Способ нанесения металлических покрытий

 

Изобретение относится к технологии машиностроения, а именно к отделочно-упрочняющей обработке деталей машин методом поверхностного пластического деформирования. Цель изобретения - улучшение качества покрытия за счет увеличения прочности сцепления его с деталью и повышения сплошности. Материал покрытия выполняют в виде элемента с поперечными размерами, не превышающими 0,2 радиуса инструмента в плоскости продольной подачи, и вводят во взаимодействие с инструментом и деталью по направлению вращения детали для обеспечения раскатывания его до толщин фольги. В процессе обработки из элемента материала покрытия непрерывно образуется фольга, которая прикатывается с высокими удельными давлениями инструментом к активированному материалу детали. Полученное покрытие обладает высокой прочностью сцепления с деталью и сплошностью, что ведет к повышению эксплуатационных свойств деталей машин. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 В 24 В 39/00, С 21 D 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С

Ю

4й

CO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4352922/31-27 (22) 29.12.87 (46) 30.08.89. Бюл. № 32 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) П. А. Чела и С. О. Пушкин (53) 621.923.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 109533, кл. С 21 D 7/00, 1957, (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к технологии машиностроения, а именно к отделочно-упрочняющей обработке деталей машин методом поверхностного пластического деформирования. Цель изобретения — улучшение качества покрытия за счет увеличения прочИзобретение относится к технологии машиностроения, а именно к отделочно-упрочняющей обработке, и может быть использовано для повышения износостойкости деталей.

Цель изобретения — повышение качества покрытия за счет увеличения прочности сцепления его с деталью путем раскатывания покрытия до толщины 10 — 15 мкм.

На фиг. 1 и 2 приведена схема осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Элемент 1, выполненный из материала покрытия, вводится во взаимодействие с инструментом 2 и деталью 3 по направлению вращения детали. Обрабатываемая деталь закрепляется в центрах или патроне токарного станка. Приспособление для нанесения покрытия, включающее устройства для деформирования и подачи элемента мате„„SU„„1504070 А 1

2 ности сцепления его с деталью и повышения сплошности. Материал покрытия выполняют в виде элемента с поперечными разФ мерами, не превышающими 0,2 радиуса инструмента в плоскости продольной подачи, и вводят во взаимодействие с инструментом и деталью по направлению вращения детали для обеспечения раскатывания его до толщин фольги. В процессе обработки из элемента материала покрытия непрерывно образуется фольга, которая прикатывается с высокими удельными давлениями инструментом к активированному материалу детали. Полученное покрытие обладает высокой прочностью сцепления с деталью и сплош ностью, что ведет к повышению эксплуатационных свойств деталей машин. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. риала покрытия в зону обработки, устана вливается в резцедержателе суппорта станка. Поверхность детали очищается от оксидов, обезжиривается и покрывается раствором кислоты на основе многоатомного спирта. Из материала покрытия выполняют элемент с поперечными размерами, не превышающими 0,2 радиуса инструмента в плоскости продольной подачи.

Такие размеры поперечного сечения элемента принимаются из следующих соображений. Так как элемент может быть раскатан только в контакте инструмента с деталью, то его поперечные размеры должны соответствовать ширине пластической дорожки качения инструмента при упрочняющем накатывании. Для применяемых на практике режимов упрочнения размеры контактной области очага дефорсации в осевой плоскости симметрии детали не превышают 0,2 радиуса инструмента в той же

3 в плоскости продольной

Формула изобретения плоскости, т.е. подачи.

В дальнейшем осуществляют упрочняюшее накатывание с необходимыми параметрами процесса и вводят во взаимодействие с инструментом и деталью по направлению вращения детали выполненный элемент из материала покрытия. Усилие подачи элемента в зону обработки необходи мо только для захвата обжимаемого клина инструментом и деталью. Введение элемента во взаимодействие с инструментом и деталью по направлению вращения детали обеспечивает его обжатие до остроконечного клина (1 — 3 ), который затягивается в контакт инструмента с деталью и раскатывается там до толщины фольги 10 — 15 мкм. Таким образом, непрерывно образующаяся фольга из элемента материала покрытия с высокими удельными давлениями прикатывается инструментом к активированному материалу детали. Полученное покрытие обладает сплошностью, высокой прочностью сцепления с деталью и топщиной порядка

10 — 15 мкм.

Экспериментальная проверка эффективности предлагаемого и известного способов нанесения покрытия проводятся на образцах 816 мм и длиной 220 мм из стали

18Х2Н4МА(оь=1050 МПА, HRC 30 — 32).

В качестве материал а покрытия используется сплав ЛС 59 — 1 (НВ 100). Упрочнение детали для способа-прототипа производится упругой металлической щеткой

О160 мм, шириной  — 15 мм, диаметр ворса

О 0,6 мм, вылет ворса щетки 70 мм. Параметры обработки: усилие прижатия щетки

Р =0,6 кН, окружная скорость щетки

Ч =1,6 м/с, окружная скорость детали

V.. =0,2 м/с, продольная подачи щетки

S=0,3 мм/об. В предлагаемом способе обработка производится шаром Я15 мм, установленным с возможностью вращения. Элемент из материала покрытия выполнен с размерами поперечного сечения 1,5х! мм. Параметры обработки: усилие деформирования

Р..ф =3 кН, окружная скорость детали

V;« =0,1 м/с, продольная подача

=0,125 мм/об, усилие подачи элемента

P . =0,1 кН.

4

Качество поверхностного слоя изделии оценивается по эксплуатационным свойствам — по сопротивлению усталости номинально неподвижного соединения вал — втулка в условиях фреттинг коррозии. Одинаковый натяг 20 мкм) во всех соединениях обеспечивается селективной сборкой деталей. Сборка производится посредством охлаждения вала в сжиженном азоте.

Испытания проводятся в условиях кругового симметричного изгиба на базе 10 циклов на машине У вЂ” 20. Для построения кривой усталости используют 10 — 12 образцов. Результаты испытаний образцов, обработанных без нанесения покрытия и с нанесением покрытия по схеме способа-прототипа и предлагаемого способа, представлены в таблице.

Увеличение предела выносливости деталей, упрочненных ППД с нанесением покрытия, объясняется тем, что наличие покрытия обеспечивает более продолжительную локализацию микросдвиговой деформации в поверхностном тонком слое.

Таким образом, предлагаемый способ нанесения металлического покрытия обеспечивает существенное повышение эксплуатационных свойств изделий за счет улучшения качества покрытия, 1. Способ нанесения металлических покрытий на поверхность детали, при котором в зону обработки между деталью и деформирующим инструментом с рабочим контуром по радиусу подают материал покрытия в виде прутка и осуществляют обжатие и прижим покрытия к детали, отличающийся тем, что, с целью повышения качества покрытия за счет увеличения прочности сцепления его с деталью, поперечное сечение прутка не превышает 0,2 радиуса деформирующего инструмента в плоскости продольной подачи, деталь вращают, а подачу прутка осуществляют по направлению вращения детали.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что обжатие металлического покрытия производят до толщины 10 — !5 мкм.

l504070

Прирост

Усилие на Кол. Предел выинструмент проход. носливости крытия

Упрочнение Без нанесения

3 кН шаром покрытия с нанесением

3 кН покрытия

Упрочнение щеткой

Без нанесения покрытия

С нанесением по0,6 кН

0,6 кН

400 МПа

410 MIIa 10 МПа

470 МПа

515 MIIa 45 МПа

1504070

Составитель С. Чукаева

Редактор И. Касарда Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

Заказ 5196/20 Тираж 662 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау1иская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат <Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!