Способ получения порошкового антифрикционного слоя на внутренней поверхности стального полого цилиндра

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВОГО АНТИФРИКЦИОННОГО СЛОЯ НА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ СТАЛЬНОГО ПОЛОГО ЦИЛИНДРА(71) Заявители Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии Общество с ограниченной ответственностью Научнопроизводственное предприятие Хорда-гидравлика(72) Авторы Волчек Анатолий Яковлевич Глуховский Игорь Анатольевич Гребнев Николай Прокопьевич Воронецкая Леонора Яковлевна Ядевич Александр Иванович Борисов Евгений Павлович Сериков Юрий Викторович(73) Патентообладатели Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие Хорда-гидравлика(57) Способ получения порошкового антифрикционного слоя на внутренней поверхности стального полого цилиндра, включающий установку в полость стального цилиндра втулки, спрессованной из порошкового антифрикционного материала, и ее соединение с внутренней поверхностью цилиндра путем спекания в контакте с заготовкой из материала,имеющего температуру плавления меньше температуры спекания, отличающийся тем,что втулку прессуют из материала, способного увеличивать после спекания наружный диаметрвтулки до диаметра , и устанавливают ее в полость стального цилиндра,имеющего внутренний диаметр , с зазором так, чтобы разность - была на 30-90 больше разности -.(56)3808659 , 1974.1597251 1, 1990.2037381 1, 1995.2066597 1, 1996.2080210 1, 1997.2120352 1, 1998.1483328, 1977.56108804 , 1981. Изобретение относится к области порошковой металлургии. Способ может найти применение в машиностроении, автомобилестроении, тракторостроении и других отраслях промышленности для изготовления изделий триботехнического назначения и, в частности, блоков цилиндров аксиально-поршневых насосов. 5992 1 Известны способы получения порошкового антифрикционного слоя на стальную основу, включающие формование рабочего слоя и спекания со стальной основой через промежуточный материал, имеющий температуру плавления меньше температуры спекания 1, 2. Однако указанные способы не обеспечивают получение прочности сцепления порошкового антифрикционного слоя с внутренней поверхностью стального полого цилиндра и используются, в основном, для изготовления слоев на торцевой поверхности. В качестве прототипа выбран способ получения порошкового антифрикционного слоя на внутренней поверхности стального полого цилиндра, включающий прессование втулки из порошкового антифрикционного материала и ее соединение с внутренней поверхностью стального цилиндра путем спекания в контакте с заготовкой из материала, имеющего температуру плавления меньше температуры спекания 3. Использование данного способа при получении порошкового антифрикционного слоя на внутренней поверхности стального полого цилиндра не может обеспечить относительно высокой прочности соединения составных элементов изделия из-за отсутствия давления при спекании. Техническая задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в повышении прочности соединения порошкового антифрикционного слоя с внутренней поверхностью стального полого цилиндра. Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе получения порошкового антифрикционного слоя на внутренней поверхности стального полого цилиндра,включающем установку в полость стального цилиндра втулки, спрессованной из порошкового антифрикционного материала, и ее соединение с внутренней поверхностью цилиндра путем спекания в контакте с заготовкой из материала, имеющего температуру плавления меньше температуры спекания, втулку прессуют из материала, способного увеличивать после спекания наружный диаметрвтулки до диаметра 1, и устанавливают ее в полость стального цилиндра, имеющего внутренний диаметр , с зазором так, чтобы разность 1- была на 3090 больше разности -. Экспериментально установлено, что наибольшая величина прочности соединения порошкового антифрикционного материала со сталью обеспечивается тогда, когда между поверхностью стальной заготовки и втулки обеспечивается зазор такой, чтобы разность диаметров 1 ибыла на 3090 больше разности диаметрови , т.е. (-)/(1)0,30,9. Если (-)/(1-) меньше 0,3, то зазор между поверхностями будет настолько мал, что не произойдет активирования процесса соединения поверхностей за счет жидкой фазы, заполняющей зазор вследствие капиллярного эффекта. Если (-)/(1-) больше 0,9, то зазор между соединяемыми поверхностями будет велик и поэтому не обеспечивается достаточного давления за счет увеличения диаметра втулки из порошкового антифрикционного материала. Способ осуществляется следующим образом. Прессуют втулку из порошкового антифрикционного материала, способного увеличивать после спекания наружный диаметрдо диаметра 1. Втулку устанавливают в полость стального цилиндра, имеющего отверстие диаметром , с зазором так, чтобы разность 1- была на 3090 больше разности-. Прессуют цилиндр (втулку или брикет) из порошкового материала, имеющего температуру плавления меньше температуры спекания и устанавливают внутрь втулки из порошкового антифрикционного материала. Затем полученную сборку спекают. Сущность изобретения поясняется следующими примерами. Пример 1. По описанной технологии изготавливали блок цилиндров аксиально-поршневого насоса из стали 45 с 9 отверстиями диаметром 30 мм. Втулки прессовали из порошкового антифрикционного материала состава 20 С, 9 Р, 2 С, 69(ПА-ЖГр 2 Д 20 С 9),у которого коэффициент роста 1/ составлял 1,018, и устанавливали в отверстия 2 5992 1 стальной заготовки. Для 30 превышения 1- над -, наружный диаметр втулки составлял 29,83 мм, а внутренний - 25 мм. Прессовали втулки диаметром 24 мм из порошкового материала состава 90 С, 10(ПА-БрО-10), имеющего температуру плавления(950 С) ниже температуры спекания и устанавливали внутрь втулки из порошкового антифрикционного материала. Затем проводили спекание в атмосфере эндогаза при температуре 1020 С. Определяли усилие выпрессовки, при котором происходит отрыв антифрикционного слоя от поверхности отверстий стальной заготовки, предварительно вырезав из блока цилиндров в радиальном направлении пластину толщиной 5 мм. Величина усилия отрыва составляла 42 кН. Пример 2. Аналогично примеру 1 изготавливали блок цилиндров. Разность диаметров 1- превышала разность диаметров - на 60 . Наружный диаметр втулки из материала ПАЖГр 2 Д 20 С 9 составлял 29,68 мм. Величина усилия отрыва составляла 89 кН. Пример 3. Аналогично примеру 1 изготавливали блок цилиндров. Разность 1- на 90 была больше разности -. Наружный диаметр втулки, в этом случае, был равен 29,52 мм, а величина усилия отрыва составляла 39 кН. Пример 4. Аналогично примеру 1 изготавливали блок цилиндров, у которого 1- на 10 больше -. Наружный диаметр втулки был равен 29,95 мм, величина усилия отрыва составляла 28 кН. Пример 5. Аналогично примеру 1 изготавливали блок цилиндров. Величина превышения разностей диаметров составляла 95 , наружный диаметр втулки равнялся 29,49 мм, а величина усилия отрыва была равна 24 кН. Изготавливали также блок цилиндров по способу - прототипу. Величина усилия отрыва составила 32 кН. Как видно из примеров 1-5, наибольшее значение усилия отрыва порошкового антифрикционного слоя от внутренней поверхности отверстий блока цилиндров получены тогда, когда разность 1- на 3090 больше разность - и составляет 39-89 кН. Величина усилия отрыва поверхностей у блоков цилиндров, изготовленных по способупрототипу, составляет 32 кН. Таким образом, применение предлагаемого способа для нанесения порошкового антифрикционного слоя на внутреннюю поверхность стального полого цилиндра по сравнению со способом-прототипом позволяет увеличить прочность соединения в 1,2 - 2,8 раза. Источники информации 1. Заявка Японии 56-108804, МПК 7 22 7/04, 1981. 2. Заявка Японии 56-12288, МПК 7 22 7/04, 1981. 3. Патент США 3808659, МПК 7 22 3/26, 1974. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.