close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

15986

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.06.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 15986
(13) C1
(19)
F 16D 69/00 (2006.01)
C 23C 14/35 (2006.01)
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО ДИСКА
(21) Номер заявки: a 20091258
(22) 2009.08.24
(43) 2011.04.30
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(72) Авторы: Андреев Михаил Анатольевич; Дмитрович Анатолий Александрович; Саевич Леонтий Михайлович; Суворов Анатолий Николаевич;
Шипица Николай Александрович
(BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(56) ФЕДОРЧЕНКО И.М. и др. Современные фрикционные материалы. - Киев:
Наукова думка, 1975. - С. 197-204.
JP 07102270 A, 1995.
EP 0254827 A2, 1988.
RU 2114719 C1, 1998.
SU 944786, 1982.
JP 11193842 A, 1999.
BY 15986 C1 2012.06.30
(57)
Способ изготовления фрикционного диска, заключающийся в том, что очищают поверхность металлической заготовки электролитно-плазменным методом, наносят на нее
демпфирующий слой из меди или никеля ионно-плазменным методом в вакууме с предварительной ионной очисткой и наносят фрикционный слой.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в передаточных и тормозных узлах самолетов, автотракторной техники, тепловозов, прессового оборудования, буровых установок и др.
Известен способ изготовления фрикционного диска [1] методом пайки. Технология
базируется на припекании свободно насыпанного слоя шихты фрикционного материала на
металлическую подложку - основу.
Поверхность металлической заготовки зачищают или шлифуют. Затем для улучшения
качества пайки-припекания шихты фрикционного материала поверхность металлической
основы подвергают обработке флюсом, например, галогенидным на основе водных растворов хлористого цинка. Флюс защищает паяное соединение от химического воздействия
окружающей среды, очищает паяные места и припой от загрязнений и продуктов химической реакции с окружающей средой, а также уменьшает поверхностное натяжение и увеличивает растекаемость припоя.
В качестве припоя используют присутствующие в шихте порошки олова, свинца, меди.
Недостатками способа являются:
необходимость применения операции зачистки или шлифовки металлической заготовки, что предполагает использование металла заведомо большей толщины для обеспечения
после шлифовки нужной толщины заготовки перед проведением дальнейших технологических операций по изготовлению фрикционного диска, что приводит к перерасходу металла;
BY 15986 C1 2012.06.30
применение свинца в припое, что является нежелательным с точки зрения экологии;
применение в качестве флюса хлористого цинка, что требует соблюдения особых условий по обеспечению приточно-вытяжной вентиляции в производственном помещении;
отсутствие демпфирующего слоя, например, медного или никелевого между металлической основой и фрикционным слоем:
1) приводит к диффузионному проникновению углерода из фрикционного слоя в металлическую основу при операции спекания фрикционного диска, что является нежелательным и приводит к ухудшению прочностных (охрупчиванию) и эксплуатационных
характеристик фрикционного диска;
2) способствует быстрому выходу из строя (разрушению) фрикционного диска, работающего в условиях высоких температур из-за наличия границы раздела между материалами, отличающимися коэффициентом линейного расширения;
необходимость специального контроля качества обработки поверхности флюсом, т.к.
при наличии локальных областей, не обработанных флюсом, возможно отслоение фрикционного слоя от металлической поверхности.
Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления фрикционного диска
[2] методом припекания порошкового фрикционного материала к металлической заготовке. Металлическую заготовку предварительно шлифуют с обеих сторон или обрабатывают
с применением абразивных шкурок для удаления с поверхности металла раковин со следами ржавчины, окалины и других дефектов поверхности или загрязнений. Затем гальваническим методом наносят демпфирующий слой, например, медный или никелевый.
Далее на поверхность металлической заготовки с демпфирующим слоем насыпают шихту
фрикционного материала и припекают в печи.
Недостатками способа являются:
необходимость применения операции зачистки или шлифовки металлической заготовки, что предполагает использование металла заведомо большей толщины, для обеспечения после шлифовки необходимой толщины заготовки перед проведением дальнейших
технологических операций по изготовлению фрикционного диска, что приводит к перерасходу металла;
использование для нанесения демпфирующего слоя процесса гальваники, что требует
наличия больших площадей, качественных очистных сооружений, большого расхода
электроэнергии. Кроме того, процесс экологически небезопасен.
Задачей изобретения является экономия ресурсов (материалов и электроэнергии),
обеспечение экологической чистоты процесса изготовления фрикционного диска, повышение качества (эксплуатационных характеристик) фрикционного диска.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе изготовления фрикционного
диска очищают поверхность металлической заготовки фрикционного диска электролитноплазменным методом, наносят на нее демпфирующий слой из меди или никеля ионноплазменным методом в вакууме с предварительной ионной очисткой и наносят фрикционный слой.
Технологический процесс изготовления фрикционного диска реализуют следующим
образом. Металлическую заготовку фрикционного диска необходимой толщины помещают в ванну с электролитом и подвергают электролитно-плазменной очистке. Перед проведением электролитно-плазменной очистки нет необходимости в шлифовке или зачистке
диска, т.к. процессу очистки подвергается вся поверхность диска независимо от ее рельефа (бугорки, раковины и т.д.). Раствор электролита, представляющий водный раствор солей хлорида калия и хлорида аммония низкой концентрации (2…6 %), не является
экологически опасным и может быть утилизирован как бытовые отходы.
Очищенную металлическую заготовку устанавливают в специальную оснастку и помещают в вакуумную камеру, где после предварительной ионной очистки, которую применяют перед процессами ионно-плазменного нанесения покрытий для улучшения
2
BY 15986 C1 2012.06.30
адгезии покрытия к металлической основе, на металлическую заготовку ионноплазменным методом в вакууме, например, методом магнетронного распыления в вакууме
наносят демпфирующий слой, например, медный или никелевый.
Далее на поверхность металлической заготовки с демпфирующим слоем насыпают
шихту фрикционного слоя и припекают в печи.
В результате практического применения данной технологии будет:
1) получена экономия ресурсов (материалов и электроэнергии) за счет исключения
операции шлифования металлической основы; 2) обеспечена экологическая чистота процесса изготовления фрикционного диска за счет отказа от применения гальваники; 3) повышено качество припекания фрикционного материала к металлической основе за счет
применения в качестве демпфирующего слоя металла на основе меди или никеля, сформированного ионно-плазменным методом в вакууме.
Для проверки эффективности предлагаемой технологии были проведены тестовые испытания согласно требованиям ТУ 231 БССР 003-86 фрикционных дисков, изготовленных
по различными технологиям.
Результаты испытаний приведены в таблице.
№
п/п
Технология получения
1
По аналогу (пайка)
По прототипу (гальваническое
покрытие, медное или никелевое)
Предлагаемая технология
3 (ионно-плазменное медное или
никелевое покрытие)
2
Твердость Качество при- Коэффициент
НВ
пекания
трения
Без растрески28-30
0,035-0,05
вания и сколов
Износ
мкм/км
1,3-1,5
30-32
Без растрескивания и сколов
0,035-0,05
1,3-1,5
31-33
Без растрескивания и сколов
0,04-0,055
1,1-1,3
В результате проведенных испытаний было установлено, что внешний вид, структура
и качество припекания порошкового фрикционного слоя к металлической основе фрикционного диска с демпфирующим слоем из меди или никеля, полученных по предлагаемой
технологии, соответствуют требованиям ТУ 231 БССР 003-86.
Испытания показали, что у порошковых фрикционных дисков, изготовленных по
предлагаемой технологии, твердость и коэффициент трения выше, а износ меньше, чем у
порошковых фрикционных дисков, изготовленных по известным технологиям.
Источники информации:
1. Сыроежко Г.С., Пащук С.Е., Грицель П.В., Лешок А.В. Фрикционный диск, полученный процессом пайки слоя порошкового материала к стальной основе: Сборник научных трудов // Сварка и родственные технологии. - Минск. - № 7. - 2005. - С. 65-67.
2. Федорченко И.М., Крячек В.М., Панаиоти И.И. Современные фрикционные материалы. - Киев: Наукова думка, 1975. - С. 198-205.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
69 Кб
Теги
15986
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа