Способ получения покрытий из металлических порошков на поверхностях длинномерных деталей

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ НА ПОВЕРХНОСТЯХ ДЛИННОМЕРНЫХ ДЕТАЛЕЙ, при котором деталь с нанесенным на ней порошковым слоем прокатывают между двумя роликовыми электродами с одновременным пропусканием между ними импульсов электрического тока, отличающийся тем, что, с целью повышения качества покрытия путем устранения его локальных проплавлений, роликовый электрод, расположенный со стороны порошкового слоя, колеблют в направлении прокатки с частотой, равной частоте электрического тока, при этом момент прохождения роликового электрода через нейтральное положение совмеш,ают с моментом окончания каждого импульса тока. (Л . 4: 00 Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ОО

4(59 В 23 К 11/06 (("Щг1У-„.,Д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ (Удцц ъТ ЦД

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3621920/25 27 (22) 13.07.83 (46) 15.03.85. Бюл. № 10 (72) Н. Н. Дорожкин, В. А. Верещагин, Ю. Н. Гафо и Е. П. Гении (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (53) 621.791.92 (088.8) (56) 1. Дорожкин Н. Н. Упрочнение и восстановление деталей машин металлическими порошками. Минск, «Наука и техника».

1975, с. 116 — 121.

2. Рыморов Е. В. Использование контактных электросварочных машин для спекания и наварки порошковых материалов.

В кн. Технология и оборудования сварочных и наплавочных работ, Тула, ТПИ, 1976 с. 177 — 186. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ

НА ПОВЕРХНОСТЯХ ДЛИННОМЕРНЫХ

ДЕТАЛЕЙ, при котором деталь с нанесенным на ней порошковым слоем прокатывают между двумя роликовыми электродами с одновременным пропусканием между ними импульсов электрического тока, отличающийся тем, что, с целью повышения качества покрытия путем устранения его локальных проплавлений, роликовый электрод, расположенный со стороны порошкового слоя, колеблют в направлении прокатки с частотой, равной частоте электрического тока, при этом момент прохождения роликового электрода через нейтральное положение совмещают с моментом окончания каждого импульса тока.!

144820

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к способам получения износостойких покрытий из металлических порошков путем электроконтактного припекания, и может быть использовано например, при упрочнении длинномерных деталей сельскохозяйственных и дорожностроительных машин.

Известен способ нанесения покрытий из металлических порошков, влючающий напрессовку порошковой шихты на поверхность детали и ее последующее припекание к этой поверхности при нагреве токами высокой частоты (1) .

Недостатками известного способа являются высокая трудоемкость и низкая производительность при нанесении покрытий на поверхности длинномерных деталей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения покрытий из металлических порошков путем электроконтактной наплавки, заключающийся в прокатке детали с порошковым слоем между двумя роликовыми элект" родами с одновременным приложением давления и прямого пропускания импульсного тока между электродами (2).

Недостатком этого способа является наличие переменных физико-механических свойств по длине покрытия. Это обуславливается тем, что температура порошкового слоя под роликовым электродом в моменты окончания „импульсов электрического тока 30 превышает температуру слоя в остальные моменты времени, что вызывает локальное проплавление порошкового слоя и, как следствие, образование неравномерностей толщины слоя в виде так называемых «чешуек» на поверхности покрытия. Наличие «чешуек» являющихся концентраторами напряжений, снижает прочностные свойства покрытий и их сопротивление усталости.

Цель изобретения — повышение качества покрытий путем устранения его локальных проплавлений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения покрытий из металлических порошков на поверхностях длинномерных деталей, при котором деталь с нанесенным на ней порошковым слоем про- 45 катывают между двумя роликовыми электродами с одновременным пропусканием между ними импульсов электрического тока, роликовый электрод, расположенный со стороны порошкового слоя, колеблют в направ- 5< ленни прокатки с частотой, равной часто-е электрического тока, при этом момент прохождения роликового электрода через нейтральное положение совмещают с моментом окончания каждого импульса тока.

Сущность способа заключается в следующем.

На поверхности урочняемой детали формуют слой из металлического порошка, а затем прокатывают деталь с порошковым слоем между двумя роликовыми электродами, между которыми пропускают импульсный электрический ток. При этом верхний электрод колеблется относительно нижнего в направлении прокатки с частотой, равной частоте импульсного электрического тока, а момент прохождения верхнего электрода через нейтральное положение в направлении прокатки совпадает по времени с моментом окончания очередного импульса тока.

Электроконтактное припекание металлических порошков целесообразно осуществлять при импульсном режиме пропускания электрического тока. Длительность импульсов тока при этом обычно составляет 0,020,04 с и зависит от силы тока припекания.

Длительность паузы зависит от длительности импульса, шага точек и скорости прокатки и также составляет обычно 0,02 — 0,04 с, причем длительность цикла или пульса и паузы всегда подбирается кратными 0,02 с.

Таким образом, частота импульсного тока, используемого для получения качественных покрытий, как правило, составляет

25 или 12,5 Гц, ее величину задают в зависимости от выбранных длительности импульса, величины тока и скорости прокатки, при этом более высокой скорости прокатки должна соответствовать более высокая частота импульсного тока.

На чертеже изображены графики, иллюстрирующие характер изменения амплитудного значения электрического тока (3) и величины перемещения верхнего электрода относительно нижнего (Ь ) в зависимости от времени припекания.

В момент окончания каждого импульса электрического тока, когда температура порошка достигает максимального значения и возможно проплавление слоя, верхний электрод в процессе своих колебаний проходит через нейтральное положение, перемещаясь в направлении прокатки. При этом скорость перемещения верхнего электрода относительно нижнего принимает максимальное значение, в результате чего уменьшается удельное количество тепла, выделяемого в порошковом слое, снижается температура порошка под верхним электродом, а неровности поверхности покрытия «размазываются» вдоль направления прокатки.

Пример. Способ применяют для упрочнения противорежущих брусьев кормоуборочного комбайна КСК-100 (материал сталь 45, размеры — 780х20х40 мм) порошковым наплавочным сплавом ПГ-С1. Нанесение покрытий осуществляется на установке, выполненной на базе контактно-сварочной машины МПП-100. Противорежущий брус устанавливают в специальную рамкукассету, после чего на упрочняемой поверхности формируется слой порошка. Рамкакассета с деталью помещается между двумя

1144820

Составитель 3. Хаустова

Редактор Л. Авраменко Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 1014/10 Тираж 1086 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 роликовыми электродами, сжимаемыми с помощью пневмоцилиндра, и прокатывается с одновременным пропусканием электрического тока. При этом верхний электрод соединен с механическим вибратором и осуществляет колебания в направлении, параллельном направлению прокатки, с частотой 25 Гц. Величина тока составляет 18кА, усилие прижатия роликовых электродов

8600 Н, скорость перемещения детали относительно электродов 0,943 м/мин, продолжительность импульса равна продолжительности паузы и составляет 0,02 с. Момент окончания каждого импульса синхронизируется с моментом прохождения верхнего электрода через нейтральное положение в направлении прокатки с помощью электрической схемы сравнения фаз токов, управляющей работой вибратора.

Сравнительные испытания противорежущих брусьев, упрочненных по данному способу и по известному (прототип) показали, что применение данного способа позволяет увеличить их долговечность в 1,2 — 1,3 раза. При этом покрытия, полученные по данному способу, характеризуются отсутствием

«чешуек», при этом колебания пористости по длине покрытия не превышают 3-5о/о, а твердость — 5-7о/о.

Таким образом, использование способа получения покрытий из металлических порошков на поверхностях длинномерных деталей путем электроконтактного припекания позволяет повысить качество покрытий за счет устранения локальных проплавлений, за счет снижения амплитуды колебаний температуры порошка под верхним электродом, а также за счет повышения физико-механических свойств покрытий в результате снижения их пористости при воздействии вибрации.