Способ нанесения чугунного покрытия на алюминиевые сплавы

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении оснастки для электрохимической размерной обработки. В способе на поверхность детали из алюминиевого сплава наносят сплошной равномерный слой флюса, предназначенного для использования при сварке алюминиевых сплавов, после чего электроэрозионным методом чугунным электродом наносят покрытие до получения сплошного чугунного слоя. Способ обеспечивает получение качественного чугунного покрытия на деталях из алюминиевых сплавов при уменьшении трудоемкости обработки и ускорении процесса изготовления оснастки для электрохимической размерной обработки.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, например, при изготовлении оснастки для электрохимической размерной обработки.

Известен способ восстановления стальных деталей путем нанесения слоев стального покрытия.

Недостатком способа является то, что он не позволяет снизить температуру зоны покрытия ниже температуры плавления алюминиевых сплавов и получить качественное покрытие на деталях из алюминиевых сплавов (Смоленцев Е.В. Проектирование электрических и комбинированных методов обработки. М.: Машиностроение, 2005 - с.511).

Наиболее близким аналогом является способ нанесения чугунных покрытий на чугунную основу, где удаление окисной пленки с поверхности нанесенного покрытия осуществляют с помощью плазменной струи. При этом покрытие и поверхностные зоны детали нагреваются под действием плазменной дуги (патент RU № 2318637 С1, МПК В23Н 5/00, В23Р 6/00).

Недостатком способа является невозможность обработки деталей из алюминиевых сплавов, т.к. температура плавления естественной оксидной пленки, образованной на поверхности алюминиевого сплава, значительно превышает температуру плавления алюминиевых сплавов, вследствие чего под действием плазменной струи, передающей энергию, как самой оксидной пленке, так и основному металлу, происходит плавление и разрушение, в первую очередь основного металла, в то время как оксидная пленка еще оставаясь неразрушенной, препятствует нанесению материала электрода на обрабатываемую деталь.

Задачей данного изобретения является получить качественное чугунное покрытие на алюминиевые сплавы, уменьшить трудоемкость обработки, ускорить процесс изготовления оснастки для электрохимической размерной обработки.

Технический результат достигается с помощью способа нанесения чугунного покрытия на алюминиевые сплавы, включающего нанесение одного слоя покрытия чугунным электродом электроэрозионным методом, перед которым обрабатываемую поверхность детали из алюминиевого сплава покрывают сплошным равномерным слоем флюса, используемым при сварке алюминиевых сплавов. Затем деталь с нанесенным на ней флюсом переносят на установку, после чего наносят чугунное покрытие электроэрозионным методом до получения сплошного чугунного слоя.

Способ осуществляют следующим образом.

На поверхности детали из алюминиевого сплава размечают участки для покрытия слоем чугуна, устанавливают деталь в положение, при котором слой флюса будет удерживаться на выбранных участках детали, затем, выбрав марку флюса, рекомендованную для сварки алюминиевых сплавов, наносят тонкий слой флюса на выделенные участки детали. Флюс наносят равномерно до получения сплошного слоя, контролируя толщину визуально. Затем переносят обрабатываемую деталь с флюсом на установку для нанесения электроэрозионного покрытия, и электродом наносят сплошной слой чугуна.

Пример осуществления способа.

Требуется защитить контейнер из алюминиевого сплава Ал 5 от соприкосновения с электролитом - 15% раствором NaCl на участке подвода электролита при электрохимической размерной обработке.

Для сварки сплава Ал 5 кислородоацитиленовой сваркой рекомендуют применять спиртовой шликер, для приготовления которого используют этиловый спирт и флюс ФС-71 в виде порошка, имеющего следующий состав: кварц молотый SiO₂ - 57,3%, натрий фтористый NaF - 6,4%, двуокись титана ТiO₃ - 13,6%, порошок титановый марки ПТМ - 13,6%, окись хрома Сr₂О₃ - 9,1%, смешиваемые в соотношении:

- порошок флюса (ФС-71) - 50% по массе;

- этиловый спирт (С₂Н₅ОН) - 50% по массе.

Наносят спиртовой шликер на участки подвода электролита (площадь 320×26 мм), слоем толщиной 0,2-0,3 мм в виде полос шириной 3,2-3,5 мм, покрыв участок подвода электролита равномерным, сплошным слоем. Затем обрабатываемую деталь с флюсом устанавливают на стол установки для нанесения электроэрозионного покрытия; выбирают электрод диаметром 3,5 мм из чугуна СЧ22 и устанавливают в электродержатель; включают средний режим (для чистового нанесения покрытий); задают вибрацию электрода - 50 Гц (вибрация вдоль оси электрода), и строчечным методом наносят слой чугуна толщиной 0,25-0,3 мм. Установка позволяет наносить покрытие в автоматизированном режиме (скорость движения электрода 1-2 мм/сек), но допускается устранение не покрытых чугуном участков путем ручного нанесения покрытий чугунным электродом. Время нанесения и калибровки покрытия составило 18,5 минут. Контроль качества покрытия, осуществляемый на микроскопе БМ-2 при увеличении в 100 раз показал полную сплошность слоя.

Получение качественного чугунного покрытия на алюминиевом контейнере позволило снизить массу детали в 2 раза, уменьшить трудоемкость обработки в 2,8-3,0 раза, ускорить процесс изготовления оснастки для электрохимической размерной обработки в 1,5-2 раза.

Способ нанесения чугунного покрытия на деталь из алюминиевого сплава, включающий нанесение электроэрозионным методом сплошного слоя покрытия чугунным электродом, при этом перед нанесением чугунного покрытия поверхность детали из алюминиевого сплава покрывают сплошным равномерным слоем флюса, используемым при сварке алюминиевых сплавов.