СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ ЗНОСОСТІЙКОГО ПОКРИТТЯ

Спосіб одержання зносостійкого покриття, що включає нанесення покриття методом іонно-плазмового напилення з використанням катода, запресованого у сталеву оправку, який відрізняється тим, що як матеріал катода застосовують композиційний матеріал на основі еластомеру Ф-40 з нанопорошками алюмінію (Al) та міді (Cu), при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: еластомер Ф-40 60-80 алюміній та мідь 40-20, при цьому зазначені компоненти попередньо змішують, пресують і запресовують у сталеву оправку.

Корисна модель належить до галузі машинобудування, а саме до технологій нанесення антифрикційних зносостійких покриттів на вироби. Відомий спосіб одержання зносостійкого покриття за авторським свідоцтвом SU 1737931, МПК5 C23C 14/32 від 01.02.1992 р. "Спосіб нанесення антифрикційного покриття" (автори: Тимофеєва Л.А., Солнцев Л.А., Катридж С.О., Мацюк А.Т., заявка № 481166926/21 від 23.04.1990 р.), який включає нанесення на поверхню дисульфіду молібдену шляхом розчинення катода, що складається з міді та дисульфіду молібдену у співвідношенні 1:1. Основним недоліком зазначеного способу є використання дисульфіду молібдену, який у процесі іонного бомбардування забруднює навколишнє середовище, а також формує покриття з недостатньою твердістю поверхні, що не забезпечує необхідного рівня зносостійкості. Найближчим за сукупністю ознак до способу за корисною моделлю є спосіб одержання зносостійкого покриття, в якому як матеріал катода використовують карбід бору, запресований у сталеву оправку (автори: Тимофеєва Л.А., Солнцев Л.А., Катридж С.О., Мацюк А.Т., заявка № 4911458/21 від 18.02.1991 р.). Основним недоліком цього способу є підвищений коефіцієнт тертя сформованого покриття. Причини, що перешкоджають досягненню очікуваного технічного результату, полягають у недостатньо високих експлуатаційних властивостях, зокрема показниках припрацювання, задиростійкості та значеннях коефіцієнта тертя. В основу корисної моделі поставлено задачу одержання нового за складом покриття антифрикційного призначення з підвищеною зносостійкістю та заданими значеннями коефіцієнта тертя. Поставлена задача вирішується таким чином. Для одержання покриття, яке складається з еластомеру Ф-40 з додаванням нанопорошків алюмінію (Al) та міді (Cu), вихідний матеріал змішують, пресують та запресовують у сталеву оправку, яку використовують як катод при нанесенні покриття методом іонно-плазмового напилення. Введення нових відмінних ознак у поєднанні з відомими технологічними характеристиками забезпечує формування нових технічних властивостей покриття. На металевій поверхні утворюється композиційний шар, у структурі якого рівномірно розподілені нанопорошки алюмінію та міді. У поєднанні з еластомером Ф-40 вони забезпечують підвищені показники зносостійкості та експлуатаційної надійності. Матеріал покриття на основі еластомеру Ф-40 із вкрапленням нанопорошків алюмінію та міді готують шляхом ретельного змішування компонентів та їх подальшого запресування у сталеву оправку. Повний склад композиційного матеріалу становить, мас. %: еластомер Ф-40 60-80 алюміній та мідь 40-20, Вплив нового складу покриття на його експлуатаційні властивості наведено в таблиці 1. Таблиця 1Вплив складу покриття на експлуатаційні властивості№ п/пСклад покриттяЕксплуатаційні властивостіЛінійний знос, мкм/кмЗадиростійкість, НПрипрацювання, год.Коефіцієнт тертя1234561Еластомер (Ф-40) 100; Al і Cu 03,0178060,112Еластомер (Ф-40) 90; Al і Cu 101,0240030,053Еластомер (Ф-40) 80; Al і Cu 200,5180010,014Еластомер (Ф-40) 70; Al і Cu 300,40175010,015Еластомер (Ф-40) 60; Al і Cu 400,4527000,800,016Еластомер (Ф-40) 50; Al і Cu 501,50250020,077Еластомер (Ф-40) 40; Al і Cu 601,628001,50,08 Порівняння характеристик найближчого аналога та матеріалу покриття (отриманого за способом за корисною моделлю) з заданими експлуатаційними показниками наведено в таблиці 2. Таблиця 2Порівняння експлуатаційних властивостей найближчого аналога та матеріалу, отриманого за способом за корисною моделлю№ п/пСклад покриттяЕксплуатаційні властивостіЛінійний знос, мкм/кмЗадиростійкість, НПрипрацювання, год.Коефіцієнт тертя1234561найближчий аналог3,0178060,112матеріал покриття, отриманий за способом за корисною моделлю0,4527000,800,01 Сукупність відмітних ознак, а саме використання як матеріалу катода композиційного складу на основі еластомеру Ф-40 з додаванням нанопорошків алюмінію та міді та його запресовування у сталеву оправку з подальшим нанесенням покриття методом іонно-плазмового напилення, забезпечує зниження коефіцієнта тертя, підвищення задиростійкості та зносостійкості антифрикційного покриття порівняно з найближчим аналогом. Технічний результат полягає в отриманні покриття з поєднанням твердих і м'яких структурних складових, що забезпечує підвищення задиростійкості, досягнення заданих значень коефіцієнта тертя та одночасне збільшення загальної зносостійкості.