Устройство для нанесения покрытий

 

Изобретение относится к технике нанесения покрытий электроконтактным методом . Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем нанесения более твердых чем изделие токопроводящих материалов за счет совмещения процессов электрической эрозии и легирования поверхности изделия материалом покрытия и щетки. Оно может быть Н. i . ГОГ.,ЯГГ- / -J && 7 5 4 использовано для нанесения металлических покрытий на поверхность металлических изделий различной формы. Устройство содержит металлическую щетку 1, установленную на вал 2 привода вращения. С щеткой 1 постоянно контактирует элемент 3 из материала покрытия, который выполнен в виде цилиндрического тела вращения. Злемент 3 материала покрытия установлен в опорном узле 4 с возможностью вращения вокруг оси 5 и с расположением образующей линии поверхности тела вращения вдоль образующей рабочей поверхности щетки 1. Опорный узел 4 выполнен на подшипнике качения и установлен с возможностью вращения вместе с кронштейном 6 вокруг оси 7, осуществляя постоянный контакт элемента 3 со щеткой 1 под действием силы собственной тяжести. Кроме того, устройство снабжено генератором импульсов 8. Генератор 8 имеет на выходе 9 импульсы положительной полярности относительно общего провода 10, а на выходе 11 - импульсы отрицательной полярности относительно общего провода 10. Вывод 9 генератора подключен к элементу 3, общий провод 10 имеет электрический контакт со щеткой 1, а вывод 11 соединен с обрабатываемым изделием 12.2 ил. С/ С а и а с N N

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 23 С 26/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 (61) 1482980 (21) 4803083/26 (22) 19.03.90 (46) 15,05.92. Бюл, ¹ 18 (71) Институт проблем прочности АН УССР и Дагестанский государственный педагогический институт (72) А.Ю. Хаппалаев, О.В. Цыгулев, В.С, Веремчук, Б.А, Ляшенко, М.М. Абачараев и

А.B. Рутковский (53) 621.793.091 (088.8) (56) Информационный листок ¹ 130/2. Станок для очистки труб от ржавчины. Костром-. ской ЦНТИ, № 167 — 85.

Авторское свидетельство СССР № 1482980, кл. С 23 С 26/00, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к технике нанесения покрытий электроконтактным методом. Цель изобретения — расширение технологических возможностей путем нанесения более твердых чем изделие токопроводящих материалов за счет совмещения процессов электрической эрозии и легирования поверхности изделия материалом покрытия и щетки, Оно может быть

„„. Ж„„1733502 А2 использовано для нанесения металлических покрытий на поверхность металлических изделий различной формы. Устройство содержит металлическую щетку 1, установленную на вал 2 привода вращения, С щеткой 1 постоянно контактирует элемент 3 из материала покрытия, который выполнен в виде цилиндрического тела вращения, Элемент 3 материала покрытия установлен в опорном узле 4 с возможностью вращения вокруг оси

5 и с расположением образующей линии поверхности тела вращения вдоль образующей рабочей поверхности щетки 1, Опорный узел 4 выполнен на подшипнике качения и установлен с возможностью вращения вместе с кронштейном 6 вокруг оси 7, осуществляя постоянный контакт элемента 3 со щеткой 1 под действием силы собственной тяжести. Кроме того, устройство снабжено генератором импульсов 8. Генератор 8 имеет на выходе 9 импульсы положительной полярности относительно общего провода

10, а на выходе 11 — импульсы отрицательной полярности относительно общего провода 10. Вывод 9 генератора подключен к элементу 3, общий провод 10 имеет электрический контакт со щеткой 1, а вывод 11 соединен с обрабатываемым изделием 12, 2 ил.

3 г

1733502

Изобретение относится к средствам для нанесения металлических покрытий и является дополнительным к авт.св. N 1482980, Известно устройство для нанесения покрытий на поверхность, содержащее металлическую щетку и контактирующий с ней элемент из металла покрытия, выполненный в виде цилиндрического тела вращения, установленного с расположением образующей линии поверхности тела вращения вдоль образующей линии рабочей поверхности щетки с воэможностью вращения, Недостатком этого устройства я вля ются ограниченные технологические возможности, поскольку оно может быть использовано лишь в случае соблюдения условия

Н.< H < Н., где Нп — твердость материала покрытия;

Нщ — твердость материала щетки;

Н вЂ” твердость материала изделия.

Это обусловлено тем, что при Н > Нщ >

> Н, идет обратный процесс; материал изделия, снимаясь щеткой, переносится с материалом щетки на элемент материала покрытия. В случае Н < Нщ > Н на щетку переносится не материал покрытия, а материал изделия. В случае Нп < Нщ < Н на изделие переносится материал щетки, но не материал покрытия, так как на щетку он не переносится.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей устройства на нанесение более твердых, чем основа, токопроводящих материалов за счет совмещения процессов — электрической эрозии и электроискрового легирования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для нанесения покрытий снабжено генератором импульсов разноименной полярности, условно положительный электрод которого соединен с элементом материала покрытия, условно нулевой — со щеткой, а условно отрицательный предназначен для соединения с обрабатываемым изделием, Кроме того, с целью нанесения покрытия из тугоплавких сплавов на детали из легкоплавких сплавов (например, на основе алюминия) щетка изготовлена из отдельных изолированных между собой секторов, снабжена двумя токосъемниками, генератор выполнен в виде двух независимых блоков, а токосъемники соединены разноименными выводами двух генераторов импульсов и предразначены для одновременной подачи импульсов противоположной полярности на сектора щетки.

Наличие в устройстве генератора импульсов позволяет расширить существенным образом технологические возможности устройства. Механизм нанесения покрытия от чисто механического, основного на фрезеровании материала, производит съем— нанесение независимо от соотношений твердости материалов покрытия, основы и щетки.

В устройстве может быть применен серийный генератор импульсов установки электроискрового легирования с тем, чтобы на его выходе можно было организовать импульсы различной полярности, например, применив делитель напряжения.

Применение (фиг.2) двух независимых генераторов с секторной щеткой приводит к дальнейшему расширению технологических возможностей устройства, при этом возможно нанесение твердых металлических покрытий на основу независимо от твердости ее поверхности, нет ограничений, связанных с фиксированной полярностью импульсов, подводимых к элементу покрытия и к обрабатываемой поверхности относительно щетки. Известно, что для определенной пары металлов как эрозия, так и нанесение покрытия может происходить только при определенном подключении их к выводам генератора (например, элемент покрытия — анод, щетка — катод).

Реализация процесса по схеме (фиг.2) позволяет независимо организовать пары анод — катод в местах контакта элемент покрытия — щетка и щетка — обрабатываемая деталь простым переключением электродов к блоку двух генераторов.

На фиг,1 схематически показано устройство, в котором нанесение покрытия на основу производится с помощью сплошной щетки, на фиг.2 — то же, но щетка изготовлена из отдельных, электрически изолированных друг от друга секторов.

Устройство для нанесения покрытий на поверхность (фиг.1) содержит металлическую щетку 1, установленную на вал 2 привода вращения (не показан). С щеткой 1 постоянно контактирует элемент 3 из материала покрытия, который выполнен в виде цилиндрического тела вращения. Элемент 3 материала покрытия установлен в опорном узле 4 с возможностью вращения вокруг оси

5 и с расположением образующей линии поверхности тела вращения вдоль образующей рабочей поверхности щетки 1, Опорный узел 4 выполнен на подшипнике качения и установлен с возможностью вращения вместе с кронштейном 6 вокруг оси 7, осуществляя постоянный контакт элемента 3 из материала покрытия со щеткой 1 под дейст1733502

50

55 вием силы собственной тяжести. Кроме того, устройство снабжено генератором 8 импульсов (ЭФИ 46). Генератор 8 имеет на выходе 9 импульсы положительной полярности относительно общего привода 10, а на входе 11 — импульсы отрицательной полярности относительно общего провода 10.

Вывод 9 генератора подключен к элементу 3 покрытия, общий провод 10 имеет электрический контакт со щеткой 1, а вывод

11 соединен с обрабатываемым изделием

12.

При этом основные параметры устройства следущие: напряжения U< = 0 — 100 В;

U2 = 0-100 В (индексы 1 и 2 относятся к характеристикам импульсов положительной и отрицательной полярности соответственно); энергия Wi, Ч12 = 0-5 Дж; скважность импульсов 11, I2 = 2--20; материал элемента 3 — сплав ВК8; материал щетки

1 — сталь 65Г; обрабатываемое изделие— сплав АК вЂ” 4; скорость вращения щетки 1 в=

= 60 — 500 об/мин; скорость перемещения изделия V =- 1 — 10 см/с; зазор между изделием 12 и щеткой 1 д = 0 — 50 мкм, Устройство работает следующим образом.

Для нанесения покрытия на. поверхность изделия 12 и щетку 1 приводят во вращение, ввода в контакт с ней, элемент 3 из материала покрытия.

Обрабатываемую поверхность изделия

12 подводят и перемещают вдоль нижней части щетки 1 с зазором 0 — 50 мкм, включают генератор 8 импульсов. При этом в верхней части происходит эрозия, съем и перенос материала покрытия с элемента на щетку 1 и в месте их контакта (в связи с тем, что последняя является катодом по отношению к телу 3); одновременно материал с нижней части щетки 1 переносится на поверхность обрабатываемого изделия 12 в месте их контакта или минимального зазора в связи с тем, что деталь является катодом по отношению к щетке 1.

В результате обработки на поверхности изделия 12 образовался слой твердого покрытия толщиной 10 — 15 мкм, С целью расширения технологических возможностей устройства щетка может быть выполнена в виде электрически изоли5

40 рованных друг от друга секторов. При этом импульсы от блока подаются на токосъемники (конструкция аналогична применяемой в коллекторных двигателях), а генератор 8 импульсов представляет собой два независимых блока, подключенных выводом 9 к элементу материала покрытия, выводами 10 и 11 — к диаметрально расположенным секторам щетки 2, а выводом 12 — к обрабатываемой детали 13 в соответствии с фиг.2.

Работа такого устройства отличается от описанного тем, что можно регулировать электрические параметры импульсов, поступающих на пары щетка 1 — элемент покрытия 3 и щетка 1 — обрабатываемая деталь

13 независимо друг от друга, а также независимым образом изменять полярность подаваемых с блоков генератора 8 импульсов.

Описанное в примере устройство (фиг.1) опробовано при нанесении покрытий из сплава ВК8 на сталь марки 12Х18Н10Т.

Использование предлагаемого устройства позволяет расширить номенклатуру сочетаний металлов покрытие — основа благодаря возможности точного подбора технологических режимов электроискровой эрозии элемента покрытия и нанесения покрытия на обрабатываемую деталь независимым образом, а также расширить технологические возможности за счет совмещения процессов электроэрозионного легирования и электроэрозионной обработки. Кроме того, устройство позволяет повысить производительность процесса, увеличить толщину наносимого слоя.

Формула изобретения

Устройство для нанесения покрытий по авт,св, СССР N 1482980, о т.л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем нанесения более твердых, чем основа, токопроводящих материалов за счет совмещения процессов электрической эрозии и электроискрового легирования, оно снабжено генератором импульсов разноименной полярности, условно положительный электрод которого соединен с элементом материала покрытия, условно нулевой — со щеткой, а условно отрицательный предназначен для соединения с обрабатываемым изделием, 1733502

35

50

Составитель О,Цыгулев

Техред М,Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор Е.Копча

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1641 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5