Способ нанесения покрытия

 

Изобретение относится к электроэрозионному нанесению покрытий на металлические поверхности деталей. С целью улучшения качества покрытия последовательно возбуждают бесконтактный и контактный разряды между поверхностью детали и дополнительным и основным электродами. Контактный разряд возбуждают с задержкой по отношению к бесконтактному, равной

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1255331 дд 4 В 23 Н 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3883448/25-08 (22) 16.04.85 (46) 07.09.86. Бюл. № 33 (71) Институт прикладной физики АН МССР (72) А. Е. Гитлевич, П. А. Топала, А. И. Михайлюк и Л. И. Полонская (53) 621.9.048 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 730521, кл. В 23 Н 9/00, 1978. (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ (57) Изобретение относится к электроэрозионному нанесению покрытий на металлические поверхности деталей. С целью улучщения качества покрытия последовательно возбуждают бесконтактный и контактный разряды между поверхностью детали и дополнительным и основным электродами. Контактный разряд возбуждают с задержкой по отношению к бесконтактному, равной (0,2 — 0,5) тб, где ть — длительность бесконтактного разряда, превышающая длительность контактного разряда в 1,5 — 2,0 раза, причем межэлектродный зазор, образованный дополнительным элементом и поверхностью детали выбирают в интервале 1,5—

2,0 мм. 1 ил.

1255331

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в частности к электроэрозионному нанесению покрытий на металлические поверхности детали.

Целью изобретения является улучшение качества покрытия за счет последовательного возбуждения бесконтактного и контактного электрических разрядов между поверхностью детали и дополнительным и основным электродами. 1О

На чертеже приведена схема осуществления способа нанесения покрытия.

Способ осуществляется следующим образом.

Контактный разряд возбуждают с задержкой по отношению к бесконтактному, составляющей (0,2...0,5) ть, где т6 — длйтельность бесконтактного разряда, превышающая длительность тк контактного разряда ь 1,5—

2,0 раза, при этом межэлектродный зазор, образованный дополнительным элементом и поверхностью детали, выбирают в интервале 1,5 — 2,0 мм. Вначале на обрабатываемую поверхность воздействуют бесконтактным разрядом, возбуждаемым между дополнительным элементом электрода-инструмента и деталью, когда расстояние между ними 2

1,5 — 2,0 мм. При таком межэлектродном промежутке за счет перераспределения энергия разряда между электродами и каналом разряда, его интенсивном расширении и миграции опорных пятен канала по поверхности детали (катода) разряд горит без эро- ЗО зии основного материала обрабатываемой поверхности, при этом в пределах опорных пятен происходит испарение поверхностных загрязнений (окислов, окалины и т.п.).

Диаметр катодного следа при данных условиях разряда находится в пределах 35

3,0 — 12,0 мм. При таком диаметре катодного следа и миграции самого разряда по поверхности детали (анода) происходит первичная обработка поверхности, на которую затем осуществляют перенос материала покрытия.

Возбуждение контактного разряда с задержкой (0,2 — 0,5) ть соответствует тому времени, которое необходимо для полной очистки поверхностного и приповерхностного слоев детали. 45

В связи с тем, что контактный разряд, который является рабочим разрядом, возбуждают с задержкой относительно бесконтактного, очищающего разряд, и длительность его в 1,5 — 2,0 раза меьше т, происходит не только предварительная очистка об- ро рабатываемой поверхности, но и защита формируемого покрытия от воздуха в зоне обработки. Расширяющийся фронт канала бесконтактного разряда и затем плазменное облако вытесняют воздух из зоны контактного разряда и тем самым обеспечи- 55 вают защиту от его воздействия наносимого слоя как в период переноса жидкой и паровой фазы, так и в период их последующего охлаждения на обрабатываемой поверхности.

Межэлектродный зазор, образованный дополнительным элементом электрода-инструмента и обрабатываемой поверхностью, выбирают в интервале 1,5 — 2,0 мм, который обеспечивает эффективную очистку обрабатываемой поверхности и ее локальный нагрев.

При выходе за указанный интервал в сторону уменьшения на обрабатываемой поверхности появляются следы эрозии и уменьшается величина «катодного» следа. Это, как показал металлографический и рентгенофазовый анализ, приводит к уменьшению сплошности (не превышает 76Я) и равномерности покрытия по толщине, определяемой отношением максимальной толщины нанесенного слоя к минимальной (не ниже 2,4). При этом фазовый состав покрытия неоднородный. В покрытии присутствуют окислы железа и нитриды железа.

При межэлектродном промежутке, большем 2 мм, эффект очистки уменьшается и

«катодный» след теряет сплошность (состоит из отдельных неопределенной формы участков). Сплошность покрытия не превышает 75@, равномерность по толщине

2,5 и более (измеряется отношение максимальной толщины покрытия к минимальной).

Длительность бесконтактного разряда должна быть в 1,5 — 2,0 раза больше длительности контактного разряда для максимально возможной защиты формируемого покрытия от межэлектродной среды и оптимального теплового воздействия бесконтактного разряда на это покрытие. Не соблюдение этого условия приводит к тому, что в случае, когда длительность бесконтактного разряда превышает длительность контактного менее чем в 1,5 раза, в покрытии наблюдается присутствие окислов железа и загрязнения.

В случае, когда длительность бесконтактного разряда превышает длительность контактного более чем в 2 раза, наблюдается перегрев формируемого покрытия и насыщение его ионами азота и кислорода, имеющимися в плазме бесконтактного разряда.

Эксплуатационные характеристики покрытия в этом случае сравнительно низкие: сплошность 73 — 76@, равномерность не меньше 2,4.

Задержка контактного разряда относительно бесконтактного выбрана из условия получения предварительной очистки поверхности перед формированием слоя контактным разрядом и ограничения воздействия на поверхность плазмы бесконтактного разряда. При задержке, меньшей 0,2т, не успевают пройти процессы предварительной очистки поверхности, а при задержке, большей 0,5т ь., на очищенную поверхность воздействуют ионы азота и кислорода из плазмы бесконтактного разряда. Это приводит к ухудшению свойств поверхности перед нанесением материала покрытия и, следовательно, ухудшению свойств самого покры1255331

Формула изобретения

Составитель С Никифоров

Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор И. Николайчук

Заказ 4757/14 тия. Сплошность его не превышает 77Я, а равномерность равна 2,4.

Электрод-инструмент состоит из основного 1 и дополнительного 2 элементов, разделенных изолирующей прокладкой 3. При этом электрод-инструмент может быть выполнен коаксиальным. Основной элемент 1 представляет собой стержень диаметром

1 — 4 мм. Дополнительный элемент 2 выполнен в виде цилиндра с внутренним диаметром 2 — 8 мм. При нанесении покрытия электроду-инструменту сообщают движение вибрации относительно детали 4.

Улучшение качественных характеристик покрытия является следствием того, что перед нанесением покрытия обрабатываемая поверхность подвергается очистке без эрозии бесконтактным разрядом, который продолжается в течение всего формирования покрытия и вытесняет воздух из зоны обработки, сохраняя чистоту формируемого покрытия от загрязнений. В связи с этим покрытие обладает сплошностью 88 — 95о4, равномерностью 1,7 — 1,9 и чистотой фазового состава.

Кроме того, наблюдается значительное увеличение толщины формируемого покрытия, так как бесконтактный разряд повышает температуру поверхности в зоне обработки до 200 — 400 С, что способствует уменьшению остаточных напряжений (происходит отжиг) и, следовательно, получению более толстых покрытий. Толщина полученных покрытий 40 — 50 мкм(при известном способе 25 — 35 мкм).

Способ нанесения покрытия на поверхность детали контактным и бесконтактным электрическими разрядами, возбуждаемыми соответственно между основным и изолированным от него дополнительным элемен15 тами электрода-инструмента и поверхностью детали, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества покрытия, контактный разряд возбуждают с задержкой относительно бесконтактного, равной (0,2 — 0,5)тв, где тв— длительность бесконтактного разряда, составляющая 1,5 — 2,0 длительности контактного разряда, при этом межэлектродный зазор между дополнительным элементом и поверхностью детали выбирают в интервале 1,5—

2,0 мм.