Способ формирования покрытий
Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в частности к электроэрозионному легированию. Целью изобретения является повышение производительности процесса за счет увеличения коэффициента переноса при нанесении покрытий из твердых сплавов. Для этого электроэрозионное легирование производят в два этапа: сначала за один проход формируют промежуточный слой, используя электрод-инструмент из поверхностно-активного металла (НАМ) при энергиях импульса в межэлектродном промежутке, выбранных из диапазона 0,01-0,3 Дж, а затем производят легирование твердосплавным электродом-инструментом. В качестве ПАМ могут быть использованы любые известные поверхностно-активные металлы (например, эвтектики Sn-Zn, Cd-Zn, Sn). Покрытия с использованием ПАМ обладают повышенной адгезионной прочностью , -что особенно важно для деталей , работающих при знакопеременных циклических нагрузках, а также повышенной износостойкостью за счет увеличения микротвердости и уменьшения дефектов структуры. 1 табл. а $ (Л 00 со Ф
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУ БЛИН (1% (11) (511 4 В 23 Н 9 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
«рi r
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3960841/31-08 (22) 19.08,85 (46) 30.05.87. Бюл. У 20 (71) Одесский политехнический институт (72) Н.В. Чаругин и Г.Н. Мещеряков (53) 621.9 ° 048.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
В 625895, кл..В 23 Н 9/00, 1977. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИИ (57) Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в частности к электроэрозионному легированию. Целью изобретения является повышение производительности процесса:за счет увеличения коэффициента переноса при нанесении покрытий из твердых сплавов.
Для этого электроэрозионное легирование производят в два этапа: сначала за один проход формируют промежуточный слой, используя электрод-инструмент из поверхностно-активного металла (ПАМ) при энергиях импульса в межэлектродном промежутке, выбранных иэ диапазона 0,01-0,3 Дж, а затем производят легирование твердосплавным электродом-инструментом, В качестве
ПАМ могут быть использованы любые известные поверхностно-активные металлы (например, эвтектики Sn-Zn, Cd-Zn, Sn). Покрытия с использованием ПАМ обладают повышенной адгезионной прочностью, что особенно важно для деталей, работающих при знакопеременных циклических нагрузках, а также повышенной износостойкостью эа. счет увеличения микротвердости и уменьшения дефектов структуры. 1 табл.
1313610
Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в частностч к эпектроэрозионному легированию, и может быть использовано в различных областях машиностроения, например, для повышения износостойкости сопряженных поверхностей деталей машин, для улучшения коммутативных свойств электрических контактов и т.д.
Целью изобретения является новышение производительности процесса за счет увеличения коэффициента переноса материала при нанесении покрытий из твердых сплавов, для чего на поверхности детали формируют промежуточный слой из поверхностно-активного металла (ПАМ) .
Способ осуществляют следующим об-! разом.
Перед электроэрозионным легированием поверхности детали электродоминструментом из твердого сплава производят предварительное формирование промежуточного слоя электроэрозионным легированием электродом-инстру-ментом из ПАМ за один проход при энергиях импульса r; межэлектродном промежутке в диапазоне 0,01-0,3 Дж.
Нанесение ПАМ и материала покрытия электроэрозионным способом позволяет использовать адсорбционную пластификацию поверхностных и подповерхностных субмикрообъемов в условиях, максимально соответствующих процессу формирования упрочняющего слоя,и приводит к увеличению коэффициента переноса и снижению времени формирования покрытия, т.е. обеспечивает повышение производительности процесса.
Выбор предельных значений энергии импульсов для нанесения ПАМ обуслов лен природой их адсорбционного влияния на деформируемые твердые металлы.
Нижний предел энергии ограничивается эффективностью способа. Увеличение энергии импульсов выше верхнего предела при нанесении ПАМ приводит к увеличению его количества на обрабатываемой поверхности, что изза высокой адсорбционной активности
ПАМ приводит к охрупчиванию поверхностного слоя детали, которое отрицательно влияет на формирование слоев, полученных электроэрозионным способом.
В качестве ПАМ могут быть использованы любые известные поверхностноактивные металлы (например,эвтектики
Sn-Zn Cd-Zn легкоплавкий металл
Sn). Покрытия с использованием ПАМ обладают повышенной адгезионной проч5 ностью, что особенно важно для деталей, работающих при знакопеременных циклических нагрузках. Наблюдается также повышение износостойкости уп-, рочняющих покрытий за счет увеличения их микротвердости. Такое улучшение свойств покрытий объясняется тем, что в присутствии ПАМ адсорбционное снижение межфазной поверхностной энергии деформируемых материалов приводит к появлению дополнительных плоскостей скольжения, чем определяется их мелкозернистая структура, а следовательно, и повышенная микротвердость. Снижение межфазной поверхностной энергии приводит к уменьшению дефектов структуры деформируемых субмикрообъемов, чем и объясняется повышенная адгезионная прочность покрытий, сформированных с использованием ПАМ.
Пример . Электроискровым методом наносилось покрытие из твердого сплава Т15К6 на образцы иэ стали
45Х с помощью установки ЭФИ-18 (j; =25 35А ПхХ-60В; С
400 мкф; И„п О, 6 Дж)
Поверхность, подлежащая нанесению покрытий, предварительно подвергалась одному проходу электродом из эвтек35 тики Sn-Zn, Cd-Zn или легкоплавкого металла Sn. Режим обработки выбирался так, чтобы энергия импульсов не превышала 0,3 Дж. Толщина покрытия контролировалась и равнялась 0,04 мм.
В таблице приведены результаты испытаний.
Результаты испытаний показали, что нанесение промежуточного слоя электродом-инструментом из ПАМ позволяет уменьшить время получения контрольной толщины покрытия в 4 раза и увеличить коэффициент переноса на 35Х, при этом выбор конкретной энергии импульсов, при которой наносится ПАМ„ из интервала 0,01-0,3 Дж для каждого ПАМ должен производиться экспериментально.
55Формула изобретения
Способ формирования покрытий, включающий электроэрозионное легиро1313610 вание, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса за счет увеличения коэффициента переноса при нанесении покрытий из твердых сплавов, перед нанесением основного покрытия деталь
Характеристики
Образцы
Контроль- Предварительно 1 проход ПАМ ный для Т15К6
0,76 0,76 0,76 0,76 0,76
0,76 для IIAM (Sn-Zn) 0,013
0,3
0,01
0,01
0,23 0,3 для ПАМ (Яп) для ПАМ (Cd-Zn) 0,01 0,011
0,3
Время получения контрольного покрытия, мин/см .
2,5
1,5
Sn-Zn
3 5
2,5 2,0
3 5
Cd-Zn
Коэффициент переноса, 7
66
71
Sn-Zn
48
71
41
68
Cd-Zn
Составитель И. Малхазова
Редактор Т. Парфенова Техред М. Ходанич Корректор С Черни
Заказ 2163/13 Тираж 976 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Энергия импульсов, при которых протекала обработка, Дж подвергают электроэрозионному легированию электродом-инструментом из по-.. верхностно-активного металла, осуще" ствляемому за один проход при энергиях импульсов в межэлектродном промежутке в диапазоне 0,01-0,3 Дж. !
