойства приработочных покрытий определяли на тестере Т-01М по схеме «шарик - диск», фиг. 1. Образцами для исследований были выбраны кольца размером 42×25×6 мм, изготовленные из бронзы БрО10С10. Серную мазь с концентрацией серы 33,3%, наносили при формировании КЭИП, перед каждым легированием серебром в последовательности и при энергии разряда, согласно Таблице 1, для образцов №№1-6. Кроме того, исследовали образец №0 - без покрытия и образец №7 с КЭИП, полученным при ЭИЛ в последовательности Ag→Pb→Ag при энергиях импульса, соответственно: 0,9; 0,36 и 0,36 Дж.The tribological properties of the running-in coatings were determined on a T-01M tester according to the "ball-disk" scheme, Fig. 1. Rings 42 × 25 × 6 mm in size, made of bronze BrO10S10, were chosen as samples for research. Sulfuric ointment with a sulfur concentration of 33.3% was applied during the formation of CEIP, before each doping with silver in sequence and at the discharge energy, according to Table 1, for samples Nos. 1-6. In addition, we studied sample No. 0 - without coating and sample No. 7 with CEIP obtained by ESA in the sequence Ag→Pb→Ag at pulse energies, respectively: 0.9; 0.36 and 0.36 J.
Характеристики процесса формирования приработочных КЭИП на подложках из бронзы БрО10С10Characteristics of the process of formation of running-in CEIPs on substrates made of bronze BrO10S10
При нанесении серебра на образец №1 шероховатость поверхности (Rz) составляет 8,5 мкм, а сплошность - 60%. При дальнейшем ЭИЛ свинцом шероховатость поверхности возрастает до Rz=29 мкм, а сплошность - до 70%. Последующее ЭИЛ серебром способствует снижению шероховатости поверхности до 7,5 мкм и увеличению сплошности покрытия до 100%, что, очевидно, связано с вторичным расплавлением свинца в связи с его низкой температурой плавления, растеканием его по поверхности и заполнением всех неровностей.When applying silver to sample No. 1, the surface roughness (Rz) is 8.5 μm, and the continuity is 60%. With further ESA with lead, the surface roughness increases to Rz=29 μm, and the continuity to 70%. The subsequent ESA with silver helps to reduce the surface roughness to 7.5 μm and increase the coating continuity to 100%, which is obviously associated with the secondary melting of lead due to its low melting point, its spreading over the surface and filling all the irregularities.
Микроструктурный анализ образца, легированного в последовательности Ag→Pb→Ag (образец №1), показал, что КЭИП состоит из 4-х участков, Фиг. 2, 3, а именно: внешний - темный, неравномерный, толщиной около 100-150 мкм, местами - до 170 мкм, и микротвердостью 81-91 МПа; светлый - не равномерный и не сплошный слой, толщина которого колеблется в пределах 5-10 мкм; зона термического влияния (ЗТВ) толщиной ~100 мкм и микротвердостью ~2200 МПа, а также основной металл. Микроструктура основного металла, бронзы БрО10С10, представляет собой однородные зерна а- твердого раствора олова в меди - темная составляющая, эвтектоида (α+Cu31Sn8) - светлая составляющая и включения свинца [Колачев Б.А., Елагин В.И., Ливанов В.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. Учебник для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: МИСИС, 2005. - 432 с.]. Микротвердость основы составляет 1235 МПа.Microstructural analysis of the sample doped in the Ag→Pb→Ag sequence (sample No. 1) showed that the CEIP consists of 4 sections, Fig. 2, 3, namely: external - dark, uneven, about 100-150 microns thick, in some places - up to 170 microns, and microhardness 81-91 MPa; light - not uniform and not continuous layer, the thickness of which varies between 5-10 microns; a heat-affected zone (HAZ) with a thickness of ~100 µm and a microhardness of ~2200 MPa, as well as the base metal. The microstructure of the base metal, bronze BrO10C10, is a homogeneous grain of a-solid solution of tin in copper - dark component, eutectoid (α + Cu 31 Sn 8 ) - light component and lead inclusions [Kolachev B.A., Elagin V.I., Livanov V.A. Metal science and heat treatment of non-ferrous metals and alloys. Textbook for high schools. - 4th ed., revised. and additional - M.: MISIS, 2005. - 432 p.]. The microhardness of the base is 1235 MPa.
С увеличением энергии импульса (Таблица 1), при нанесении КЭИП на поверхность образца №2, толщина темного слоя на отдельных участках достигает 250 мкм, Фиг. 4, 5, а шероховатость находится на том же уровне. Толщина светлого слоя увеличивается до 20 мкм. Ниже светлого слоя расположена зона термического влияния (ЗТВ), толщина которой достигает 150 мкм микротвердостью до 2500 МПа.With an increase in the pulse energy (Table 1), when CEIP is applied to the surface of sample No. 2, the thickness of the dark layer in some areas reaches 250 μm, Fig. 4, 5, and the roughness is at the same level. The thickness of the light layer increases to 20 µm. Below the light layer there is a heat-affected zone (HAZ), the thickness of which reaches 150 µm with microhardness up to 2500 MPa.
С ростом энергии разряда (образец №3), при нанесении первого слоя (серебра) и второго слоя (свинца), соответственно, с 0,9 и 0,36 до 4,6 Дж, формируется достаточно массивный (до 830 мкм) темный слой шероховатостью до 10,0 мкм, сплошностью до 100% и микротвердостью 80-100 МПа, а в местах, прилегающих к светлому слою, - до 200 МПа. Ниже располагается светлый слой толщиной 30-40 мкм микротвердостью 1150-858 МПа, Фиг. 6, 7.With an increase in the discharge energy (sample No. 3), when applying the first layer (silver) and the second layer (lead), respectively, from 0.9 and 0.36 to 4.6 J, a rather massive (up to 830 μm) dark layer is formed roughness up to 10.0 microns, continuity up to 100% and microhardness 80-100 MPa, and in places adjacent to the light layer - up to 200 MPa. Below is a light layer 30–40 µm thick with a microhardness of 1150–858 MPa, Fig. 6, 7.
При замене материала электрода (свинца оловом), при получении КЭИП (образцы 4-6) во всех случаях первый слой (серебро) наносили при Wp=4,6 Дж. При нанесении второго слоя (олова) энергия импульса для образцов №4, 5 и увеличивалась и составляла, соответственно: 0,36; 0,9 и 4,6 Дж. Третий слой (серебро) наносили при Wp=4,6 Дж, его применяли для увеличения сплошности покрытия и снижения шероховатости поверхности. Проведенный металлографический анализ показал, что для всех образцов характерны 4 участка - внешний слой, светлый подслой, ниже - диффузионная зона (зона ЗТВ) и основной металл. По мере роста энергии разряда (0,36; 0,9 и 4,6 Дж), при нанесении олова методом ЭИЛ, фиг. 8-13,When replacing the electrode material (lead with tin), when obtaining CEIP (samples 4-6), in all cases the first layer (silver) was applied at Wp=4.6 J. When applying the second layer (tin), the pulse energy for samples No. 4, 5 and increased and amounted, respectively: 0.36; 0.9 and 4.6 J. The third layer (silver) was applied at Wp=4.6 J, it was used to increase the continuity of the coating and reduce the surface roughness. The performed metallographic analysis showed that all samples are characterized by 4 areas - the outer layer, the light sublayer, below - the diffusion zone (HAZ zone) and the base metal. As the discharge energy increases (0.36; 0.9 and 4.6 J), when applying tin by the ESA method, Fig. 8-13,
- микротвердость светлого подслоя увеличивается и составляет, соответственно, 1525; 1636 и 2383 МПа;- the microhardness of the light sublayer increases and amounts to 1525, respectively; 1636 and 2383 MPa;
- толщина темного слоя со сниженной микротвердостью увеличивается до 0,67; 1,75 и 2,74 мм соответственно;- the thickness of the dark layer with reduced microhardness increases to 0.67; 1.75 and 2.74 mm, respectively;
- в ЗТВ, глубина которой достигает, соответственно, 1400, 2100 и 3100 мкм, располагается слой, микротвердость которого ниже микротвердости основы и составляет: 800, 900 и 750 МПа.- in the HAZ, the depth of which reaches 1400, 2100 and 3100 µm, respectively, there is a layer whose microhardness is lower than the base microhardness and is: 800, 900 and 750 MPa.
Шероховатость поверхности для всех образцов практически не меняется и находится в пределах 8,5-10,0 мкм. Проведенный металлографический анализ образцов 2-й серии, на обрабатываемую поверхность которых перед нанесением серебра наносили серу (S+Ag→Pb→S+Ag и S+Ag→Sn→S+Ag), не показал существенных отличий в структуре сформировавшихся КЭИП. Отличием является снижение толщины покрытия, как при нанесении второго слоя свинца или олова, так и всего КЭИП, а также снижение шероховатости до Rz=5,5-7,5 мкм. Результаты параметров качества КЭИП 1-й и 2-й серий показаны в Таблице 2.The surface roughness for all samples remains practically unchanged and is in the range of 8.5–10.0 µm. The metallographic analysis of samples of the 2nd series, on the treated surface of which sulfur was applied before silver deposition (S+Ag→Pb→S+Ag and S+Ag→Sn→S+Ag), did not show significant differences in the structure of the formed ECIP. The difference is the reduction in the thickness of the coating, both when applying the second layer of lead or tin, and the entire CEIP, as well as reducing the roughness to Rz=5.5-7.5 μm. The results of the quality parameters of the CEIP of the 1st and 2nd series are shown in Table 2.
Сводная таблица параметров качества КЭИП образцов 1 и 2-й серийSummary table of quality parameters of the QEC for samples of the 1st and 2nd series
В результате анализа таблицы установлено, что у образцов без сульфидирования с увеличением энергии разряда увеличивается толщина слоя, сплошность составляет 100%, а микротвердость находится в пределах 80-140 и 130-183 МПа, соответственно, для КЭИП со свинцом и оловом. Толщина светлого подслоя меняется незначительно и находится в пределах 10-40 и 10-25 мкм, а микротвердость составляет 912-1150 и 1228-2383 МПа, соответственно, для КЭИП со свинцом и оловом. Толщина упрочненного слоя с увеличением энергии импульса растет и находится в пределах 80-230 и 70-120 мкм, соответственно, для КЭИП со свинцом и оловом. Микротвердость упрочненного слоя КЭИП для всех образцов изменяется незначительно и находится в пределах 1313-2383 МПа.As a result of the analysis of the table, it was found that for samples without sulfiding, with an increase in the discharge energy, the layer thickness increases, the continuity is 100%, and the microhardness is in the range of 80-140 and 130-183 MPa, respectively, for CEIP with lead and tin. The thickness of the light sublayer varies insignificantly and is in the range of 10–40 and 10–25 µm, and the microhardness is 912–1150 and 1228–2383 MPa, respectively, for CEIP with lead and tin. The thickness of the hardened layer increases with increasing pulse energy and is in the range of 80–230 and 70–120 µm, respectively, for CEIP with lead and tin. The microhardness of the hardened layer of KEIP for all samples changes insignificantly and is in the range of 1313-2383 MPa.
В образцах 2-й серии с увеличением Wp увеличивается толщина слоя, сплошность составляет 100%, а микротвердость находится в пределах 80-130 и 130-150 МПа, соответственно, для КЭИП со свинцом и оловом. Толщина светлого подслоя меняется незначительно и находится в пределах 10-40 и 10-30, а микротвердость составляет 900-1150 и 1150-2270, соответственно, для КЭИП со свинцом и оловом. Толщина упрочненного слоя с увеличением энергии разряда возрастает и находится в пределах 60-130 и 60-110 мкм, соответственно, для КЭИП со свинцом и оловом. Микротвердость упрочненного слоя КЭИП для всех образцов изменяется незначительно и находится в пределах 1300-2410 МПа.In samples of the 2nd series, with increasing Wp, the layer thickness increases, the continuity is 100%, and the microhardness is in the range of 80-130 and 130-150 MPa, respectively, for CEIP with lead and tin. The thickness of the light sublayer varies slightly and is in the range of 10-40 and 10-30, and the microhardness is 900-1150 and 1150-2270, respectively, for CEIP with lead and tin. The thickness of the hardened layer increases with increasing discharge energy and is in the range of 60–130 and 60–110 µm, respectively, for CEIP with lead and tin. The microhardness of the hardened layer of KEIP for all samples varies insignificantly and is in the range of 1300-2410 MPa.
При нанесении покрытий на образцы 3-й серии на всех этапах формирования КЭИП происходит разрушение слоя вплоть до основания, например, образец 1 ** (Таблица 3).When coatings are applied to samples of the 3rd series, at all stages of the formation of the CEC, the layer is destroyed up to the base, for example,
В Таблице 3 приведены результаты измерения толщины слоев из мягких антифрикционных металлов: серебра, свинца и олова, наносимых на всех стадиях формирования КЭИП для всех серий образцов.Table 3 shows the results of measuring the thickness of layers of soft antifriction metals: silver, lead, and tin, deposited at all stages of the formation of CEIP for all series of samples.
Сводная таблица параметров качества КЭИП образцов 1-й; 2-й i 3-й серийSummary table of quality parameters of CEIP samples of the 1st; 2nd and 3rd series
Анализ Таблицы 3 показал, что при формировании КЭИП на образцах БрО10С10 без сульфидирования с увеличением режимов легирования увеличивается толщина сформированного покрытия. Нанесение серы (сульфидирование) перед нанесением серебра замедляет прирост толщины КЭИП, а применение сульфидирования на всех этапах формирования, практически, полностью его разрушает.The analysis of Table 3 showed that during the formation of ECIP on samples of BrO10C10 without sulfiding, the thickness of the formed coating increases with an increase in doping modes. The deposition of sulfur (sulfiding) before deposition of silver slows down the increase in the thickness of the CEIP, and the use of sulfiding at all stages of formation almost completely destroys it.
В образцах 2-й серии, на обрабатываемую поверхность которых перед нанесением серебра наносили серную мазь, с увеличением режимов легирования толщина сформированного покрытия увеличивается с 0,19 до 1,3 мм. В образцах 3-й серии, на обрабатываемую поверхность которых серная мазь наносилась перед каждым этапом легирования, сера способствует разрушению КЭИП, а его окончательная толщина не превышает 0,12 и 0,11 мм, соответственно, при ЭИЛ свинцом и оловом.In samples of the 2nd series, on the treated surface of which sulfuric ointment was applied before applying silver, with an increase in alloying modes, the thickness of the formed coating increases from 0.19 to 1.3 mm. In samples of the 3rd series, on the treated surface of which sulfuric ointment was applied before each stage of alloying, sulfur contributes to the destruction of the CEIP, and its final thickness does not exceed 0.12 and 0.11 mm, respectively, in the case of ESA with lead and tin.
Покрытия 3-й серии образцов разрушаются и не рекомендуются к применению.Coatings of the 3rd series of samples are destroyed and are not recommended for use.
Трибологические свойства полученных покрытий определяли на тестере Т-01М, изготовленном Институтом технологии Радом (Польша) в соответствии со стандартом DIN-50324: 1992-07 Tribology по схеме «шарик - диск», фиг. 1.The tribological properties of the resulting coatings were determined on a T-01M tester manufactured by the Radom Institute of Technology (Poland) in accordance with the DIN-50324: 1992-07 Tribology standard according to the “ball-disk” scheme, Fig. one.
Шарик диаметром 6,3 мм, изготовленный из материала 100Cr6 (Таблица 4), менялся после каждого испытания.A 6.3 mm diameter ball made of 100Cr6 material (Table 4) was changed after each test.
Состав материала шарикаBall material composition
Испытывались следующие серии образцов (Таблица 5).The following series of samples were tested (Table 5).
Режимы и последовательность легирования образцов с КЭИП для трибологических испытанийModes and sequence of doping samples with KEIT for tribological tests
С целью обеспечения сульфидирования поверхности, на обрабатываемые участки наносили серную мазь с концентрацией серы 33,3% перед каждым нанесением слоя серебра (Таблица 2). Кроме того, испытывали образец №0 - без покрытия и образец №7 с КЭИП Ag→Pb→Ag.In order to ensure surface sulfiding, a sulfuric ointment with a sulfur concentration of 33.3% was applied to the treated areas before each application of a layer of silver (Table 2). In addition, sample No. 0 was tested - without coating and sample No. 7 with CEIP Ag→Pb→Ag.
Образцы перед каждым испытанием смазывали каплей парафинового масла. В процессе испытаний регистрировали силу трения Ft.The samples were lubricated with a drop of paraffin oil before each test. During the tests, the friction force Ft was recorded.
В процессе исследований использовали следующие рабочие параметры тестера: скорость вращения ω=353 об./мин.; линейная скорость v=0,67 м/с; расстояние скольжения (путь трения) S=300 м; нагрузки Fn=1,0 кг (9,81 Н); тип трения - сухое трение (без смазки).In the process of research, the following operating parameters of the tester were used: rotation speed ω=353 rpm; linear speed v=0.67 m/s; sliding distance (friction path) S=300 m; load Fn=1.0 kg (9.81 N); type of friction - dry friction (without lubrication).
на Фиг. 14-21 показано характер изменения силы трения для всех образцов с КЭИП при прохождении стальным шариком пути трения S=300 м при нагрузке Fn=9,81 Н. Для данных пар трения в Таблице 6 представлены средние значения силы трения Ft и коэффициенты трения μ.in FIG. 14-21 shows the nature of the change in the friction force for all samples with KEIP when the steel ball passes the friction path S=300 m at a load Fn=9.81 N. For these friction pairs, Table 6 shows the average values of the friction force Ft and friction coefficients μ.
Сила трения i коэффициент трения стального шарика по поверхности бронзового диска с КЭИПFriction force i coefficient of friction of a steel ball on the surface of a bronze disk with KEIP
Анализируя Фиг. 14-21 и данные Таблицы 6, можно отметить следующее:Analyzing Fig. 14-21 and the data of Table 6, the following can be noted:
- для образца без покрытия (№0), сила трения с момента начала пути трения до его завершения плавно возрастает;- for an uncoated sample (No. 0), the friction force from the moment the friction path begins to its completion increases smoothly;
- для образца №1 с толщиной КЭИП 0,19 мм и шероховатостью Rz=7,5 мкм, сила трения сначала плавно растет, а затем, после прохождения пути трения ~ 200 м, стабилизируется на одном уровне;- for sample No. 1 with a thickness of KEIP of 0.19 mm and a roughness of Rz = 7.5 μm, the friction force first gradually increases, and then, after passing the friction path of ~ 200 m, it stabilizes at the same level;
- увеличение толщины КЭИП в образцах №2 и №3 до 0,26 и 1,01 мм, соответственно, и шероховатости (Rz), до 8,5 и 10,0 мкм, соответственно, сопровождается не только ростом силы трения, но и появлением вибрации, что отображается на рисунке кривой зависимости силы трения от пути в виде колебаний. Сила трения, как и амплитуда колебаний, с момента начала пути трения до его завершения снижаются, что свидетельствует о периоде приработки;- an increase in the thickness of the CEIP in samples No. 2 and No. 3 to 0.26 and 1.01 mm, respectively, and the roughness (Rz), to 8.5 and 10.0 μm, respectively, is accompanied not only by an increase in the friction force, but also the appearance of vibration, which is displayed in the figure of the curve of the dependence of the friction force on the path in the form of oscillations. The friction force, as well as the amplitude of oscillations, decrease from the moment the friction path begins to its completion, which indicates a running-in period;
- для образцов №4 и №6 характерно незначительное увеличение силы трения в начале испытаний, затем ее снижение и стабилизация, соответственно, на уровне 0,9 и 2,2 Н. Для образца №5 сила трения на всем пути трения находится на уровне ~ 2,0 Н;- samples No. 4 and No. 6 are characterized by a slight increase in the friction force at the beginning of the tests, then its decrease and stabilization, respectively, at the level of 0.9 and 2.2 N. For sample No. 5, the friction force along the entire friction path is at the level of ~ 2.0 N;
- наименьшие коэффициенты трения составляют 0,095 и 0,148, соответственно, для образцов №4 и №1, а наибольшие - 0,259 и 0,219, соответственно, для образцов №3 и №6;- the smallest friction coefficients are 0.095 and 0.148, respectively, for samples No. 4 and No. 1, and the largest - 0.259 and 0.219, respectively, for samples No. 3 and No. 6;
- сила трения образцов с КЭИП, в состав которых входит сера, ниже, чем без нее (Образец №2 и №7).- the friction force of samples with KEIP, which include sulfur, is lower than without it (Sample No. 2 and No. 7).
На Фиг. 22 представлена диаграмма, позволяющая сравнить значения силы трения всех серий образцов при нагрузке 9,81 Н.On FIG. 22 shows a diagram that allows you to compare the values of the friction force of all series of samples at a load of 9.81 N.
В результате экспериментальных исследований установлено:As a result of experimental studies, it was established:
При формировании КЭИП на образцах БрО10С10 без сульфидирования, с увеличением режимов легирования увеличивается толщина сформированного покрытия с 0,27 до 2,9 мм, микротвердость при этом находится в пределах 80-140 и 130-183 МПа, соответственно, для покрытий со свинцом и оловом, а шероховатость Rz=8,5-10,0 мкм. Сплошность КЭИП для всех образцов составляет 100%.During the formation of KEIP on samples of BrO10C10 without sulfiding, with an increase in alloying modes, the thickness of the formed coating increases from 0.27 to 2.9 mm, while the microhardness is in the range of 80-140 and 130-183 MPa, respectively, for coatings with lead and tin , and the roughness Rz=8.5-10.0 µm. The continuity of the CEC for all samples is 100%.
В образцах, на обрабатываемую поверхность которых перед нанесением серебра наносили серную мазь (S+Ag→Pb→S+Ag и S+Ag→Sn→S+Ag), с увеличением режимов легирования толщина сформированного покрытия увеличивается с 0,19 до 1,3 мм, микротвердость находится в пределах 80-180 МПа, причем меньшее значение ближе к поверхности, а шероховатость Rz=5,5-7,5 мкм. Сплошность для всех образцов составляет 100%.In samples, on the treated surface of which sulfuric ointment was applied before applying silver (S+Ag→Pb→S+Ag and S+Ag→Sn→S+Ag), with an increase in doping modes, the thickness of the formed coating increases from 0.19 to 1, 3 mm, microhardness is in the range of 80-180 MPa, with a smaller value closer to the surface, and roughness Rz=5.5-7.5 µm. Continuity for all samples is 100%.
В образцах 3-й серии, на обрабатываемую поверхность которых серная мазь наносилась перед каждым этапом легирования, сера способствует разрушению КЭИП, а его окончательная толщина не превышает 0,12 и 0,11 мм, соответственно, при ЭИЛ свинцом и оловом.In samples of the 3rd series, on the treated surface of which sulfuric ointment was applied before each stage of alloying, sulfur contributes to the destruction of the CEIP, and its final thickness does not exceed 0.12 and 0.11 mm, respectively, in the case of ESA with lead and tin.
В результате проведенных экспериментальных исследований, усовершенствована технология нанесения на бронзу БрО10С10 приработочных КЭИП, полученных в последовательности S+Ag→Pb→S+Ag и S+Ag→Sn→S+Ag. Показано, что наличие серы в покрытии способствует снижению схватывания контактирующих поверхностей. Предлагаемая технология получения КЭИП позволяет обеспечить толщину покрытия 0,19-1,31 мм, что упрощает дальнейшую механическую обработку поверхностей.As a result of the conducted experimental studies, the technology of deposition of running-in CEIPs on bronze BrO10C10, obtained in the sequence S+Ag→Pb→S+Ag and S+Ag→Sn→S+Ag, has been improved. It is shown that the presence of sulfur in the coating helps to reduce the setting of the contacting surfaces. The proposed technology for obtaining CEIP allows for a coating thickness of 0.19-1.31 mm, which simplifies further mechanical processing of surfaces.
Трибологические исследованиями на тестере Т-01М по схеме «шарик-диск» установлено, что с увеличением толщины КЭИП возрастает сила трения. В образцах S+Ag→Pb→S+Ag и S+Ag→Sn→S+Ag, толщина которых, в зависимости от энергии разряда, равна, соответственно, 0,19; 0,26; 1,01 мм и 0,89; 1,05; 1,31 мм, сила трения составляет, соответственно, 1,454; 1,762; 2,098 Н и 0,934; 1,904 и 2,152 Н.Tribological studies on the T-01M tester according to the “ball-disk” scheme have established that with an increase in the thickness of the KEIP, the friction force increases. In samples S+Ag→Pb→S+Ag and S+Ag→Sn→S+Ag, the thickness of which, depending on the discharge energy, is 0.19, respectively; 0.26; 1.01 mm and 0.89; 1.05; 1.31 mm, the friction force is, respectively, 1.454; 1.762; 2.098 N and 0.934; 1.904 and 2.152 N.
Сера в КЭИП (образец №2) снижает силу трения стального шарика по поверхности бронзовых образцов (образец №7) в 1,44 раза. К практическому применению можно рекомендовать КЭИП: S+Ag→Pb→S+Ag и S+Ag→Sn→S+Ag, полученные при энергии импульса, соответственно 0,52→0,13→0,05 и 4,6→0,36→0,36 Дж, обеспечивающие снижение силы трения по сравнению с образцами без покрытия, соответственно, в 1,22 и 1,90 раза.Sulfur in KEIP (sample No. 2) reduces the friction force of a steel ball on the surface of bronze samples (sample No. 7) by 1.44 times. For practical application, we can recommend CEIP: S+Ag→Pb→S+Ag and S+Ag→Sn→S+Ag, obtained at pulse energy, respectively 0.52→0.13→0.05 and 4.6→0 ,36→0.36 J, providing a reduction in the friction force compared to uncoated samples, respectively, by 1.22 and 1.90 times.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021110111A RU2765925C1 (en) | 2021-04-12 | 2021-04-12 | Method for processing bronze inserts of sliding bearings (options) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021110111A RU2765925C1 (en) | 2021-04-12 | 2021-04-12 | Method for processing bronze inserts of sliding bearings (options) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2765925C1 true RU2765925C1 (en) | 2022-02-04 |
Family
ID=80214742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021110111A RU2765925C1 (en) | 2021-04-12 | 2021-04-12 | Method for processing bronze inserts of sliding bearings (options) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2765925C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115747797A (en) * | 2022-12-03 | 2023-03-07 | 河南起重机器有限公司 | A composite coating process of electrospark deposition on the surface of crane bearing bush |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6357917B1 (en) * | 1996-05-15 | 2002-03-19 | Dana Corporation | Thin-walled bearings |
RU2299790C1 (en) * | 2005-10-25 | 2007-05-27 | Васыль Сигизмундовыч Марцынковський | Method for treating inserts of sliding bearing assemblies |
RU2422690C1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-06-27 | Василий Сигизмундович Марцинковский | Procedure for assembly of friction bearing |
UA105965C2 (en) * | 2012-12-18 | 2014-07-10 | Василь Сігізмундович Марцинковський | Method of treatment slide bearing liners |
JP2016027281A (en) * | 2014-06-20 | 2016-02-18 | 大同メタル工業株式会社 | Multi-layer covering structure of plain bearing and manufacturing method thereof |
RU2707776C1 (en) * | 2018-07-25 | 2019-11-29 | Василий Сигизмундович Марцинковский | Method of sulphocementation of steel parts |
-
2021
- 2021-04-12 RU RU2021110111A patent/RU2765925C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6357917B1 (en) * | 1996-05-15 | 2002-03-19 | Dana Corporation | Thin-walled bearings |
RU2299790C1 (en) * | 2005-10-25 | 2007-05-27 | Васыль Сигизмундовыч Марцынковський | Method for treating inserts of sliding bearing assemblies |
RU2422690C1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-06-27 | Василий Сигизмундович Марцинковский | Procedure for assembly of friction bearing |
UA105965C2 (en) * | 2012-12-18 | 2014-07-10 | Василь Сігізмундович Марцинковський | Method of treatment slide bearing liners |
JP2016027281A (en) * | 2014-06-20 | 2016-02-18 | 大同メタル工業株式会社 | Multi-layer covering structure of plain bearing and manufacturing method thereof |
RU2707776C1 (en) * | 2018-07-25 | 2019-11-29 | Василий Сигизмундович Марцинковский | Method of sulphocementation of steel parts |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115747797A (en) * | 2022-12-03 | 2023-03-07 | 河南起重机器有限公司 | A composite coating process of electrospark deposition on the surface of crane bearing bush |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6326426B2 (en) | Sliding bearing composite material | |
US9518603B2 (en) | Bearing apparatus | |
EP3037562B1 (en) | Sliding bearing | |
EP1582756A2 (en) | A metal-to-metal spherical bearing | |
WO2015128973A1 (en) | Anti-friction bearing | |
RU2765925C1 (en) | Method for processing bronze inserts of sliding bearings (options) | |
JP6040700B2 (en) | Rolling bearing | |
KR20050002597A (en) | Sliding member | |
EP1649207B1 (en) | Bearing having anodic nanoparticle lubricant | |
RU2524467C1 (en) | Method of treating friction bearing liners | |
US9784316B2 (en) | Process for preparing a protective layer on a tribological surface of a mechanical component | |
Valeeva et al. | On the mechanism of running-in during wear tests of a babbitt B83 | |
Tarel’nik et al. | Improvement of Compressor Seal Assembly Elements. Part 2 | |
EP1538355A1 (en) | Bearing material | |
JP5999485B2 (en) | Carbon nitrided parts with excellent surface fatigue strength of hydrogen embrittlement type | |
US6881498B1 (en) | Surface process involving isotropic superfinishing | |
US20070183703A1 (en) | Rolling bearing having a nickel-phosphorus coating | |
JP3754353B2 (en) | Sliding member with composite plating film | |
Tapia-Ramírez et al. | Effect of nitrogen doping on the mechanical and tribological properties of hydrogen-free DLC coatings deposited by arc-PVD at an industrial scale | |
JP6015251B2 (en) | Rolling bearing | |
JP4104570B2 (en) | Manufacturing method of sliding member | |
US8550719B2 (en) | Bearings with uncoated crush relieves | |
WO2022030476A1 (en) | Metal member | |
US3957594A (en) | Surface treatment of parts of ferrous alloys | |
UA148006U (en) | METHOD OF PROCESSING BRONZE SLIDING BEARING INSERTS |