Способ электроискрового легирования электрических скользящих контактов

Авторы патента:

B23H9/00 - Обработка специальных металлических объектов или для получения специального эффекта или результата на металлических объектах (термообработка тлеющим разрядом C21D 1/38)

Владельцы патента RU 2615420:

Общество с ограниченной ответственностью "Центрнасоссервис" (RU)
Открытое акционерное общество акционерная научно-промышленная компания "Блик" (RU)

Изобретение относится к электрическим методам обработки материалов и может быть использовано для повышения ресурса работы и надежности электроискровым легированием скользящих электрических контактов (СЭК), применяемых в коллекторах, вращающихся контактных устройствах (ВКУ), коммутаторах и других прецизионных контактных узлах приборов и систем автоматического управления. Способ включает электроискровое легирование упомянутых контактов при вращении поворотного диска с частотой вращения в пределах 30-50 об/мин и при сообщении легирующему электроду вибрации с частотой в пределах 15-30 Гц и амплитудой 0,5 мм с одновременным его продвижением поперек направления вращения на 0,07 мм на один оборот поворотного диска, при этом в качестве легирующего электрода используют стержень из графита сечением 0,09 см². Техническим результатом является повышение ресурса работы и надежности скользящих электрических контактов. 3 ил.

Известен способ повышения износостойкости неметаллических деталей методом электроискрового нанесения покрытия, при котором используется вибрирующий электрод, и нанесение покрытия совмещено с последующим электроконтактным обкатыванием детали с помощью упрочняющих роликов (авт. св. №656791, МПК В23Р 1/10, 1/12, 1979).

Однако указанный способ, в силу неравномерности разогрева места обработки, вызывает появление внешних повреждений слоя (микротрещин, выкрашиваний, отслаиваний) и приводит к отпуску термообработанной основы детали и самого легированного слоя.

Известен способ повышения ресурса работы стальных деталей методом электроискрового легирования (ЭИЛ) в условиях относительного перемещения электродов анода и катода, при котором электроду анода сообщают крутильные колебания, а детали - катоду механические вибрации в плоскости, перпендикулярной направлению продольной составляющей колебаний электрода анода. [Патент РФ №1002124, кл. В23Р 1/18, 1983].

Недостатками данного способа являются низкое качество покрытия и неэффективность процесса легирования.

В известных способах обработки неэлектрических деталей основное внимание уделяется повышению износостойкости. В то время как важным для СЭК критерием является надежность контактирования (электропроводность), которая вызывает катастрофические отказы, энергетической основой которых является пластическая деформация, вызывающая не только активацию собственного металла, но и окислителя при его поглощении активным металлом. При трении его обратная диффузия вызывает скачкообразную перестройку структуры поверхностного слоя в диэлектрическую пленку окисла металла, которая нарушает электрический контакт, а износостойкость лишь определяет ресурс работы. [Куранов В.Г. Фрикционная непроводимость слаботочных контактов. - СГТУ. - Саратов. - 1996 г.].

Техническим результатом, достигаемым при реализации предложенного способа, является повышение ресурса работы и надежности скользящих электрических контактов.

Указанный технический результат достигается тем, что способ электроискрового легирования скользящих электрических контактов, расположенных на поверхности поворотного диска и выполненных в виде нанесенных на медную основу дорожек электрохимически осажденного покрытия никель-бор, содержащего 96% Ni и 3% В, включает электроискровое легирование упомянутых контактов при вращении поворотного диска с частотой вращения в пределах 30-50 об/мин и при сообщении легирующему электроду вибрации с частотой в пределах 15-30 Гц и амплитудой 0,5 мм с одновременным его продвижением поперек направлению вращения на 0,07 мм на один оборот поворотного диска, при этом в качестве легирующего электрода используют стержень из графита сечением 0,09 см².

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

На фиг. 1 схематически показано устройство для электроискрового легирования скользящих электрических контактов.

на фиг. 2 - узел вращающегося контактного устройства (ВКУ) с поворотным диском;

на фиг. 3 - поворотный диск со скользящими электрическими контактами.

Скользящие электрические контакты (СЭК), применяемые, например, во вращающихся контактных устройствах (ВКУ), выполнены в виде нанесенных на медную основу плоских концентричных дорожек 1 электрохимически осажденного покрытия никель-бор, содержащего 96% Ni и 3% В, толщиной 5 мкм и расположены на поверхности поворотного диска 2 (фиг. 3).

Для обеспечения требуемого ресурса работы и надежности работающих в различных климатических условиях таких скользящих электрических контактов электроискровое легирование их никелевого поверхности осуществляют графитом, например, ЭГ - 4 ОСТ 229-83.

Способ электроискрового легирования СЭК был реализован на токарном станке 1К62 с помощью электроискровой установки для упрочнения «UR-121» 3 (фиг. 1) при чистовом режиме, силе тока в пределах 1…3 А, импульсном напряжении в пределах 17-20 В и технологической среде - воздух, при этом катодом являлись дорожки 1 электрохимически осажденного покрытия никель-бор, а легирующим электродом 4 (анодом) - стержень из графита площадью 0,09 см², закрепленный в вибраторе 5 токарного станка.

Поверхность дорожек предварительно была обезжирена керосином или спиртом этиловым ректификованным техническим, ГОСТ 18300-87.

Поворотный диск 2 закрепляют на выходном валу 6 мотор-редуктора 7 токарного станка. Включают двигатель 8 и сообщают вращение поворотному столу с частотой вращения выходного вала в пределах 30-50 об/мин. Одновременно включают электроискровую установку 3 и механизм подачи 9, на котором установлен вибратор 5 с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении поворотного диска. Положительный полюс подают на легирующий электрод 4 (стержень из графита), отрицательный - на дорожки 1. Приложив импульсное напряжение в пределах 17-20 В, подводят легирующий электрод к обрабатываемой поверхности дорожек до появления искрового разряда.

С помощью электроискровой установки 3 и механизма подачи 9 легирующему электроду 4 сообщают вибрацию с частотой в пределах 15-30 Гц и амплитудой 0,5 мм и одновременно продвигают его поперек направлению вращения поворотного стола на 0,07 мм на один его оборот.

Легирующий электрод (графитовый стержень) перемещается над легируемой поверхностью скользящих контактов на расстоянии, при котором осуществляется периодическое замыкание цепи, во время которого на никелевом покрытии дорожек образуются единичные лунки, в которые попадает графит с легирующего электрода в виде отдельных точек. Достигнув поверхности дорожек, расплавленные частицы графита внедряются в расплавленную лунку и смешиваются с никель-бором.

В указанном способе режим легирования никеля только графитом основан на процессе диффузии (насыщения) поверхностного слоя. Новый поверхностный слой практически не создается (геометрические размеры готовой детали практически не меняются), происходит лишь насыщение легируемой поверхности углеродом.

В результате получают: шероховатость легированной поверхности Rz=6-7 мкм. Сплошность (плотность) покрытия - 30-50% от покрываемой поверхности.

После легирования поворотные диски очищают механическим путем от графитовой пыли, чтобы избежать в период эксплуатации локальных схватываний скользящих электрических контактов.

Предлагаемый способ электроискрового легирования скользящих электрических контактов позволил увеличить ресурс их работы скользящих электрических контактов более чем в 3-4 раза.

Способ электроискрового легирования скользящих электрических контактов, расположенных на поверхности поворотного диска и выполненных в виде нанесенных на медную основу дорожек электрохимически осажденного покрытия никель-бор, содержащего 96% Ni и 3% В, включающий электроискровое легирование упомянутых контактов при вращении поворотного диска с частотой вращения в пределах 30-50 об/мин и при сообщении легирующему электроду вибрации с частотой в пределах 15-30 Гц и амплитудой 0,5 мм с одновременным его продвижением поперек направления вращения на 0,07 мм на один оборот поворотного диска, при этом в качестве легирующего электрода используют стержень из графита сечением 0,09 см².

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию. Способ оребрения наружной поверхности стальной трубы теплообменного аппарата включает формирование на трубе поверхностных слоев путем электроэрозионного легирования поверхности стальной трубы электродом из меди, бронзы, стали или графита, при котором задают шероховатость легированной поверхности от 1 до 200 мкм изменением энергии разряда в диапазоне Wp = 0,01-6,8 Дж.

Способ электроискрового легирования закаленных стальных деталей // 2614913

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к электрофизическим методам обработки закаленных стальных деталей электроискровым легированием. В способе электроискрового легирования закаленных стальных деталей осуществляют перенос легирующего материала электрода-инструмента на поверхность детали под действием импульсных электроискровых разрядов между подключенными к источнику постоянного электрического тока в качестве анода электродом-инструментом, а в качестве катода деталью.

Устройство для электроэрозионного диспергирования металлов // 2614860

Изобретение относится к области порошковой металлургии и катализаторной промышленности и может быть использовано для получения мелкодисперсных порошков электропроводных металлов методом электроэрозионного диспергирования.

Способ упрочнения лемеха плуга // 2607680

Изобретение может быть использовано для упрочнения рабочих поверхностей почвообрабатывающих орудий сельскохозяйственных машин, эксплуатирующихся в условиях абразивного изнашивания.

Способ электроабразивного шлифования внутренних поверхностей сложной формы // 2602590

Изобретение относится к электроабразивному шлифованию внутренних поверхностей отверстия сложной формы в детали. В способе электроабразивное шлифование осуществляют в три этапа.

Способ получения микропористого слоя на поверхности изделий из титана или его сплава // 2600294

Изобретение относится к получению пористых структур на поверхности изделий из титана или его сплава и может быть использовано при изготовлении эндопротезов и зубных имплантатов на титановой основе, для подготовки поверхности титановых имплантатов под нанесение биосовместимых покрытий, а также для получения носителей катализаторов и композитных материалов.

Система и способ резания металлов // 2599589

Изобретение относится к области электрохимической обработки и может быть использовано в электролитических режущих инструментах. Устройство содержит источник питания, первый катод, расположенный с возможностью образования первого зазора между ним и первой стороной заготовки для протекания электролита, второй катод, расположенный с возможностью образования второго зазора между ним и второй стороной заготовки для протекания электролита.

Способ нанесения износостойкого композиционного покрытия на изнашиваемые поверхности стальных изделий // 2598738

Изобретение относится к обработке изнашиваемых поверхностей стальных изделий. В способе изнашиваемую поверхность изделия покрывают слоем индия методом электроэрозионного легирования при энергии импульса Wp=0,01-0,03 Дж, после чего на покрытую индием поверхность методом электроэрозионного легирования наносят износостойкий композитный материал при энергии импульса Wp=0,35-0,42 Дж, при этом используют электрод, предварительно изготовленный из износостойкого композитного материала следующего состава: >10-30 вес.

Способ обработки вкладышей подшипников скольжения // 2598737

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию вкладышей подшипников скольжения.

Способ изготовления зубчатого колеса // 2586936

Изобретение относится к области машиностроения. В способе вначале при электроэрозионной обработке заготовки формируют требуемый профиль зубчатого колеса, а после путем его электрохимической обработки обеспечивают требуемые параметры поверхности.

Способ электроискрового нанесения покрытий и устройство для его осуществления // 2616694

Изобретение относится к электроискровому нанесению покрытия и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий на деталях. Способ электроискрового нанесения покрытия на поверхность детали вибрирующим электродом включает нанесение покрытия при периодическом контактировании электрода с поверхностью детали, в момент контакта которых производят разряд предварительно заряженного накопительного конденсатора. При этом в процессе нанесения покрытия осуществляют стабилизацию разрядного тока путем корректировки длительности контакта электрода с поверхностью детали для чего сравнивают время текущего контакта с оптимальным временем контакта, равным времени полного разряда полностью заряженного накопительного конденсатора, и изменяют длительность контакта электрода с поверхностью детали путем приведения длительности времени текущего контакта к длительности оптимального времени контакта. Изобретение обеспечивает стабилизацию разрядного тока при электроискровом нанесении покрытий на поверхность детали ручным вибратором, а также улучшение качества покрытия. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Способ формирования износостойкого слоя на поверхности детали из титана или титанового сплава // 2621750

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам нанесения покрытий методами электроискрового легирования. Способ формирования износостойкого слоя на поверхности деталей из титана или сплавов на его основе включает проведение процесса методом электроискрового легирования на различных режимах, при этом на обрабатываемую поверхность упрочняемой детали предварительно наносят слой материала на основе углерода, который для адгезии к поверхности детали наносят в виде краски или пасты толщиной не менее 0,01 мм. Изобретение обеспечивает образование в поверхностном слое детали из титана или сплавов на его основе карбида и нитрида титана, увеличивающих твердость сформированного упрочненного слоя. 3 з.п. ф-лы, 1 пр.

Слои монооксида молибдена и их получение с помощью pvd // 2622553

Изобретение относится к покрытию изделий, инструментов и конструктивных элементов, которые должны иметь хорошие скользящие свойства или которые применяются в трибологических системах, в которых, как правило, должно применяться смазочное вещество для снижения трения. Смазывающее покрытие нанесено на изделие методом осаждения из паровой фазы (PVD), при этом оно содержит по меньшей мере один молибденсодержащий слой с монооксидом молибдена. Монооксид молибдена напыляют в содержащий монооксид молибдена слой методом искрового напыления. В одном из вариантов осуществления изобретения содержащий молибден слой с монооксидом молибдена получают с помощью искрового напыления с помощью по меньшей мере одной содержащей молибден мишени в реактивной кислородсодержащей и/или азотсодержащей атмосфере. Упомянутое покрытие используют при изготовлении конструктивного инструмента. Упомянутое покрытие применяют в качестве покрытия инструмента, используемого для изготовления конструктивных элементов из металлов или их сплавов, в частности для режущего или формующего инструмента. Обеспечивается получение усовершенствованного слоя, который наряду с хорошими трибологическими свойствами и/или электрическими свойствами имеет хорошие и стабильные смазывающие свойства и/или улучшенную пластичность. 5 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл., 1 пр.

Установка для создания покрытий на металлических поверхностях методом электроискрового легирования // 2623539

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для создания на металлических поверхностях различных покрытий методом электроискрового легирования. Установка содержит выносной аппликатор АП 10, подключенный к базовому модулю БМ 30 с блоками электропитания БП 31, генерации электрических импульсов БГ 32 и управления работой установки БУ 33, причем указанный блок генерации электрических импульсов БК 33 содержит несколько независимых генераторов указанных импульсов, а базовый модуль БМ 30 дополнительно содержит блок БРГ 34 формирования подвода рабочего газа в зону легирования, блок БСВ 35 формирования подвода сжатого воздуха в качестве рабочего тела для сменного АП 10 с пневматическим приводом вибрационного механизма ДЭ 12 и блок БП 31 формирования электропитания для подключения к БМ 30 системы осветительных приборов местного и общего освещения зоны легирования. Технический результат – повышение качества электроискрового легирования металлических поверхностей и расширение возможностей установки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Способ формирования покрытия на поверхности детали // 2629139

Изобретение относится к области электрофизических методов обработки материалов, в частности к электроискровому легированию, и может быть использовано для получения покрытий с регламентированными свойствами. Способ включает нанесение на поверхность детали клеевого слоя из смеси, содержащей порошковый материал и клей при следующем соотношении, мас. %: порошковый материал 75-90, клей - остальное, после высыхания которой клеевой слой подвергают окончательной обработке, причем используют порошковый материал с дисперсностью 0,1-500 мкм, клей в виде токопроводящего клея с удельным объемным сопротивлением не более 0,01 Ом⋅см. Клеевой слой наносят толщиной не более 2,0 мм, а окончательную обработку осуществляют путем электроискрового легирования с энергией импульсов от 0,1 до 10,0 Дж. Изобретение обеспечивает возможность придавать формируемому покрытию регламентированные дополнительные физико-механические свойства. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Способ повышения износостойкости рабочих поверхностей стальных колец импульсных торцевых уплотнений // 2631439

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию, и может применяться для обработки поверхностей элементов импульсных торцевых уплотнений (ИТУ). Способ формирования износостойкого покрытия на рабочей поверхности стального кольца импульсного торцевого уплотнения включает обработку рабочей поверхности импульсного торцевого уплотнения методом электроэрозионного легирования графитовым электродом при энергии разряда в диапазоне 0,036-4,6 Дж и последовательное формирование слоев комбинированного электроэрозионного покрытия вида сплав ВК8 - Cu - сплав ВК8. Кроме того, первый и последний слои из твердого сплава ВК8 наносят при энергии разряда Wu=0,1 Дж, а медь при Wu=0,04 Дж. Изобретение обеспечивает улучшение параметров рабочих поверхностей стальных колец импульсных уплотнений, влияющих на их износостойкость. 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 9 табл.

Способ электрохимической обработки высокоточных профильных углублений // 2634834

Изобретение относится к области электрохимической обработки, в частности к способам размерной электрохимической обработки в проточном электролите при обработке углублений, выборок, выемок. В способе обрабатываемую деталь устанавливают в катодное устройство с обеспечением ее плотного прилегания к изолятору, при этом катодное устройство с деталью устанавливают на стол электрохимического станка и осуществляют обработку детали в проточном электролите с помощью неподвижного электрода-инструмента. При этом используют изолятор, выполненный с пазом для электрода-инструмента, который имеет эквидистантно заниженные размеры боковой поверхности относительно размеров контура паза на 0,2…0,3 мм, а обработку осуществляют в 6%-ном растворе натриевой селитры и с низкой линейной скоростью электрохимического растворения металла Vp мм/с в пределах 0,1-0,5 долей от величины поля допуска Δt мм на размер глубины выборки h мм, причем Vp=[0,1…0,5]⋅Δt. Техническим результатом изобретения является обеспечение высокой геометрической и статической степени точности обработки выемок, углублений, выборок за счет стабилизации линейной скорости растворения металла и стабилизации электропроводности электролита. 2 ил., 1 пр.

Способ формирования микрорельефа на поверхности металлических изделий // 2642243

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано в машиностроении, станкостроении, авиастроении, приборостроении, электронике и многих других областях. Способ формирования микрорельефа на поверхности металлических изделий включает обработку поверхности изделия в вакууме сконцентрированным потоком энергии, локализованной в перемещающихся по поверхности изделия катодных пятнах вакуумно-дугового разряда, горящего между изделием, являющимся катодом, и анодом, при этом обработку поверхности изделия ведут в диапазоне давлений вакуума от 10 Па до 200 Па. Техническим результатом является упрощение процесса формирования микрорельефа на поверхности металлических изделий, исключение процессов обезуглероживания и окисления обрабатываемой поверхности, а также возможность обрабатывать поверхности сложной геометрической формы при повышении производительности процесса за счет высокой скорости перемещения катодных пятен. 5 ил.

Способ и устройство для обработки прессованной детали из материала с анизотропной проводимостью // 2644493

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке деталей из материалов с анизотропной проводимостью, в частности прессованных деталей из металлических порошков и гранул. В способе перед началом обработки деталь устанавливают с расположением вектора направления ее прессования параллельно электроду-проволоке, устанавливают напряжение для источника технологического тока, далее перемещают электрод-проволоку до плотного соприкосновения с деталью по всей длине обработки, измеряют силу тока, проходящего через электрод-проволоку на данном участке обработки детали, после чего отводят электрод-проволоку от детали и обрабатывают электродом-проволокой первый участок детали при величине установленного напряжения. Затем подводят электрод-проволоку к следующему обрабатываемому участку детали, на котором при плотном соприкосновении электрода-проволоки с деталью регулируют силу тока до достижения величины тока, используемого при обработке первого участка, корректируют величину тока путем ее изменения на величину соотношения длин на обрабатываемом и первом участках детали, измеряют напряжение на электродах, далее полученную величину напряжения передают на источник технологического тока и производят при этом напряжении обработку электродом-проволокой очередного участка детали. Устройство содержит электрод-проволоку, источник технологического тока, измеритель напряжения между опорами электрода-проволоки, служащими для торможения и натяжения электрода-проволоки при ее перемотке, и измеритель силы тока, проходящего через электрод-проволоку. Причем устройство снабжено регулятором напряжения, связанным с регулятором силы тока источником технологического тока, датчиком положения оси электрода-проволоки относительно положения детали и указателем длины обрабатываемого участка детали. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Огнепреградитель // 2646732

Изобретение относится к области противопожарной техники, в частности к устройствам для задержки пламени и предотвращения распространения огня при резервуарном нефтехранении. Огнепреградитель содержит корпус и огнепреграждающие элементы, выполненные каждый из двух металлических гофрированных лент, свернутых в рулон с образованием наклонных каналов, предотвращающих прямой пролет раскаленных микрочастиц в охраняемый объем. Боковые стенки гофр могут быть выполнены с дополнительной гофрировкой, а сами гофры содержать в своем составе чередующиеся наклонные и прямые участки. Ограничительные соотношения на поперечное сечение каналов, геометрию и взаимную ориентацию гофр позволяет привести параметры огнепреграждающего элемента в соответствие с правилами пожаробезопасной эксплуатации огнепреградителя при заданной паровоздушной смеси и повысить эффективность защиты резервуара. 4 з.п. ф-лы, 12 ил.