Способ обработки поверхности изделия из алюминиевого сплава

Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке изделий из алюминиевых сплавов. Способ обработки поверхности изделия из алюминиевого сплава включает электроискровое легирование графитовым электродом, при этом перед электроискровой обработкой в поверхность изделия из алюминиевого сплава вручную с помощью войлочного тампона втирают нанопорошок нитрида титана. Способ позволяет повысить износостойкость поверхности изделий из алюминиевых сплавов. 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к металлургии и может быть использовано для повышения износостойкости поверхности изделий из алюминиевых сплавов.

Известен способ упрочнения поверхности металлического изделия [патент RU №2067918. Способ упрочнения поверхности металлического изделия / МПК6 B22F 3/24, B22F 7/04. Опубл. 20.10.1996], включающий обработку заготовок в течение 5…30 минут в смесителе, заполненном легирующим порошком в количестве 0,1 мг на 1 см2 упрочняемой поверхности.

Недостатками этого способа являются:

1) обязательное воздействие мелющих тел на геометрические размеры упрочняемых металлических изделий, что исключает его применение для упрочнения деталей, имеющих пространственную геометрию с предусмотренными технической документацией и чертежами допусками и припусками на конечные размеры деталей;

2) невозможность его применения для упрочнения крупногабаритных деталей, в том числе и по причине возможности их соударения друг с другом, в результате чего будет нарушаться их геометрия;

3) отсутствие гарантии однородности и толщины слоя упрочняющего материала (порошок, гранулы) на упрочняемом изделии.

Наиболее близким по технической сущности является способ обработки алюминиевых сплавов [патент RU №2185939 / МПК7 В23Н 1/00. Опубл. 27.07.2002], включающий обработку поверхности алюминиевых сплавов электроискровым способом графитовым электродом диаметром 4-6 мм со скоростью его перемещения 3-10 мм/с.

Недостатком способа является недостаточно высокая износостойкость поверхности металлоизделий, обрабатываемых графитовым электродом, преимущественно тех, которые работают при повышенных температурах.

Задачей изобретения является повышение износостойкости поверхности металлоизделий с применением технологии электроискрового легирования.

Поставленная задача достигается с помощью способа обработки поверхности изделия из алюминиевого сплава, включающего электроискровое легирование поверхности графитовым электродом, при этом перед электроискровой обработкой в поверхность изделия из алюминиевого сплава вручную с помощью войлочного тампона втирают высокопрочный тугоплавкий нанопорошок нитрида титана TiN.

Пример 1. Технологию отрабатывали на образцах размером 50×50×10,5 мм, вырезанных из листа алюминиевого деформируемого сплава Д1 (3,8-4,8% Сu; 0,4-0,8% Мn; 0,4-0,8% Mg). При этом в поверхность образцов предварительно с помощью войлочного тампона вручную втирали нанопорошок нитрида титана TiN, затем с помощью установки «Эмитрон-14» при использовании графитового электрода диаметром 6 мм (графит марки МПГ-6) производили электроискровую обработку поверхности при круговых перемещениях электрода со скоростью 0,07…0,09 мм/мин, частоте вибрации f=400 Гц и рабочем токе Ip=1 А.

Из обработанных заготовок вырезали цилиндрические образцы диаметром 10 мм и высотой 15 мм. На приборе ПМТ-3 измеряли микротвердость поверхности (по Виккерсу HV). Испытания на износ проводили на машине МТ-2 при возвратно-поступательном перемещении образцов по контртелу из стали Ст3 в течение 3 ч при удельной нагрузке 10 Н/мм2. В качестве смазки использовали трансформаторное масло, которое подавалось в зону трения непрерывно в автоматическом режиме.

Износ определяли по потере массы образцов путем их взвешивания на аналитических весах ВЛА-200 до и после испытания. Полученные данные (таблицу) показали, что электроискровая обработка поверхности образцов из сплава Д1 графитовым электродом повышает ее микротвердость в 1,7 раза по сравнению с необработанным сплавом (с 200 до 340 ед. HV), а в результате предварительного втирания в поверхность образцов вручную с помощью войлочного тампона нанопорошка нитрида титана TiN с ее последующей электроискровой обработкой графитовым электродом микротвердость повышается в 2,26 раза (до 453 ед. HV). При этом износ упрочненной поверхности уменьшился соответственно в 1,84 и в 4 раза.

Пример 2. Результаты этого эксперимента были использованы для повышения стойкости кокилей, отливаемых из алюминиевого сплава АК7 (6,0-8,0% Si; 0,2-0,6% Mn; 0,2-0,55% Mg; ост. - Al) и применяемых для литья лодочных трехлопастных винтов из этого же сплава с массой 0,83 кг и диаметром по периферии лопастей 240 мм. Кокиль состоит из двух частей с криволинейным разъемом преимущественно в горизонтальной плоскости. При удалении из него отлитых винтов, имеющих сложную криволинейную поверхность, происходит силовое и истирающее воздействие, как на полость формы, так и на поверхность винтов, что приводит в конечном счете к изменению размеров как полости металлической формы, так и тех мест отливок, которые они оформляют.

При литье лодочных винтов в кокиль, поверхность полости формы которого не обрабатывали по разработанному способу, геометрия полости формы четко воспроизводилась на 225…250 отливках, а в результате предварительного втирания вручную в поверхность полости формы с помощью войлочного тампона нанопорошка нитрида TiN с последующей электроискровой обработкой графитовым электродом воспроизводимость размеров полости формы сохранялась до съема 325…350 отливок (больше в 1,3…1,6 раза).

Вид обработки Без ЭИЛ и без нанопорошка TiN ЭИЛ без нанопорошка TiN Нанопорошок TiN+ЭИЛ
Микротвердость, HV, ед. 200 340 453
Потеря массы, мг 0,92 0,50 0,23

Способ обработки поверхности изделия из алюминиевого сплава, включающий электроискровое легирование графитовым электродом, отличающийся тем, что перед электроискровой обработкой в поверхность изделия из алюминиевого сплава втирают нанопорошок нитрида титана.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к материалам для защиты от электромагнитных полей радиочастотного диапазона и может применяться для обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) технических средств в различных отраслях промышленности, а также для защиты биологических объектов от патогенного влияния электромагнитных полей естественного и искусственного происхождения.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением давления в условиях воздействия нестационарных температур и повышенных виброускорений.
Изобретение относится к серобетонной смеси и способу ее получения и может найти применение для изготовления строительных изделий. .

Изобретение относится к области нанотехнологии и наноэлектроники, а именно к получению тонких пленок карбида вольфрама. .
Изобретение относится к получению наноструктурных металлических частиц, используемых в различных областях техники и медицины. .

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии, и может использоваться для заполнения костных дефектов.
Изобретение относится к способу получения слоистых наночастиц и к полученным в результате наночастицам. .
Изобретение относится к полимерным нанокомпозициям, предназначенным для получения пленочных материалов, защищающих от УФ-излучения и фотохимического старения. .

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при лечении гормонозависимых заболеваний. .

Изобретение относится к созданию лазерных материалов, используемых в качестве оптической среды для получения вынужденного излучения. .

Изобретение относится к технологии поверхностной упрочняющей обработки режущих инструментов и может быть использовано в машиностроении и инструментальной промышленности.
Изобретение относится к области получения защитных покрытий и может быть использовано в машиностроении и медицине. .
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения жаростойких покрытий ионно-плазменным напылением, и может быть использовано в ракетной промышленности для рабочих колес турбин жидкостных ракетных двигателей.
Изобретение относится к идентификационной системе, применяемой для определения огнестрельного оружия по следу от бойка. .
Изобретение относится к способу нанесения индивидуальных идентификационных меток на боек оружия. .
Изобретение относится к способу нанесения индивидуальных меток на нарезное оружие. .

Изобретение относится к области идентификации материальных ресурсов и может быть использовано для маркировки электропроводящих деталей, например, продукции проката, деталей транспортных средств, продукции машиностроения, авиастроения, изделий оборонной отрасли и т.д.
Изобретение относится к нанесению защитных покрытий и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения деталей и инструмента, изготовленных из углеродистых сталей и чугуна.

Изобретение относится к способам получения нанокомпозитных металлополимерных материалов в виде труб или профилей и может быть применено при изготовлении конструктивных композитных материалов и многослойных труб для транспортировки жидких и газообразных сред.

Изобретение относится к способам изготовления электрода для электроразрядной обработки поверхности созданием импульсного разряда между электродом и изделием и формированием пленки на поверхности изделия.

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки, в частности к электроискровому легированию поверхностей деталей машин и механизмов. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке изделий из алюминиевых сплавов

Наверх