Способ нанесения покрытий из металлического порошка
I.СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА, включающий напрессовку слоя из пороопса на поверхность изделия н последующее электроконтактное припекание напрессованного слоя к поверхности изделия, отличающийся тем, что, с целью повьшения качества покрытия н снижения расхода злектрознергии, перед напрессовкой в порошок вводят раствор солей никеля, при зтом отношение объемов раствора солей и металлического порошка составляет 0,4-0,8, 2. Способ по п.1, о т л и ч a ющ и и с я тем, что в качестве солей г никеля используют хлористый и борфтористый никель.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
C0Q4AJlHCTPHHHHX
РЕСПУБЛИК,SU.„1135554
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Й АВТОРИФОЫУ СЭ ЩВТИЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3556440/22-02 (22) 22.02.83 (46) 23.01.85. Бюл. У 3 (72) М.И.Черновол, П.К.Колесник, 10.В.Кулешков, В.Н.Наливайко, А.А.Гиталов и В.М.Тиунов (71) Кировоградский институт сельскохозяйственного машиностроения (53) 621.762.4(088.8) (56) 1.Левитский И.С. Технология ремонта машин и оборудования, М., "Колос", 1975, с.342-346.
2. Бабаев И.А. Уплотнение порошкового материала клином. — "Механизация и электрификация сельского хозяйства", 1981, У 8, с.47-48.
4(51) В 22 F 7/06; В 23 P 7/00 (54)(57) 1,СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ
ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА, включающий напрессовку слоя из порошка на поверхность изделия и последующее электроконтактное припекание налрессованного слоя к поверхности изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения качества покрытия и снижения расхода электроэнергии, перед напрессовкой в -порошок вводят раствор солей никеля, при этом отношение объемов раствора солей и металлического порошка составляет 0,4-0,8.
2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве солей никеля используют хлористый и бор- фтористый никель.
1 11
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к нанесению покрытий из металлического порошка на поверхность изделий, и может быть использовано при восстановлении поверхности изношенных конструкционных деталей типа шестерни.
Известен способ нанесения покрытий из металлического порошка, включающий электродуговое напыление покрытия с последующей его механической и термической обработкой (1), Недостатками данного способа яв ляются низкая производительность и низкое качество покрытий, обусловленное снижением механических свойств изделия в процессе напыления покрытия.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ нанесения покрытий из металлического порошка, включающий напрессовку слоя из по-. рошка на поверхность изделия и последующее электроконтактное изменение напрессованного слоя к поверхности изделия.
При этом приварку осуществляют путем импульсного пропускания тока, а в качестве металлического порошка используют порошки износостойких композиций (2) .: Недостатками известного способа ,являются. низкое качество покрытия и высокий расход электроэнергии, что обусловлено высоким электрическим сопротивлением порошковой шихты, . вызывающим образование локальных зон нагрева, увеличение продолжительности процесса приварки и увеличение потребляемой мощности.
Цель изобретения — повьппение качества покрытия и снижение расхода электроэнергии.
Указанная цель достигается тем, что согласно способу нанесения покрытий из металлического порошка, включающему напрессовку порошкового слоя из порошка на поверхность изделия и последующую электроконтактную приварку напрессованного: слоя к поверхности иэделия, перед напрессовкой в порошок вводят раствор солей никеля, при этом отношение объемов раствора солей и металлического порошка составляет 0,4-0,8.
Кроме того, в качестве солей никеля используют хлористый и борфтористый никель.
35554 2
t0
Способ осуществляют следующим образом.
Производят восстановление шестерен гндронасоса марки НШ-32 методом электроконтактной приварки металлического порошка. Материал шестерни— сталь 18ХГТ. Напекание порошка производят на электроконтактной машине
МТ 1613.
В качестве напекаемого материала используют порошок ФБХ-6-2 (ГОСТ 11546-75 зернистостью от 1000 до 40 мкм. В порошок добавляется раствор солей NiC1(и Ni (BF4 ) в концентрациях насыщения Н1С1 250 г/л, 111 (ВР4)2 200 г/л е
При этом соотношение объемов раствора молей и порошков составляет
0,3-0,9.
Напекание производится на вершины изношенных по высоте зубьев шестерен. После напекания производят шлифование зубьев шестерни по наружному диаметру и по боковой поверхности под номинальный размер. Для сравнения производят восстановление шестерен известным методом электроконтактной приварки порошка без добавлени,. жидкости, После напекания производится механическая обработка до номинальных размеров.
О качестве восстановления зубьев шестерни при помощи предлагаемого и известного способов судят по следующим параметрам: твердость вершины восстановленных зубьев; глубина зоны термического влияния; высота напеченного слоя порошка; прочность сцепления покрытия с поверхностью изделия. л
В табл.1 приведены экспериментальные данные по напеканию порошка
ФБХ-6-2 различного гранулометрического состава .
Как видно из таблицы, качество восстановления предлагаемым способом вьппе, чем известным при меньшем расходе электроэнергии.
Введение в напекаемый порошок раствора солей с низким удельным электросопротивлением (например, удельное электросопротивление раствора соли NiC1< при концентрации 250 г/л равно 1,11i10 ом.м) снижает сопротивление порошка и выравнивает его по всему сечению прессовки, что способствует улучшению стабильности процесса припекания порошка. Электрический ток распространяется не через
1135554
3 случайные контакты между частицами порошка, а через всю массу припекаемого порошка. Процесс электроконтактного припекания порошка проводится при более низком напряжении и
5 меньшем времени импульса тока. Все это приводит к снижению расхода электроэнергии и повышению производительности процесса приварки порошка на изношенную поверхность. 10
Наличие галогенов (хлора и фтора) в зоне спекания порошка способствует переносу атомов спекаемого порошка через газовую среду путем образования и диссоциации галогенидов металлов спекаемого порошка, а это ведет к образованию межчастичных контактов.
Улучшению спекания и припекания порошка способствуют и такие вещества, как никель и бор, которые как
20 активирующие элементы оказывают непосредственное воздействие на увеличение коэффициентов диффузии в поверхностных слоях частиц порошка., Быстрое охлаждение восстановлен- ной поверхности жидкостью, присутствующей в порошке, уменьшает зону термического влияния .на основной метапл шестерни.
Увеличение производительности технологического процесса достигае; ся в предлагаемом способе за счет сокращения длительности электричес- ких импульсов и пауз между ними.
Экспериментальные результаты, подтверждающие увеличение производительности, приведены в табл. 2.
При этом оптимальным соотношением объемов раствора и порошка является
0,4-0,8, поскольку при увеличении соотношения до 0,9 (для крупных порошков) наблюдается резкое снижение качества покрытия (снижение сцепляемости с основным материалом), а при уменьшении этого соотношения до
Ф
0,3 1 для мелкого порошка) отмечается снижение твердости покрытия и его сцепляемости с основным материалом (данные представлены в табл.1) .
Таким. образом, при использовании предлагаемого способа в 1,3 раза увеличивается производительность технологического процесса, возрастает качество нанесенного покрытия (твердость возрастает в среднем на
l3X, прочность сцепления покрытия с поверхностью изделия — на 25Z), а также в 1,35 раза снижается расход электроэнергии.
l I 35554
I о а ! е
С. Л
М
С3
С3
36 л
О ст
С> л
Clj
1 и и С3 о Ф
f»
tJ l6
О!
D vl сЧ Ф О О. О ф сг3
00 сс3 an О СЧ СЧ - — с 3 СЧ СЧ сЪ
Ch C0
° ° е »
О О
6 %
Ф 00 сеЪ еСЪ
О О col
Ч .3 ео сс\
О О сО 0 Ф
0Ъ ССЪ CV /Ъ 0Ъ ССЪ
I О
С3 С»
03 О 36
О О О л ° 1 л
С Ъ С Ъ ССЪ е3Ъ Л О
° е
»» ° с/3 л л л е ° л л
I
С6 ж
Ю О
° -е Ф 4 СЧ л л
О О О
О О л
СЧ СЧ СЧ л л Ol
О О О со л
С3
00 С Ъ 00
СЧ СЧ л л л
О О О
0Ъ 00
СЧ л л
О О
00 л
СЧ л
С3 1 Ch Ch Л
СЧ л л л ЯЪ а л i CV СЧ л (:Ь Ch 00 л» Ch
О с Ъ С"Ъ М 2
° л л °
С3 С Ъ С 3 «Ч
СеЪ С 3 л л
М М
Ф Ф
Э Ф 3 Й Э °
Ц3: О C3,ej
EA
ССз
О с, Ch л
СЧ
Ф 1
Ж а61 ж ril и 301
Q E I Q
О1 Q
О С3.
О I сГЪ
6 л л
О О
ОЪ 00 h 00 3 ЕС3 Ф Л 0 и Ъ 0 ССЪ л л л Oi л л л е л л
О О О О О О О О О О О О
Ж 03 Х
I 30 й" 1 л
Ф О @, Ф О
Ь" 3»
Ю
D сСЪ
Ю
О
СС3
С Ъ
Ю
С3
С3 сО
ССЪ
С3
1
С3 О е33
О о
6
С.Э а0
3»
О
О
С
03
Ф
Р3
1 I
О о о
03 Х
Э
a6 à
Ф
М 3 О
М 333 Э
3 О и 0
Ф4Ф& ж 3-О333
Ф
СЭ
t 1 Ж ж о
Э
Ре Ф
Ф 0 36
Д С» g с6 O О
М Ж С3 л о
О ес
Ж Ж С
a33 Q Й о
Ф с6 С3 л
llj
О
Е»
C3. Ol а6 С»
СС3 a eaa СС1
О О D 3О с Ф
СЧ СЧ Ф О л л ° \ л
6 6 с Ъ
ССе
О л
О л
СеЪ се
О с
С Ъ л
М
Ch л
СС\
О1 л
СЧ
О
01 л
СЧ
СС в
О О с и Ъ Ch л л сЪ СЧ
ОЪ
С) л
С 3
1)35554
СЧ < I ю е
О О л ° I
О О
О СЪ О а
СЧ О СЧ О
Я ° » Д\
О
1
О О ai О О
О О СЪ Ю . О
I
Π— сч
О ССЪ иЪ ССЪ
I
I!
1
1
I ОI
Ф
СЧ
О О О
Ф Ю Ю ° ь
СЧ Э
Ф A
CO Ch CO» СЧ
СЧ, 00 Сч СЧ» СЧ СЧ л л ° ь ° I Ю Ю Ю
О О О О О О О
ID!
О
CV C4
A Ф
О О
Ch СЬ ОЪ Ф бСЪ ССЪ ОЪ л Ю Ю л Ф В Ю О О и Ф СЧ Ir3 ul СЧ . В В
Ch О1 о м1 1с
О О О "О
Э » 1
1О ОЪ 0
9I ° в
CV R CV СЧ н
О
r О л
СЧ
Ма Ю И
О О СО
Ф л Ю 0 ССЪ
EA
О
Ф О
СЧ
СГЪ
Ф Ю
О О! ч!
О
I 1
С Ъ Ill С Ъ
A Ф Ф ° 1
О О О О
О
О
С Ъ
»»
I I
О О
Ю О
ССЪ
РЪ сО
C)
О
1 сО
1 I
° 1 1
1 I О11
IO 1 1 а
Е 1 I
I 1
e I
Ж 1. I
Ж I 1
I 1
Cf II 001 о
1
1
О ! !
l0
1135554
Таблица 2
1 1
Параметры режима
Способизвестный предлагаемый
Удельное давление прессования, Р, МПа
77
Вторичное напряжение холостого хода трансФорматора, 11 „„, В
4,52
6,8
l3,0
9,6
Величина При зернистости порошка 500-315 мкм сварочного
l3,3
10,0 тока, Ica,КА При зернистости порошка 160-100 мкм
0,30
0,36
Длительность импульса, й1, „, .с
Длительность наузы, t, с
0,1
0,20
Длительность восстановления одного зуба шестерни, t> с
4,0
5,6
38.
Общее время восстановления р"и tîü
Заказ 10148/6 Тираж 746 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4
Составитель И.Киянский
Редактор А.Шандор Техред Т.Фанта Корректор О.Тигор
