ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ С АНТИФРИКЦИОННЫМ КЕРАМИЧЕСКИМ СЛОЕМ

Полезная модель относится к подшипникам скольжения, и может быть использована в авиационной, космической и иных областях промышленности.
Известен подшипник скольжения, содержащий втулку, выполненную со сквозными отверстиями и антифрикционные полимерные вставки, образующие на внутренней поверхности трения втулки выступы высотой соответствующей толщине антифрикционного слоя. Антифрикционные полимерные вставки закреплены в выполненных резьбовыми сквозных отверстиях цилиндрической формы (патент РФ №83303, МПК F16C 33/04, опубл. 27.05.2009).
Известны вкладыши для подшипников скольжения из биметалла с антифрикционным сплавом на алюминиевой основе (патент РФ №2377107, МПК B23K 20/04, опубл. 27.12.2009). Для получения вкладышей используют биметаллические листы или полосы из стали, покрытие антифрикционным составом на алюминиевой основе толщиной более 6,2 мм.
Известно техническое решение в виде листового армированного фторопластового антифрикционного материала для изготовления подшипника скольжения, опорных шайб, опор скольжения (патент РФ №2384412, МПК B32B 5/02, опубл.20.03.2010).
Триботехнические свойства армированного фторопластового антифрикционного материала сравнимы по свойствам с промышленной металлофторпластовой лентой. Триботехнические свойства армированных фторпластовых антифрикционных материалов составляют: усредненная скорость линейного износа - 0,03-0,08 мкм/ч, коэффициент трения - 0,09-0,11.
Известный материал не обладает высокой прочностью и стабильностью геометрических характеристик поверхности трения в широком диапазоне рабочих температур и требует изготовления подшипника скольжения только методом штамповки, что ограничивает его возможности.
Известен подшипник скольжения, содержащий корпус, имеющий цилиндрическое отверстие, устанавливаемое на вал или ось непосредственно или через вкладыш или втулку, и которые при установке образуют сопряженные поверхности, в которых при скольжении происходит трение, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна из сопряженных поверхностей имеет антифрикционное покрытие в виде пленочного наноструктурированного дисперсноупрочненного карбида кремния (патент РФ №99558, МПК F16C 33/04, опубл. 20.11.2010) - прототип. Данное антифрикционное покрытие в виде пленочного наноструктурированного дисперсноупрочненного карбида кремния позволяет получить подшипники скольжения с коэффициентом трения 0,025, что во много раз ниже известных, однако, данное покрытие ограниченно может быть использовано при скоростях вращения, порядка 50-60 тыс. об/мин и при высоких динамических нагрузках из-за низкой пластичности материала.
В основу полезной модели положена задача создания подшипников скольжения работоспособных при скоростях вращения до 60 тыс. об/мин с пониженным коэффициентом трения.
Технический результат - повышение пластичности карбонитрида титана за счет его наноструктурирования и дисперсного упрочнения вискерами карбида кремния при одновременном эффекте снижения коэффициента трения.
Поставленная задача решается тем, что в подшипнике скольжения с антифрикционным керамическим слоем, содержащем сопряженные поверхности, в которых при скольжении происходит трение и, по меньшей мере, одна из сопряженных поверхностей имеет антифрикционное наноструктурированное покрытие, причем сопряженная поверхность имеет антифрикционное покрытие в виде керамического наноструктурированного слоя из карбонитрида титана, упрочненного вискерами карбида кремния.
Для изготовления подшипника скольжения с антифрикционным керамическим слоем, согласно полезной модели, карбинитрид титана наноструктурируют и упрочняют вискерами карбида кремния, после этого наносят одним из известных методов нанесения покрытий, например, газодетонационным или газодинамическим.
Пленочное наноструктурированное дисперсноупрочненное покрытие из карбонитрида титана упрочненного вискерами карбида кремния позволяет получить подшипники скольжения, работоспособные при скоростях вращения 60 тыс. об/мин и более с коэффициентом трения 0.015-0.02.
Полезная модель может быть использована при получении подшипников скольжения, предназначенных для использования в технических устройствах, работающих при высоких скоростях вращения и высоких удельных нагрузках.