Способ изготовления изделий с капиллярными каналами

 

Использование: в производстве металлических изделий, в частности фильер преимущественно с капиллярами некруглого сечения, применяемых для получения волокон . Сущность изобретения: способ включает получение открытых канавок на наружной поверхности металлических заготовок, заполнение их электропроводным составом , доработку поверхности заготовки, нанесение металлического покрытия с последующим удалением электропровод ного состава из канавок. При этом предварительно на наружную поверхность наносят электроизоляционный слой, удаляемый впоследствии, а доработку поверхности ведут вдоль канавки, одновременно с операцией удаления электроизоляционного слоя или до нее.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИстИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 23 P 15/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) /

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

-ч (21) 4918436! 27 (22) 12.03.91 (46) 07.12.92. Бюл, N 45 (71) Научно-исследовательский технологический институт "Прогресс" (72) B,ß,Áàðàíöåâ (56) Патент Франции N 2202755, кл. В 23 P 15/04, 1973. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЭДЕЛИЙ

С КАПИЛЛЯРНЫМИ КАНАЛАМИ (57) Использование:. в производстве металлических изделий, в частности фильер преимущественно с капиллярами некруглого сечения, применяемых для получения волоИзобретение относится к производству

;металлически> изделий в частности к изго-; товлению фильер с капиллярами для получения волокон преимущественно некруглого сечения.

Известен способ изготовления капилляров фильер механическим путем с помощью развертки и последующей чистовой обработки поверхности (заявка Японии N 6368326, кл. В 23 P 15/16//D 01 D 4/02).

Однако данный способ не позволяет получать капилляры большой длины и малого сечения вследствии ограниченной стойкости применяемого для этих целей инструмента, Известен также электрохимический способ получения каналов для охлаждения, например в со колах. при котором формирование канала идет последоьательными образованием стенок ка. ала слоями осаждаемого элекгролитич:ски металла и заполнением образуемой внутренней полости легкоплавким материагом с хорошей

„„5U„„1779525 А1 кон. Сущность изобретения: способ включает получение открытых канавок на наружной поверхности металлических заготовок, заполнение их электропроводным составом, доработку поверхности заготовки, нанесение металлического покрытия с последующим удалением электропровод- ного состава из канавок. При этом предварительно на наружную поверхность наносят электроизоляционный слой, удаляемый впоследствии, а доработку поверхности ведут вдоль канавки, одновременно с операцией удаления электроизоляционного слоя или до нее. электропроводностью (патент Франции М

2083964, кл. В 23 Р 15/00, С 23 В 7/00).

Однако данный способ также не может обеспечить получение капилляров с высо- Б кой точностью и чистотой обработки поверхности. ° ней

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ получения каналов, . применяемый при изготовлении лопаток турбин и заключаю- 0 щийся в получении канавок в металлической (Л основе, их заполнении электропроводным К) составом, нанесении металлического по- (Л крытия на открытую поверхность канавки и последующем удалении заполняющего состава путем нагрева (заявка Франции и

2202755, кл. В 23 P 15/04, Е 01 D 5/18 F 04

О 29/30).

Однако данный способ не может обеспечить высокую чистоту обработки капиллярных каналов четырех- или треугольного сечений и длиной сторон менее 0.1 мм, а также высокую точность углов из-за деформации и налипания оазмягченного электро

1779525

20

50

55 проводного полимера на обрабатываемый инструмент и сопрягаемые поверхности.

Цель изобретения — достижение высокой точности и чистоты обработки поверхности капиллярных каналов, имеющих 5 некруглое поперечное сечение в фильерах для получения волокон, а также повышение производительности способа и снижение материальных затрат при era проведении.

Цель достигается тем, что в способе изготовления капиллярных каналов, включающем получение открытых канавок на наружной поверхности металлических заготовок, заполнение их электропроводным составом, доработку поверхности заготовки 15 по чистоте и нанесение металлического покрытия с последующим удалением заполняющего состава из канавок, формирование канавок ведут через предварительно нанесенный на поверхность заготовки электроизоляционный слой, который впоследствии удаляют одновременно с механической до; работкой поверхности заготовки, проводимой вдоль канавки, или перед ней, Сравнение заявляемого решения с прототипом позволило выявить наличие таких отличительных признаков как нанесение на поверхность заготовки электроизоляционного слоя, через который ведут формирование канавок, и его последующее удаление одновременно с механической. доработкой поверхности, проводимой вдоль канавки. или перед ней что позволяет сделать вывод с соответствии технического решения критерию "новизна". Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия", Способ реализуется следующим образом.

На поверхность металлической заготовки наносят электроизоляционное покрытие..

Затем любым известным методом в поверхностном слое заготовки через покрытие формируют канавки необходимых форм и размеров, обеспечивая требуемую чистоту стенок канавки и геометрию Используя заготовку в качестве катода канавки заполняют злектроли1ическим методом металлом, который по химическим или злектрохимическим свойствам отличается от металла заготовки. Так как вся поверхность заготовки покрыта электроизоляционным покрытием, то металл осаждается только в канавках.

При этом процес заполнения канавок идет значительно быстрее и качественнее. так как устраняется влияние краевых эффектов при электролизе, Локализация процесса резко сокращает расход материалов и электроэнергии, Далее поверхность заготовки подвергают механической обработке. Электроизоляционное покрытие можно удалить предварительно химическим методом или совместить процесс мехобработки и удаления покрытия. Цель механической обработки, в качестве которой возможно применение операций шлифования, полирования или других чистовых методов обработки, — окончательное формирование размеров канавки и обеспечение необходимой чистоты поверхности металла, эаполнившего канавку, Обработка проводится вдоль канавки. При этом удаляются излишки металла, заполнившего канавку. а также прилегающий к канавке поверхностный слой металла основы, в котором наблюдаются изменения после формирования канавок.

Так как обработка ведется вдоль канавки, то в этом случае исключается намаэывание одного металла на другой вследствие разницы в физико-механических свойствах металла заготовки и металла, заполнившего канавку. Это позволяет получать капилляры с высокой чистотой стенок, Внутренние углы при этом не имеют радиусов, а стенки прямолинейны. Так как поверхность заготовки изолировалась перед заполнением канавок, то это позволяет сохранить базы для мехобработки и с достаточной точностью регулировать глубину канавки, а также обрабатывать не всю поверхность заготовки. а только область канавки. Далее íà поверхность заготовки наносится электролитический слой металла, закрывающий канавку, с образованием еще одной стенки капилляра и формирующий окончательные размеры заготовки. После этого заготовку разрезают на участки необходимой длины и удаляют металл, заполняющий канавку путем травления, Таким образом, получают капилляр последовательным формированием стенок с необходимой чистотой внутренней поверхности и высокой точностью его различных параметров при незначительных затратах труда, энергии и материалов.

Пример. На заготовку цилиндрической формы длиной 150 мм и диаметром 30 мм из стали 30Х13 нанесли злектроизоляционное покрытие из химически стойкой эмали толщиной 30 мкм. Затем резцом вдоль образующей нанесли 20 канавок треугольной формы глубиной в металле заготовки в

0,1 мм и углом при вершине в 60 . Затем канавки заполнили электролити,еской медью. После этого химически удалили

1779525

Составитель В.Баранцев

Техред М.Моргентал Корректор С.Лукач

Редактор

Заказ 4409 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-иадательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 злектроизоляционный слой и алмазным кругом обработали канавки вдоль образующей, удаляя излишки меди и прилегающий слой металла заготовки, При этом окончательно была сформирована глубина канавки 5 в 0,06 мм и два оставшихся угла, сопряженных с поверхностью по 60 каждый. Для этой обработки использовались базовые по:верхности, применявшиеся.при нанесении канавок на поверхность, После механиче- 10 ского полирования мест обработки тоже в направлении вдоль канавок на всю поверх- нос-,ь заготовки, кроме торцев, было нанесено электролитическое хромовое покрытие толщиной 500 мкм. После термообработки и 15 доводки поверхности заготовка была разрезана на диски толщиной по 5 мм, торцы которых были отшлифованы и отполированы, Затем химически растворили медь в канавках и получили 20 капилляров 20 треугольной формы в одном диске с углами при вершине в 60 и сторонами в 0,07 мм.

Разница в длине сторон капилляров не превышала 3 мкм. а разница в величине углов

2О. Чистота поверхности стенок капилляра 25 после вскрытия была R> = 0,063, Применение предлагаемого способа позволяет повысить точность и чистоту обработки внутренней поверхности капилляра, а также снизить себестоимость изготовления фильер с такими капиллярами.

Формула изобретения . Способ изготовления изделий с капиллярными каналами. преимущественно фильерных пластин, включающий получение открытых канавок на наружной поверхности металлических заготовок, заполнение канавок электропроводным составом, доработку поверхности заготовки, нанесение металлического покрытия на заготовку с последующим удалением заполняющего составаиэканавок, отличающийся тем, что. с целью повышения точности и чистоты обработки внутренней поверхности капилляров некруглого сечения, повышения производительности и снижения материальных затрат, предварительно на поверхность заготовки наносят электроизоляционный слой, доработку поверхности заготовки ведут вдоль канавок, причем электроиэоляционный слой удаляют одновременно с доработкой или перед ней.