|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] Настоящее изобретение относится к детали, содержащей поверхность (4) трения о другую поверхность, при этом указанная деталь содержит по меньшей мере одну структуру (1), изготовленную из чугуна с шаровидным графитом или стали, а внешняя поверхность (4) детали имеет по меньшей мере один слой (3) термопластичных полимеров, используемых в качестве смазочного материала, отличающейся тем, что деталь содержит промежуточный слой (2) на основе никеля и алюминия, который находится между структурой (1) из чугуна с шаровидным графитом или стали и слоем (3) смазочных термопластичных полимеров. 
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
Настоящее изобретение относится к детали, содержащей поверхность (4) трения о другую поверхность, при этом указанная деталь содержит по меньшей мере одну структуру (1), изготовленную из чугуна с шаровидным графитом или стали, а внешняя поверхность (4) детали имеет по меньшей мере один слой (3) термопластичных полимеров, используемых в качестве смазочного материала, отличающейся тем, что деталь содержит промежуточный слой (2) на основе никеля и алюминия, который находится между структурой (1) из чугуна с шаровидным графитом или стали и слоем (3) смазочных термопластичных полимеров.
Евразийское (21) 201600649 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2016.12.30
(22) Дата подачи заявки 2015.04.07
(51) Int. Cl.
E01B 7/02 (2006.01) E04C 3/29 (2006.01) F16C 33/20 (2006.01)
(54) ДЕТАЛЬ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО УСТРОЙСТВА, НЕ ТРЕБУЮЩАЯ СМАЗКИ
(31) 1453270
(32) 2014.04.11
(33) FR
(86) PCT/FR2015/050887
(87) WO 2015/155454 2015.10.15
(71) Заявитель:
ВОССЛО КОЖИФЕР (СОСЬЕТЭ АНОНИМ) (FR)
(72) Изобретатель:
Баррези Франческо (FR)
(74) Представитель:
Сорокина А.С., Микуцкая Т.Ю. (RU)
(57) Настоящее изобретение относится к детали, содержащей поверхность (4) трения о другую поверхность, при этом указанная деталь содержит по меньшей мере одну структуру (1), изготовленную из чугуна с шаровидным графитом или стали, а внешняя поверхность (4) детали имеет по меньшей мере один слой (3) термопластичных полимеров, используемых в качестве смазочного материала, отличающейся тем, что деталь содержит промежуточный слой (2) на основе никеля и алюминия, который находится между структурой (1) из чугуна с шаровидным графитом или стали и слоем (3) смазочных термопластичных полимеров.
Описание изобретения ДЕТАЛЬ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО УСТРОЙСТВА,
НЕ ТРЕБУЮЩАЯ СМАЗКИ Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области железнодорожных стрелочных переводов, в частности, к поверхностям трения метал-метал данных устройств, таких как поверхности трения, которые сохраняют свои смазывающие свойства в течение длительного времени.
Предшествующий уровень техники
В настоящее время в железнодорожных системах, таких как переводные устройства, стрелочные переводы или крестовины с подвижным острием для устройств, подразумевающих скольжение или перемещение между двумя металлическими поверхностями деталей, в результате которого создается их трение друг о друга, существует проблема быстрого износа и заклинивания поверхностей трения.
Для решения указанных проблем обычно используют смазку поверхностей, что позволяет снизить трение между различными металлическими деталями. Однако подобный подход имеет определенные ограничения, такие как ограниченный срок службы. При использовании устройства с контактирующими поверхностями смазка, нанесенная на данные поверхности, быстро расходуется. Кроме того, еще один недостаток смазки заключается в том, что она вступает в реакцию или удерживает пыль и частицы в рабочей области. Это приводит к изменению смазывающих свойств смазки и снижению сопротивления трению, когда поверхности трутся друг о друга.
В качестве альтернативного решения смазке для создания поверхности трения можно использовать в качестве смазочного материала слой термопластичных полимеров, например, полиэфирэфиркетон. Однако использование такого полимера на поверхностях из чугуна с шаровидным графитом или стали имеет недостаток, заключающийся в быстром ухудшении
собственных смазывающих свойств слоя полимеров. В этом случае можно использовать промежуточный слой аморфной стали, позволяющий ограничить или даже исключить подобное ухудшение. Хотя данное решение имеет определенную эффективность, использование промежуточного слоя из аморфной стали приводит к увеличению стоимости оборудования с такими поверхностями трения.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков с помощью решения, которое имеет меньшую стоимость по сравнению с системами, известными из уровня техники, и которое заключается в создании поверхности, способной выдерживать трение между металлами в течение длительного времени и имеющей низкое сопротивление движению.
Для достижения данной цели в настоящем изобретении используется деталь или часть, содержащая поверхность, которая трется о другую поверхность, при этом данная деталь или часть содержит по меньшей мере одну структуру из чугуна с шаровидным графитом или стали, а внешняя поверхность данной детали (части) имеет по меньшей мере один слой термопластичных полимеров в качестве смазочного материала, отличающаяся тем, что деталь содержит промежуточный слой на основе никеля и алюминия, который находится между структурой из чугуна с шаровидным графитом или стали и слоем смазочных термопластичных полимеров.
Целью настоящего изобретения также является соединение, отличающееся тем, что оно включает в себя по меньшей мере одну деталь или часть с поверхностью трения в соответствии с настоящим изобретением.
Настоящее изобретение также относится к способу обработки поверхности структуры из стали для целью снижения сопротивления трению и получения детали или части в соответствии с изобретением, отличающейся
тем, что способ обработки содержит, по меньшей мере:
- этап выравнивания поверхности, подлежащей обработке;
- этап очистки выровненной поверхности;
- этап напыления композиции на основе никеля и алюминия на выравненную поверхность;
- этап пропитывания или термического напыления жидкого или порошкового термопластичного полимера на выровненную и очищенную поверхность;
- этап полимеризации или окончательной обработки путем нагрева. Настоящее изобретение также относится к применению по меньшей мере
одной детали или части в соответствии с изобретением в компоненте железнодорожного устройства.
Перечень фигур чертежей Настоящее изобретение станет более понятным после ознакомления со следующим описанием, в котором рассмотрен по меньшей мере один предпочтительный неограничивающий вариант осуществления, описанный со ссылкой на сопроводительный чертеж:
- на фиг. 1 представлено схематическое изображение иллюстративного примера осуществления изобретения с указанием толщины детали или части, имеющей поверхность трения, в соответствии с изобретением.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Настоящее изобретение относится к двухслойному поверхностному покрытию, которое позволяет в основном снизить трение между металлами при поступательных движениях последовательного, и даже случайного типа, возникающее между двумя расположенными напротив друг друга деталями, одна из которых является неподвижной, а другая подвижной, под нагрузкой и в любое время, в том числе при неблагоприятных погодных условиях. Однако как было указано выше, изобретение также может быть использовано для
снижения трения или истирания между расположенными друг напротив друга частями, установленными в соответствии с другими вариантами осуществления.
Настоящее изобретение относится к детали или части, которая содержит поверхность 4 трения о другую поверхность, при этом данная деталь или часть содержит по меньшей мере одну структуру 1 из чугуна с шаровидным графитом или стали, а внешняя поверхность 4 детали или части имеет по меньшей мере один слой 3 термопластичных полимеров в качестве смазочного материала, отличающейся тем, что деталь или часть содержит промежуточный слой 2 на основе никеля и алюминия, расположенный между структурой 1 из чугуна с шаровидным графитом или стали и слоем 3 смазочных термопластичных полимеров.
Следует понимать, что композиция на основе никеля и алюминия содержит по меньшей мере 60% никеля (Ni), а вторым основным компонентом композиции является алюминий (А1).
Взаимодействие между двумя поверхностями может быть реализовано, например, в соединении между двумя компонентами одного устройства или между двумя компонентами разных устройств. В таком случае первая деталь или часть содержит по меньшей мере одну структуру 1 из чугуна с шаровидным графитом или стали и внешнюю поверхность 4, имеющую по меньшей мере один слой 3 смазочных термопластичных полимеров. Также деталь или часть содержит промежуточный слой 2 на основе никеля и алюминия, который находится между структурой 1 из чугуна с шаровидным графитом или стали и слоем 3 смазочных термопластичных полимеров.
В соответствии с изобретением слой полимеров может быть нанесен на внешнюю поверхность только одной из деталей или частей, предназначенной для создания соединения, или на каждую из частей соединения. Более того, настоящее изобретение можно использовать для плоских поверхностей соединения, а также круглых или искривленных поверхностей.
В соответствии с настоящим изобретением слой 3 полимеров предназначен для обеспечения смазки за счет значительного снижения сопротивления трению поверхностей 4 каждой из деталей или частей во время перемещения одной поверхности по другой. Слой 3 термопластичных полимеров позволяет снизить коэффициент трения до значения 0,2, предпочтительно - до 0,15, а в идеальном случае - до 0,09.
В соответствии с иллюстративным неограничивающим вариантом осуществления настоящего изобретения по меньшей мере одним из используемых термопластичных полимеров является термостойкий полукристаллический термопласт. В соответствии с иллюстративным примером используемый термопласт содержит по меньшей мере полиэфирэфиркетон, также называемый РЕЕК. Наличие добавок в этой композиции также позволяет достичь оптимальных значений сопротивления истиранию и коэффициента трения.
Смазочные свойства слоя 3 термопластичных полимеров могут изменяться, когда соединение эксплуатируется в условиях перепадов температуры, неблагоприятной погоды и/или в условиях, которые приводят к ухудшению его состояния, например, из-за наличия пыли.
В соответствии с предпочтительным неограничивающим вариантом осуществления изобретения срок службы поверхности 4 трения и, в том числе, коррозионная стойкость поверхности 4 трения повышается за счет добавления промежуточного слоя 2 на основе никеля и алюминия между структурой 1 из чугуна с шаровидным графитом или стали и слоем 3 смазочных термопластичных полимеров.
Отличительным признаком настоящего изобретения также является увеличение продолжительности сохранения смазочных свойств слоя 3 полимеров благодаря ограничению износа слоя 3 полимеров за счет взаимодействия слоя 3 полимеров и поверхности структуры 1 из чугуна с шаровидным графитом или стали, которое позволяет комбинирование
свойств каждого из этих слоев.
Данное взаимодействие обеспечивается благодаря созданию рельефа 5 на внешней поверхности структуры 1 из чугуна с шаровидным графитом или стали. Полости этого рельефа 5 затем, по меньшей мере частично, заполняют промежуточным слоем 2 на основе никеля и алюминия. Слой 3 полимеров, который покрывает промежуточный слой 2, затем выравнивает рельеф 5 и поверхность 4 трения детали или части.
Таким образом, слой 3 полимеров формирует внешний слой 6 с первой толщиной (в глубину), который заполняет, по меньшей мере частично, полости рельефа 5 поверхности структуры 1 из чугуна с шаровидным графитом или стали, покрытой промежуточным слоем 2 на основе никеля и алюминия, и слой 7 со второй толщиной (на поверхности), который образует контактную поверхность 4, где происходит трение детали или части.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, если структура 1 детали или части изготовлена из чугуна с шаровидным графитом, то промежуточный слой 2 на основе никеля и алюминия изолирует частицы шаровидного графита. Такая изоляция позволяет разделить шаровидный графит и слой 3 смазочных термопластичных полимеров. Кроме того, наличие промежуточного слоя 2 на основе никеля и алюминия позволяет решить проблему неоднородности, которая существует в структуре 1 между ячейками решетки графита и металлической матрицей чугуна.
Создание поверхности трения в соответствии с изобретением включает в себя несколько этапов способа обработки, который позволяет получить деталь или часть согласно настоящему изобретению. Данный способ содержит, по меньшей мере, следующие этапы:
- этап выравнивания поверхности, подлежащей обработке;
- этап очистки выровненной поверхности;
- этап напыления композиции слоя 2 на основе никеля и алюминия на
выровненную поверхность;
- этап пропитывания или термического напыления жидкого или порошкового термопластичного полимера на поверхность слоя 2 на основе никеля и алюминия;
- этап полимеризации или окончательной обработки путем нагрева нанесенного термопласта.
В соответствии с иллюстративным неограничивающим вариантом осуществления настоящего изобретения термопластичный полимер наносится на поверхность трения путем напыления с помощью пневматического распылителя.
В соответствии с одним вариантом осуществления после полимеризации слой 3 термопласта имеет толщину более 10 мкм, предпочтительно - более 15 мкм, а в идеальном случае - более 20 мкм. Слой 3 термопласта позволяет снизить коэффициент трения до значения 0,2, предпочтительно - до 0,15, а в идеальном случае - до 0,09.
В соответствии с неограничивающим вариантом осуществления настоящего изобретения предпочтительно при размещении слоя полимеризованного термопласта способ содержит различные этапы, которые позволяют повысить коррозионную стойкость поверхности трения путем создания слоя 2 на основе никеля и алюминия, на который наносится слой 3 полимеризованного термопласта. Данные различные этапы также включают в себя следующее:
- этап обезжиривания поверхности из чугуна с шаровидным графитом или стали;
- этап выравнивания поверхности из чугуна с шаровидным графитом или стали;
- этап термического напыления по меньшей мере одной подложки, включающей в себя никель (Ni) и алюминий (А1).
В соответствии с предпочтительным неограничивающим вариантом
осуществления способа получения поверхности в соответствии с изобретением данный способ содержит несколько этапов, которые позволяют создать более тесную связь между слоем 3 полимеризованного термопласта и верхней поверхностью структуры 1, которая несет этот слой 3 термопласта. Создание подобной тесной связи также включает в себя следующие этапы:
- этап абразивной обработки поверхности из чугуна с шаровидным графитом или стали путем напыления корунда до тех пор, пока не будет получена поверхность с определенным рельефом;
- этап очистки поверхности стали, подвергшейся абразивной обработке. Данные этапы абразивной обработки выполняются до этапа нанесения
слоя 3 полимеризованного термопласта и этапа напыления композиции 2 на основе никеля и алюминия на поверхность структуры 1 из чугуна с шаровидным графитом или стали.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения для абразивной обработки поверхности из чугуна с шаровидным графитом или стали используют корунд типа Cristalba F40-F60 или любого другого типа, гарантирующего отсутствие оксида железа. Этот тип корунда позволяет получить поверхность с шероховатостью Ra ниже 20 мкм, предпочтительно -ниже 10 мкм, а в идеальном случае - от 7 мкм до 9 мкм.
При создании рельефа на внешней поверхности структуры 1 из стали или чугуна образуется группа из нескольких полостей 5, распределенных на этой поверхности. Во время нанесения слоя термопластичных полимеров и, в частности, на этапе пропитывания жидким полимером этот полимер заполняет различные полости рельефа поверхности структуры 1 из стали или чугуна.
Таким образом, поверхность трения (в толщину) под так называемым слоем 3 термопластичных полимеров имеет часть 6, в которой поверхность структуры 1 из стали или чугуна, покрытая промежуточным слоем 2 на основе никеля и алюминия, и термопластичный полимер тесно связаны.
Данная специальная часть 6 поверхности трения, в частности, способствует увеличению срока службы поверхности трения. Фактически при использовании поверхности трения сам по себе слой 7, состоящий из полимеризованного термопласта 3, обладает недостаточными показателями прочности и износостойкости для обеспечения продолжительного срока службы поверхности. Однако по истечении времени tl, в течение которого поверхность трения подвержена прогрессирующему износу, этот внешний слой 7 термопластичного полимера исчезает. После этого поверхностью трения будет внешняя поверхность с толщиной 6 структуры 1 из стали или чугуна, покрытая промежуточным слоем 2 на основе никеля и алюминия, при этом промежуточный слой 2 на основе никеля и алюминия и слой 3 термопластичного полимера тесно взаимосвязаны. Внешняя поверхность, которая подвергается трению, затем формируется за счет изменения поверхности структуры 1 из стали или чугуна и поверхности слоя 3 термопластичного полимера. Данное изменение, таким образом, позволяет достичь сочетания твердости стали или чугуна и смазывающих свойств слоя 3 термопластичного полимера. Поверхность трения, таким образом, позволяет создать сочетание между твердостью и смазкой, за счет которого достигается поддержание смазывающих свойств слоя 3 термопластичного полимера в течение времени tl. Таким образом, связь слоя 3 термопластичного полимера с промежуточным слоем 2 на основе никеля и алюминия позволяет снизить коэффициент трения до значения 0,2, предпочтительно - до 0,15, а в идеальном случае - до 0,09. Поверхность трения по изобретению, таким образом, позволяет обеспечить сохранение низкого сопротивления трению в течение длительного времени.
Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается вариантом осуществления, описанным и изображенным на сопроводительных чертежах. В частности, без отступления от объема защиты в настоящее изобретение могут быть внесены изменения, касающиеся
использования других компонентов или их замены на технические эквиваленты.
Формула изобретения
1. Деталь, содержащая поверхность (4) трения о другую поверхность, причем эта деталь содержит по меньшей мере одну структуру (1) из чугуна с шаровидным графитом или стали, а внешняя поверхность (4) детали имеет по меньшей мере один слой (3) термопластичных полимеров, используемых в качестве смазочного материала, отличающаяся тем, что эта деталь содержит промежуточный слой (2) на основе никеля и алюминия, который находится между структурой (1) из чугуна с шаровидным графитом или стали и слоем (3) смазочных термопластичных полимеров.
2. Деталь по п. 1, отличающаяся тем, что поверхность структуры (1) из чугуна с шаровидным графитом или стали, на которую наносится промежуточный слой (2) на основе никеля и алюминия, создает рельеф (5), который, по меньшей мере частично, заполнен промежуточным слоем (2) на основе никеля и алюминия.
3. Деталь по п. 1 или п. 2, отличающаяся тем, что если ее структура (1) состоит из чугуна с шаровидным графитом, промежуточный слой (2) на основе никеля и алюминия обеспечивает изоляцию частиц шаровидного графита.
4. Деталь по любому из п.п. 1-3, отличающаяся тем, что по меньшей мере один термопластичный полимер включает в себя термостойкий полукристаллический термопласт.
5. Деталь по любому из п.п. 1-4, отличающаяся тем, что по меньшей мере один термопластичный полимер включает в себя по меньшей мере один полиэфирэфиркетон.
6. Соединение, образующее узел скольжения, отличающееся тем, что оно включает в себя по меньшей мере одну деталь по любому из п.п. 1-5, имеющую поверхность (4) трения.
7. Способ обработки поверхности структуры (1) из чугуна с шаровидным графитом или стали для снижения сопротивления трению и получения детали по любому из п.п. 1-5, отличающийся тем, что способ обработки
включает в себя, по меньшей мере, следующие этапы:
- выравнивание поверхности, подлежащей обработке;
- очистка выровненной поверхности;
- напыление композиции слоя (2) на основе никеля и алюминия на выровненную поверхность;
- пропитывание или термическое напыление жидкого или порошкового термопластичного полимера слоя (3) на поверхность слоя (2) на основе никеля и алюминия;
- полимеризация или окончательная обработка путем нагрева.
8. Способ обработки поверхности из стали по п. 7, отличающийся тем, что перед вышеуказанными этапами способ дополнительно включает в себя следующие этапы:
- обезжиривание поверхности из чугуна с шаровидным графитом или
стали;
- выравнивание поверхности из чугуна с шаровидным графитом или стали;
- термическое напыление по меньшей мере одной подложки, содержащей никель и алюминий.
9. Способ обработки по п. 7 или п. 8, отличающийся тем, что включает в себя, по меньшей мере, следующие этапы:
- абразивная обработка поверхности путем напыления корунда до тех пор, пока не будет получена поверхность с определенным рельефом;
- очистка поверхности стали, подвергшейся абразивной обработке.
10. Применение по меньшей мере одной детали по любому из п.п. 1-5 в
компоненте железнодорожного устройства.
ДЕТАЛЬ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО УСТРОЙСТВА,
НЕ ТРЕБУЮЩАЯ СМАЗКИ
(19)
(19)
(19)
|
