close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY14647

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.08.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 14647
(13) C1
(19)
C 23C 28/00 (2006.01)
ИЗНОСОСТОЙКОЕ ДВУХСЛОЙНОЕ ПОКРЫТИЕ
(21) Номер заявки: a 20100104
(22) 2010.01.27
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Физико-технический
институт Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Кузей Анатолий Михайлович; Таран Игорь Иванович; Биленко Эдуард Григорьевич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) RU 40941 U1, 2004.
SU 132475, 1960.
SU 1776699 A1, 1992.
EP 0666341 A1, 1995.
RU 2251589 C1, 2005.
JP 10130865 A, 1998.
BY 10171 C1, 2007.
BY 14647 C1 2011.08.30
(57)
Износостойкое двухслойное покрытие, включающее слой из сплава никель-бор, отличающееся тем, что второй слой выполнен из сплава никель-бор-азот со следующим соотношением компонентов, мас. %:
бор
0,1-8,0
азот
0,03-1,50
никель
остальное.
Предлагаемое изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к покрытиям, используемым для защиты поверхности от износа, коррозии, и может быть использовано в машиностроении, электронике, электротехнической промышленности.
Известно двухслойное покрытие, состоящее из слоя никеля и слоя железа [1]. Недостатком известного покрытия является низкая износостойкость. При эксплуатации покрытия в режиме сухого трения преобладает адгезионное изнашивание, сопровождающееся
повышением температуры в зоне фрикционного контакта. В результате происходит отслаивание частиц покрытия от основы, которые в зоне трибоконтакта работают как абразивные частицы, что приводит к ускоренному износу покрытия и основы.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является износостойкое
двухслойное покрытие, состоящее из сплава никель-бор с концентрацией бора 0,1-15 мас. % и
слоя железа [2].
Недостатком известного технического решения является низкая износостойкость. В
процессе эксплуатации покрытия, в условиях трения без смазки, фрикционное взаимодействие покрытия с контртелом приводит к повышению температуры в зоне контакта. В результате происходит окисление поверхностного слоя покрытия, образование абразивных
продуктов износа, которые под действием контактной нагрузки внедряются в покрытие
BY 14647 C1 2011.08.30
никель-бор, увеличивая коэффициент трения. Это приводит к повышенному износу покрытия.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение износостойкости
покрытия.
Задача решается тем, что в износостойком двухслойном покрытии, включающем слой
из сплава никель-бор, второй слой выполнен из сплава никель-бор-азот со следующим соотношением компонентов, мас. %:
бор
0,1-8
азот
0,03-1,5
никель
остальное.
Введение азота в сплав никель-бор повышает твердость, термическую стабильность
структуры и понижает коэффициент трения. При эксплуатации двухслойного покрытия в
условиях отсутствия смазки твердый раствор бора и азота снижает контактное взаимодействие покрытия с контртелом. Вследствие этого температура в зоне сопряжения поверхности покрытия и контртела меньше, чем в случае эксплуатации покрытий никель-железо,
сплава никель-бор-железо. Кроме того, слой сплава никель-бор имеет хорошую адгезию
как к основе, так и к слою никель-бор-азот. Следствием этого является снижение адгезионного взаимодействия в пятнах контакта, стабилизируются тепловые и силовые условия
контактного взаимодействия. Помимо этого азот подавляет распад твердого раствора бора
в никеле, что стабилизирует коэффициент трения. Это и близкие значения коэффициентов
термического расширения сплавов, высокая прочность связи слоев сплавов, предотвращающая отслоение и выкрашивание слоя сплава никель-бор-азот от слоя сплава никельбор, а также отслоения покрытия от основы позволяют снизить воздействие динамических
нагрузок на покрытие и предотвратить отслоение покрытия от основы.
Следствием этого является увеличение износостойкости покрытия при его эксплуатации в условиях сухого трения. Снижение концентрации азота в сплаве никель-бор-азот
менее 0,03 мас. % приводит к контактному взаимодействию в зоне сопряжения, увеличению коэффициента трения и ускоренному износу и разрушению покрытия. Увеличение
концентрации азота в сплаве более 1,5 мас. % при эксплуатации приводит к образованию
пор, разрушению слоя сплава никель-бор-азот, увеличению количества схватываний и
ускоренному износу покрытия.
В таблице приведены эксплуатационные характеристики двухслойного покрытия, которое наносили на поверхность пластин из стали 45 комплексным электрохимическим методом.
Изменение массы покрытия при эксплуатации в условиях сухого трения (давление
0,01 МПа, скорость 10 м/с)
Состав материала, мас. %
Снижение массы материала,
Никель
Бор
Азот
г/дм2×час
99,87
0,1
0,03
0,450
95,30
4,0
0,7
0,720
90,50
8,0
1,5
0,520
90,0
8,4
1,6
1,62
99,90
0,05
0,05
1,76
99,88
0,1
0,02
1,38
Прототип
2,46
Данные, приведенные в таблице, показывают, что предлагаемое покрытие обладает
большей износостойкостью, чем известное (прототип).
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет повысить износостойкость деталей машин и механизмов.
2
BY 14647 C1 2011.08.30
Источники информации:
1. Шепило В.Б., Звонарев Е.В., Кузей А.М. Получение, свойства и применение порошков алмаза и кубического нитрида бора. - Минск: Беларуская наука, 2003. - 335 с.
2. Патент РФ 40941 на полезную модель, 2004.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
76 Кб
Теги
by14647, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа