СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ
METHOD TO PRODUCE BIMETAL SLIDING BEARINGS

Описание изобретения.
2
3
Изобретение относится к узлам и деталям машин, в частности подшипникам скольжения. Известен способ получения биметаллических подшипников скольжения из сплавов алюминий-олово, при котором стальную пластину (подложку) и полосу антифрикционного сплава прокатывают совместно на прокатном стане с обеспечением их последовательного взаимодействия и получают биметаллическую пластину для изготовления подшипников вкладышей. Необходимая прочность сцепления слоев достигается силами адгезии при разрушении окисной пленки FеO (твердость по Моосу 5.5-6.0) [1], которая может образовываться на поверхности стальной подложки. При адгезии, которая реализуется при ван-дер-ваальсовом взаимодействии (Химическая энциклопедия, т.1, 1988, с.30-31) на значительно больших расстояниях, чем металлическая связь, сохраняется граница раздела между соединяемыми телами (Физическая энциклопедия, т.1, 1988, с.25), и достижение такого соединения требует значительно меньших механических усилий и не нуждается в подогреве. Но такой подход, обеспечивающий высокую производительность, связан с применением дорогостоящего прокатного производства, окупается только в условиях массового производства при больших масштабах выпуска изделий. В случае индивидуального и серийного производства, когда изготавливаются ограниченные партии изделий, требуется менее затратный способ. Таковым может стать изготовление биметаллических подшипников в кокилях, в которые вставляется стальная заготовка и на нее с одной стороны заливается определенная порция алюминиевого антифрикционного сплава с последующим продавливанием его вдоль поверхности пластины на требуемую толщину. Из уровня техники известен способ получения биметаллических подшипников скольжения, включающий последовательное выдавливание антифрикционного сплава на стальную пластину с созданием адгезионной связи [2]. Отличием заявляемого нами способа от известного является создание промежуточного слоя металла, имеющего менее прочные окислы, чем сталь, что позволяет улучшить сцепление соединяемых слоев биметаллического подшипника. В качестве такого промежуточного металла использовался цинк. Известно нанесение цинка на стальную основу при изготовлении высокопрочной сталеалюминиевой проволоки [3]. Существенным признаком заявляемого способа получения биметаллических подшипников является прием нанесения антифрикционного сплава алюминий-свинец на основу с предельно низкой температурой (немного превышающей предел нулевой жидкотекучести) для присоединения его в затвердевающем виде. В совокупности с предварительно нанесенным на основу слоем цинка, имеющего менее прочные окислы, чем сталь (твердость ZnO по Моосу 4.0-4.5) [1], такой метод обеспечивает необходимую прочность сцепления соединяемых материалов. Нанесение антифрикционного слоя осуществляется при помощи двухстворчатого кокиля с формой внутренней поверхности, соответствующей форме получаемого подшипника, и шарнирным закреплением створок с одного конца для последовательного введения в соприкосновение двух металлов (фиг.1 и 2).
Примеры осуществления
В лабораторных условиях института физики ДНЦ РАН разработана технология получения биметаллических подшипников скольжения из антифрикционного сплава алюминий-свинец. В производственных условиях ОАО "КЗТМ» (г.Каспийск, р-ка Дагестан) проведены работы по разработке и реализации серийной технологии. Сплав выплавляли в печи методом химического диспергирования [4]. Определенную порцию полученного сплава заливали в нижнюю часть кокиля с шарнирным креплением створок (фиг.1), по форме соответствующих получаемому подшипнику. При закрытии верхней створки обеспечивалось последовательное соприкосновение стальной пластины с затвердевающим алюминиевым сплавом (фиг.2). Стальная пластина перед нанесением на нее слоя из алюминиевого сплава, покрывалась слоем цинка в электроэрозионной ванне. После остывания антифрикционного сплава полученный биметаллический подшипник извлекался из кокиля. Испытания показали высокую прочность сцепления стальной подложки и антифрикционного сплава. По разработанной технологии изготовлена опытная партия 100 шт. подшипников-вкладышей для автомобиля "Жигули".
Положительный эффект предлагаемого способа
Способ позволяет без значительных материальных затрат организовать производство малых партий подшипников скольжения в условиях обычного машиностроительного производства и малых ремонтных мастерских.
Использованная литература
1. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. Химия, 1977.
2. RU 2295423 C2, 20.03.2007.
3. SU 881136 A, 15.11.1981.
4. RU 2058410 C1, 2.04.93.