Способ нанесения покрытий на внутреннюю поверхность детали и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕИЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (о1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 200231 (21) 3249298/22-02

Союз Советских

Социалистических Республик (ti)3002095 л ф i;, "«

° - ..«г 1 М К з с присоединением заявки ¹â€”

В, 22 F 7/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 070383, Бюллетень ¹ 9 ($3) УДК 621. 762..763 (088.8) Дата опубликования описания 070393 с

П.И. Скоков, С,С. Клименков, Г.С» Дрсфаше

П.A. Витязь и В.Н. Ковалевск и " - ;., т,, ° ., с

i I., т.

Витебский технологический институт легко@, -. „, промышленности и Белорусское научно-,:.-, производственное объединение порошковой :- :: i; металлургии (72) Авторы . изобретения (71) Заявители

4 (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ HA ВНУТРЕННЮЮ

ПОВЕРХНОСТЬ ДЕТАЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО.ОСУЩЕСТВЛЕЙИЯ

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам нанесения покрытий на внутреннюю поверхность детали и устройствам для его осуществления.

Известен способ нанесения покрытий из порошков на поверхность деталей, включающий погружение детали в емкость с псевдоожиженным порошком, обкатку цилиндрической детали по внутренней поверхности с приложением давления и электронагрев путем пропускания электрического тока.

Устройство для осуществления способа включает корпус, приспособление для крепления заготовок, привод вращения и средство электронагрева (1 ).

Недостатком способа и устройства для его осуществления является ограниченность технологических возможностей, так как он не позволяет наносить тонкие покрытия. Кроме того, вращение заготовки в псевдокипящем слое порошка приводит к локальным возмущениям и нестабильности процесса нанесения покрытия. Способ и устройство для его осуществления отличаются сложностью, так как создание псевдокипяшего слоя требует использования компрессорной установки, З0 воздухопровода, устройства для создания псевдокипящего слоя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ нанесения покрытий из порошка, включающий поступательную подачу порошка вдоль оси детали, горячее напрессовывание слоя порошка путем накатывания при одновременном вращении детали 1 21.

Известный способ реализуется в работе устройства,: включающего полый ролик, средство нагрева и привод вращения детали 523.

Недостатки и зв ест ного способа и устройства заключаются в низком качестве получаемых покрытий вследствие того, что слой порошка на поверхности.детали припекается без уплотнения; кроме того, припекание слоя порошка осуществляют по всей внутренней поверхности детали, что приводит к появлению пористости в покрытии и требует повышенных энергозатрат при.проведении процесса.

Целью изобретения является ïîâûшение качества- покрытия.

Для достижения цели в способе нанесения покрытий .на внутреннюю поверхность детали, включающем tloc

1002095

tO тупательную подачу порошка вдоль оси детали и горячее напрессовывание слоя порошка путем накатывания при вращении детали, поступательную подачу осуществляют при одновременном вращении порошка. 5

Для достижения поставленной цели устройство для нанесения покрытий на внутреннюю поверхность детали, включающее полый ролик, средство, нагрева и привод вращения детали, снабжено крышкой, смонтированной на хвостовике, размещенном коаксиально в ролике, ролик выполнен в виде двойного конуса, расширяющегося к нижней торцовой повеРхности, а кРышка установлена с образованием кольцевой регулируемой щели с нижней торцовой поверхностью ролика.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа нанесения покрытий на внутреннюю поверхность детали.

Устройство состоит из патрона 1, служащего для крепления и обеспечения вращения подготовленной к нанесению покрытия детали 2. Прокладки

3 служат электроизоляцией детали 2 .от патрона 1. В шпинделе 4 с помощью хвостовика 5 закреплен ролик 6 с возможностью перемещения его во внутренней цилиндрической полости ЭО детали 2. Внутренняя полость ролика

6 выполнена в виде двойного конуса, причем рабочая часть внутренней полости имеет расширение к нижнему торцу; Внутренняя полость ролика 6 35 закрыта снизу крышкой 7 с образованием между торцом ролика 6 и крышкой:

7 кольцевой регулируемой щели для обеспечения истечения порошка из внутренней полости ролика 6. Величина щели регулируется набором шайб

8. Прокладка 9 служит электроизоляцией хвостовика 5 от шпинделя 4. К детали 2 и хвостовику 5 с помощью контактов 10 подается напряжение от источника 11 тока. Для припекания порошка к поверхности ролика 6 последний изготавливают из материала с большей, чем у детали, теплопроводностью. Нанесение покрытия осуществляют следующим образом.

В исходном положении ролик 6 находится над деталью 2 так, что кольцевая щель располагается на уровне верхнего торца детали 2. Патрону 1 с зажатой в нем деталью 2 сообщают вращательное движение. Затем вращательное движение с той же угловой скоростью и поступательное движение вниз сообщают ролику 6. Под 6О действием центробежной силы происходит истечение порошка из внутренней рабочей полости ролика 6 через кольцевую щель между торцом ролика 6 и крышкой 7 на внутреннюю поверхность детали 2. Слой порошка на поверхности вращающейся детали 2 первоначаль но удерживается центробежной силой.

При дальнейшем продольном перемещении ролика 6 производят прикатывание, а затем припекание порошка к поверхности детали 2. Припекание происходит за счет выделяемого тепла при прохождении электрического тока через порошок в месте контакта ролика 6 и детали 2.

После прохождения роликом 6 всей высоты детали 2 отключают напряжение, подаваемое через контакты 10 к хвостовику 5 и детали 2, ролик 6 поднимают в крайнее верхнее положение. Затем в патроне 1 деталь 2 заменяют на следующую и процесс повторяют.

Пример. На внутреннюю поверхность детали диаметром 88 мм наносили самофлюсующийся порошок марки ПГ ХНСР2. Технологические параметры процесса были следующие: скорость вращения детали 710 об/мин; наружный диаметр ролика 76 мм; зазор регулируемой кольцевой щели

0,7 мм; скорость подачи ролика

0,1 мм/об; напряжение 30/35 В; сила тока до 250 А.

Полученная деталь имела покрытие с прочностью сцепления равной

11,7 кг/мм . Точность геометрической формы и размеров внутренней поверхности детали в пределах 8 квалитета.

В предлагаемом способе порошок вращается для того, чтобы обеспечить истечение его на поверхность вращающейся детали для дальнейшего деформирования и припекания. Такой способ подачи материала из вращающегося элемента на вращающуюся практически с той же угловой скоростью деталь обеспечивает в момент контакта порошка с поверхностью детали относительную скорость порошка и поверхности детали в пределах 0,01-0,5 м/с при угле падения порошка на поверхность детали менее ЗОО, что гарантирует высокое качество предварительного слоя. В то же время по известному способу относительная скорость составляет более 3 м/с, а угол падения около 90О.

Твердость, износостойкость покрытия зависят от количества выделяемого тепла в зоне контакта, в частности от квадрата силы тока, проходимого через единицу площадки. В известном устройстве контактная область является цилиндрической, параметры площадки контакта конструктивно связаны с параметрами изделия, а именно: внутренним диаметром трубы, на которсе наносится покрытие. В предлагаемом устройстве контактная область является линейной, параметры ее не связаны непосредственно с па1002095

Формула изобретения аказ 1689/5

Подписное раметрами изделия и при одинаковых

РазмеРах диаметра заготовки 3-5 раз меньше, чем в известном устройстве.

Таким образом, при одинаковой мощности источника тока (сварочного ,трансформатора) плотность тока, а следовательно, и твердость покрытия в предлагаемом устройстве получаются выше.

Использование предлагаемого способа нанесения покрытий на внутреннюю поверхность деталей машин, по верхность которых имеет недостаточную износостойкость (гильзы цилиндров тракторных и автомобильных двигателей, гильзы шкворней тракторов и др.) позволяет повысить срок службы деталей в 1,5 раза. Проведение процесса в атмосфере инертного газа позволяет получить еще большую прочность поверхностного слоя детали.

1. Способ нанесения покрытий на внутреннюю поверхность детали, включающий поступательную подачу порошков вдоль оси детали и горячее напрессовывание слоя порошка путем накатывания при вращении детали, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества покрытия, поступательную подачу осуществляют при одновременном вращении порошка.

2. Устройство для нанесения пок- рытий на внутреннюю поверхность детали, включающее полый ролик, сред10 ство нагрева и привод вращения детали, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено крышкой, смонтированной на хвостовике, размещенном коаксиально в ролике, ролик выполнен

15 в виде двойного конуса, расширяющегося к нижней торцовой поверхности, а крышка установлена с образованием кольцевой регулируемой щели с нижней торцовой поверхностью ролика.

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 598696, кл. В 22 F 7/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3236281/02, кл. В 22 F 7/04, 1981.

Р

Фйлиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä,ул.Проектная,4