Устройство для нанесения ферромагнитных покрытий

 

Сущность: после включения электромагнита 1 и придания вращения детали в рабочий зазор между полюсным наконечником 2 и деталью из бункера 3 подается ферромагнитный порошок Между полюсным наконечником 2 и деталью возникает электрический разряд, под действием которого порошок расплавляется, под действием сил магнитного поля наносится на обрабатываемую поверхность. Полученное покрытие при вращении детали перемещается в зону угольного электрода 5, где периодически возбуждается дуговой разряд обратной полярности. 1 ил.

СО103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61), 349769 (21) 4850362/02 (22) 22.05.90 (46) 15,07.92. Бюл, ¹ 26 (71) Физико-технический институт АН БССР и Белорусский институт механизации сельского хозяйства (72) Ж.А. Мрочек, Л.М, Акулович, Л.М, Кожуро, С.А. Кадников, В,И. Гальго и Е,B. Афанасенко (53) 621.762.4.04(088,8) (56) Авторское свидетел ьство СССР

¹.349769, кл. С 23 С 17/00, В 22 F. Э/00, 1969, „„. Ж „„1 747538 А2

С 23 С 14/35, В 22 F 3/00

4. "Я т У г

7. „P> L л

,) В(t !

1 - ., (Ь. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕ НИЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПОКРЫТИЙ (57) Сущность: после включения электромагнита 1 и придания вращения детали s рабочий зазор между полюсным наконечником 2 и деталью из бункера 3 подается ферромагнитный порошок. Между полюсным наконечником 2 и деталью возникает электрический разряд, под действием которого порошок расплавляется, под действием сил магнитного поля наносится на обрабаты ваемую поверхность. Полученное покрытие при вращении детали перемещается в зону угольного электрода 5, где периодически возбуждается дуговой разряд обратной полярности, 1 ил.

174 7538

Изобретение относится к устройствам для нанесения металлических покрытий на поверхности тел вращения и может быть применено при изготовлении и ремонте деталей, требующих повышенной износостойкости, Современное машиностроение требует значительного повышения долговечности деталей и узлов трения машин. Весьма эффективным является изменение поверхностных свойств деталей путем нанесения

Р высокотвердых покрытий. Различные схемы наплавки и напыления порошковых материалов являются одним из гибких способов не только упрочнения рабочих поверхностей, но и восстановления и увеличения срока службы изнашивающихся деталей машин. К числу новых методов относится способ магнитноэлектрического упрочнения, однако рациональная область его применения ограничена технологическими возможностями устройств для его реализации.

Известно устройство для нанесения rioкрытий из ферромагнитных порошковых материалов электрическими разрядами, состоящее из электромагнита, бункера с порошком и калибрующих роликов.

Недостатком известного устройства является невозможность получения покрытия с волнистсстью ниже 12,5 мкм, что обусловлено неравномерной электрической эрозией формирующегося покрытия из-за концентрации магнитного поля в местах вкраплений частиц порошка, выступающих над поверхностью детали, Последующее обкатывание калибрующим роликом лишь частично снижает волнистость из-за плохой деформируемости поверхностного слоя, Следствием этого является практическая невозможность получения покрытия толщиной более 0,5 мм, поскольку с увеличением толщины слоя увеличивается интенсивность эрозионных процессов. Этот недостаток известного устройства существенно ограничивает область его применения для восстановления деталей машин, особенно при наличии износа более 0,3- мм. Существенным недостатком известного устройства является также низкая твердость создаваемого покрытия, в частности при использовании в качестве наносимого материала дешевых нелегированных порошков.

Цепь изобретения — расширение технологических возможностей за счет получения толстослойных покрытий из низколегированных порошков с высокой твердостью и низкой волнистостью.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для нанесения ферромагнитных покрытий, состояи ее из электромагнита с полюсным наконечником, бункера с порошком и калибрующих роликов, снабжается угольным электродом, закрепленным в держателе вибратора и установ5 ленным между калибрующим роликом и наконечником электромагнита нормально к обрабатываемой поверхности, причем угольный электрод и наконечник электромагнита подключены к положительному по10 люсу источника питания, Установка угольного электрода между наконечником электромагнита и калибрующим роликом обеспечивает разогрев сформированного в рабочей зоне наконечника

15 электромагнита поверхностного слоя электрической дугой. Последующее обкатывание разогретого поверхностного слоя снижает шероховатость и волнистость поверхности, уменьшает количество концентраторов маг-

20 нитного поля и как следствие эрозию покрытия при дальнейшем наращивании до заданной толщины. При этом угольный электрод устанавливают нормально к обрабатываемой поверхности, ибо в противном

25 случае, как показали выполненные эксперименты, пятно дуги приобретает эллиптическую форму с расширением зоны термического влияния, что приводит к неравномерной твердости упрочняемой по30 верхности, Угольный электрод закреплен s держателе вибратора, совершающем возвратнопоступательное движение. Проведенные исследования поКазали, что в случае, когда

35 электрическая дуга горит постоянно, наблюдается плавление поверхностного слоя, разбрызгивание расплавленного металла, перегрев и быстрый износ угольного электрода, Вибрация электрода обеспечивает пе40 риодическое горение электрической дуги, что уменьшает разбрызгивание анодного металла и износ электрода, Технически наиболее просто осуществлять возвратно-поступательное движение угольного

45 электрода, используя, например электромагнитный вибратор. Оптимальная частота вибрации 50 Гц. В случае, когда частота вибрации составляла 25 Гц, наблюдается повышенный износ электрода, при частоте 100

50 Гц положительного эффекта в уменьшении разбрызгивания металла и увеличении ресурса работы электрода не наблюдается.

Угольнь и электрод подключен к положительному полюсу источника питания, т.е.

55 посхемеобратной полярности, что позволя-. ет, как установлено экспериментально, получать поверхностный слой с содержанием углерода до 0,8 — 1,2 .

На чертеже представлена схема устройства.

1747538

Составитель В.Добровольский

Редактор Н,Киштулинец Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Т,Палий

Заказ 2475 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Устройство состоит из электромагнита

1 с полюсным наконечником 2, бункера 3 с ферромагнитным порошком 4, угольного электрода 5, установленного в электромагнитном вибраторе 6, калибрующего ролика

7, Полюсный наконечник 2, обрабатываемая деталь 8 и угольный электрод 5 подключены к источнику 9 технологического тока, Устройство работает следующим образом, После включения электромагнита 1 и придания вращения детали 8 в рабочий зазор между полюсным наконечником 2 и деталью 8 из бункера 3 подается ферромагнитный порошок 4. Частицы порошка удерживаются в рабочем зазоре между полюсным наконечником 2 и деталью 8 магнитным полем и образуют токопроводящие цепочки. При этом происходит замыкание электрической цепи и между полюсным наконечником 2 и деталью 8 возникает электрический разряд, под действием которого ферромагнитный порошок расплавляется и под действием сил магнитного поля наносится на рбрзбатываемую поверхность.

Полученное покрытие при вращении детали

8 перемещается в зону угольного электрода

5. Между угольным электродом 5 и деталью

8 периодически возбуждается дуговой разряд обратной полярности. При этом происходит разогрев . и науглероживание поверхностного слоя. При разогреве увеличивается пластичность нанесенно?о слоя и осуществляется его формирование свободно вращающимся калибрующим роликом.

5 Обкатывание разогретого поверхностного слоя снижает волнистость поверхности, уменьшает число концентраторов магнитного поля, а следовательно и эрозию покрытия. Это дает. возможность получить

10 покрытие толщиной до 0;S — 1," мм, уменьшить припуски на механическую обработку изделия, Изобретение позволяет расширить номенклатуру восстанавливаемых деталей ма f5 шин.

Формула изобретения

Устройство для нанесения ферромагнитных покрытий, по авт. св. Nã 349769, о т-. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расли20 рения технологических возможностей путем получения толстослойных покрытий с высокой твердостью и низкой волнистостью из низколегированных порошков, оно снабжено угольным электродом, закрепленным

25 в держателе вибратора и установленным между калибрующим роликом и наконечником электромагнита нормально к обрабатываемой поверхности, причем угольный электрод и наконечник электромагнита под30 ключены к положительному полюсу источнйка питания .